Wer ein BHKW bauen möchte, muss viele Aspekte beachten. Zu einer der wichtigsten Fragen gehört dabei: Welcher Motor ist für ein BHKW geeignet? Denn der BHKW-Motor ist maßgeblich daran beteiligt, wie effizient die gesamte Anlage letztendlich läuft. Doch welcher Motor passt zu welchem BHKW? Welche BHKW-Antriebsarten haben welche Vorteile? Und wie wirken sich Funktionsweise und Brennstoff auf die BHKW-Anlage aus?
Antworten zu diesen sowie zu weiteren wichtigen Fragen finden Sie in diesem Artikel.
Der BHKW-Motor – das Herzstück einer jeden Anlage
Wie verlässlich und wirtschaftlich ein BHKW auf lange Sicht läuft, entscheidet sich in der Regel schon vor der Inbetriebnahme – genauer gesagt bei der Wahl der BHKW-Antriebsart. Denn der Motor eines BHKW gehört mit zu den wichtigsten Komponenten, wenn es um den reibungslosen Anlagenbetrieb geht. Ohne Motor funktioniert kein BHKW.
Wie viel Power eine Anlage für die Produktion von Strom und Wärme zur Verfügung hat, hängt einzig und allein vom BHKW-Motor ab. Einfach irgendeinen Antriebsmotor zu wählen, ist jedoch nicht der beste Weg, um langfristig von einem möglichst störungsfreien Anlagenbetrieb zu profitieren. Denn den einen, einzigen Motor, der prinzipiell zu jedem BHKW passt, gibt es nicht.
Ob BHKW mit Stirlingmotor, Diesel- oder Zündstrahlmotor oder Gasmotor fürs BHKW – die Möglichkeiten sind ebenso vielfältig wie die Vor- und Nachteile, die jeder BHKW-Motor mit sich bringt. Die folgenden Auflistung verschafft Ihnen einen Überblick über die wichtigsten Daten und Fakten.
Der Dieselmotor
Wer den Wirkungsgrad als maßgebliche Entscheidungsgrundlage dafür nimmt, welcher BHKW-Motor in der Anlagen verbaut werden soll, findet mit einem Dieselmotor genau das passende Antriebsmittel. Wirkungsgrade von bis zu 95 Prozent dank einer hochentwickelten und extrem zuverlässigen Technik ist hier das Argument, das für diese Motorenart spricht. Doch auch wenn der Dieselmotor den großen Vorteil bietet, fast den kompletten eingesetzten Brennstoff nutzbar machen zu können, spricht nicht alles für ihn. Hohe Wartungsintensitäten bei gleichzeitig hohen Anschaffungskosten wirken sich ebenso negativ aus wie der Brennstoff: Öl, Diesel und Bio-Diesel gehören nicht zu den erneuerbaren Energien. In Sachen Emissionswerte kann ein Diesel-BHKW deswegen nicht zwingend punkten.
Der Zündstrahlmotor
Wenn die Produktion von CO2-neutralem Strom aus dem BHKW das Ziel ist, bietet sich ein Zündstrahlmotor als passender BHKW-Motor an. Denn wer einen Zündstrahlmotor in seiner Anlage verbaut, kann sich optimal für die Energieproduktion aus alternativen Energiequellen aufstellen. So lassen sich beispielsweise Bio- oder Klärgase, die wegen ihrer hohen Klopffestigkeit nicht unkontrolliert zünden können, dank Zündstrahlmotor stärker verdichten und auf umweltfreundliche Weise mit hohen Wirkungsgraden nutzbar machen. Als Verfeinerung des Dieselmotors eignet sich diese BHKW-Antriebsart besonders für einen Einsatz in mittelgroßen BHKW, die in Kombination mit einer Biogasanlage laufen.
Der Ottomotor
Ähnlich wie der Dieselmotor überzeugt auch der Ottomotor mit einer hochentwickelten und sehr zuverlässigen Technik. In der Regel mit Gas betrieben, lassen sich mit diesem BHKW-Motor ebenfalls sehr hohe Wirkungsgrade von bis zu 90 Prozent erreichen. Dabei entstehen etwa ein Drittel elektrische sowie zwei Drittel thermische Energie – womit die Wärmeausbeute bei einem Ottomotor deutlich höher ist als die Stromausbeute. Generell lässt sich ein solcher Gasmotor im BHKW besonders flexibel und damit auch sehr effizient einsetzen, was ihn für BHKW in sämtlichen Größen attraktiv macht. Aber: Trotz seiner Langlebigkeit fordert der Ottomotor eine intensive Wartung.
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Der Biogasmotor
Geringes Gewicht, kompakte Bauweise und flexible Einsatzmöglichkeiten sind die drei entscheidenden Faktoren, die für die Nutzung eines Biogasmotors im BHKW sprechen. Dank unterschiedlichster Größen lässt sich diese BHKW-Antriebsart individuell für jede Anlagengröße skalieren. Hinzu kommt, dass mit Biogas betriebene Motoren nicht nur ressourcenschonend sowie klima- und umweltfreundlich arbeiten, sondern gleichzeitig auch Wirkungsgrade von mehr als 90 Prozent erreichen können. Der Nachteil auch hier: die hohe Wartungsintensität.
Der Holzvergaser
Holz als Antriebsstoff für ein BHKW ist das Prinzip, das hinter dem Holzvergaser steckt. Der Vorteil: Die Nutzung des nachwachsenden Rohstoffs Holz macht diesen BHKW-Motor zu einer umweltfreundlichen Alternative, um Energie zu gewinnen. Der Nachteil: Brennholz benötigt Platz und ist nicht zwingend kostengünstig. So hat sich der Holzvergaser noch nicht unter den BHKW-Antriebsarten durchsetzen können, sondern ist nach wie vor eine Sonderlösung.
Der Dampfmotor/Lineargenerator
Auch diese Motorenart hat bisher noch keinen flächendeckenden Einsatz gefunden. Mit Wasserdampf betrieben, ist dieser BHKW-Motor zwar umweltfreundlich und mit nahezu jedem Brennstoff nutzbar, doch die Wirkungsgrade sind sehr gering: unter 90 Prozent bei gleichzeitig minimalem Stromertrag. Dass Dampfmotoren dabei sehr abgas- und wartungsarm sind, reicht nicht aus, um als für ein BHKW geeignet zu gelten.
Der Stirlingmotor
Wer sich für ein BHKW mit Stirlingmotor entscheidet, hat aus vielerlei Hinsicht eine gute Wahl getroffen. Denn ein Stirlingmotor arbeitet nicht nur gänzlich emissionsfrei, sondern ist gleichzeitig auch geräusch- und vibrationsarm. Doch nicht nur deswegen gehört dieser BHKW-Motor zu den beliebtesten Gasmotoren. Da nämlich die Kraftstoffverbrennung außerhalb des Zylinders stattfindet, lassen sich nahezu alle Brennstoffe nutzen – auch solche aus erneuerbaren Energien bzw. nachwachsenden Rohstoffen wie zum Beispiel Biomasse. Hinzu kommt, dass sich Stirlingmotoren hinsichtlich ihrer Größe ebenfalls flexibel skalieren lassen, was sie für einen Einsatz in fast jedem BHKW befähigt. Gleichzeitig sind sie sehr wartungsarm und eignen sich optimal für die kombinierte Nutzung mit einer Solaranlage. Aber: Dieser BHKW-Motor erreicht nur einen Wirkungsgrad von unter 90 Prozent (70 Prozent thermische und 15 Prozent elektrische Energie). Damit kann der Stirlingmotor nicht mit Diesel-, Otto- oder Biogasmotor mithalten.
Die Brennstoffzelle
Zwar ist sie kein BHKW-Motor im klassischen Sinne, eignet sich aber dennoch als BHKW-Antriebsart: die Brennstoffzelle. Dabei nutzt sie das Prinzip der umgekehrten Wasserelektrolyse, in dem sie aus Sauer- und Wasserstoff Gleichstrom und Wasserdampf produziert. Der große Vorteil: Mittels Brennstoffzelle lassen sich elektrische Wirkungsgrade von bis zu 50 Prozent erreichen, was weitaus mehr ist, als alle anderen BHKW-Motoren leisten können. Zudem laufen Brennstoffzellen wartungs-, abgas- und geräuschfrei. Ihr Nachteil ist allerdings der (noch) aufwendig herzustellende Wasserstoff als Antriebsmittel. Allein dieser Aufwands- und Kostenfaktor macht die Nutzung von Brennstoffzellen in einem BHKW bisher wenig attraktiv.
Pro & Contra – das sind die BHKW-Motoren auf einen Blick
| BHKW-Motor | Vorteile | Nachteile |
|---|---|---|
| Dieselmotor | Wirkungsgrad bis 95 %; hoch entwickelte, zuverlässige Technik | höhere Anschaffungskosten; wartungsintensiv; nicht zwingend CO2-neutral |
| Zündstrahlmotor | Wirkungsgrad bis 95 %; hoch entwickelte, zuverlässige Technik; CO2-neutral bei Einsatz alternativer Energiequellen | höhere Anschaffungskosten; wartungsintensiv; oft nur in Verbindung mit Biogasanlagen nutzbar |
| Ottomotor | Wirkungsgrad über 90 %; hoch entwickelte und zuverlässige Technik; flexibel skalierbare Größen | wartungsintensiv; nicht zwingend CO2-neutral |
| Biogasmotor | Wirkungsgrade über 90 %; ressourcenschonend; klima- und umweltfreundlich da CO2-neutral; flexibel skalierbare Größen | wartungsintensiv |
| Holzvergaser | klima- und umweltfreundlich | nicht für den Einsatz in BHKW geeignet |
| Dampfmotor/Lineargenerator | hoher thermischer Ertrag; wartungs- und abgasarm; mit vielen Brennstoffen nutzbar | sehr geringe Wirkungsgrade von unter 90 Prozent; minimaler Stromertrag |
| Stirlingmotor | klima- und umweltfreundlich; CO2-neutral bei Einsatz alternativer Energiequellen; flexibel skalierbare Größen; wartungsarm; abgasarm; leise | geringe Wirkungsgrade von unter 90 Prozent; geringer Stromertrag |
| Brennstoffzelle | extrem hoher elektrischer Wirkungsgrad von bis zu 50 %; extrem geräuscharm; wartungsfrei; abgasfrei; Kombination mit Solaranlage möglich | kostenintensiver Betrieb |
Noch Fragen zum Thema?
Ob Biogas, Energiewende, Förderung, Optimierung oder Wartung: Unser Kollege Daniel Fischer, Teamleiter bei EPS, hat auf jede Frage die passende Antwort und für Sie ein offenes Ohr. Sprechen Sie ihn gerne an!