Kraft-Wärme-Kopplung
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Blockheizkraftwerke (BHKW) sind Wärmeerzeuger, die zusätzlich elektrische Energie erzeugen. Der Vorteil von Blockheizkraftwerken liegt in der wesentlich besseren Ausnutzung der Brennstoffe für die Erzeugung von Elektroenergie. Während konventionelle Kraftwerke nur einen Wirkungsgrad von 50-60% erreichen, können die Energieträger mit BHKW wesentlich besser ausgenutzt werden. Soll nur Wärme erzeugt werden, sind andere Anlagen wesentlich effektiver.
Kennzahlen
Wichtige Kennzahlen für ein BHKW sind:
- Stromkennzahl [math]\displaystyle{ \sigma = \frac{P_{el}}{P_{th,CHP}} }[/math] (typische Werte ca. 25-25% bei Verbrennungsmotoren)
- Nutzungsgrad der KWK [math]\displaystyle{ \eta_{CHP,Hi} = \frac{Q_{f,prod,CHP,a} + Q_{outg,CHP,a}}{Q_{f,CHP,a}} = \frac{P_{el} + P_{th,CHP}}{P_{CHP,Hs}} }[/math]
dabei sind:
- Qf,CHP brennwertbezogener Energiebedarf der KWK-Anlage
- Qoutg,CHP Erzeugernutzwärmeabgabe der KWK-Anlage (thermische Energie)
- Qf,prod,CHP KWK-Netto-Stromproduktion (elektrische Energie)
- PCHP,Hs Leistungsaufnahme der KWK-Anlage bezogen auf den Brennwert des Energieträgers
- Pth,CHP Wärmeleistung der KWK-Anlage (thermische Energie)
- Pel KWK-Netto-Stromleistung (elektrische Energie)
Entscheidend für die Wirtschaftlichkeit einer KWK-Anlage ist die Laufzeit der Anlage. Eine möglichst lange Laufzeit garantiert eine hohe Wirtschaftlichkeit. Theoretisch wäre eine Laufzeit von 8760 Std./a (also täglich 24 Std. an 365 Tagen) möglich. Praktisch werden bei üblichen Anlagen Laufzeiten von 4.000 - 6.000 Std./a erreicht.
Für die Energetische Bilanzierung ist der erreichbare Primärenergiefaktor entscheidend. Dieser hängt wesentlich davon ab, zu welchem Prozentsatz der jährlich notwendige Energiebedarf für Wärme durch KWK gedeckt wird (Deckungsanteil k). Bei einem Deckungsanteil von üblicherweise 80% wird ein Primärenergiefaktor von pp von etwa 0,7 erreicht. Der Deckungsanteil k ist nicht mit dem Leistungsanteil der KWK an der Gesamtanlage gleichzusetzen.
