Kraft-Wärme-Kopplung ist die gleichzeitige Erzeugung von Strom und Wärme in einem Gerät. Kraft-Wärme-Kopplung hilft:
- Die Energieeffizienz zu steigern (im Vergleich zur zentralen Erzeugung von Strom in einem Kraftwerk) sowie
- die CO2-Emissionen zu reduzieren, Energieressourcen einzusparen und Übertragungsverluste zu vermeiden.
Die hohen Verluste von mehr als 60 %, die bei der konventionellen Energieversorgung (getrennte Erzeugung von Strom und Wärme) entstehen werden bei der Kraft-Wärme-Kopplung vermieden. So reduziert ein KWK-System den
Primär-Energieverbrauch um fast ein Drittel durch die doppelte Nutzung der eingesetzten Energie und die geringen Verluste von etwa 8-10 %. Speziell entwickelte Gas-Verbrennungsmotoren treiben einen Generator zur Stromerzeugung an. Die dabei entstehende Wärme-Energie wird zur Heizung und Warmwasserbereitung verwendet. Auf diese Weise wird die eingesetzte Energie doppelt genutzt und so ein Gesamtwirkungsgrad von bis zu 92% erreicht. Dieser Gesamtnutzungsgrad ist wesentlich höher als in modernen Großkraftwerken.
Passet sich die Drehzahl des Motor auch noch automatisch dem Energiebedarf des Gebäudes an, dann werden lange Motor-Laufzeiten realisiert. Dabei werden die optimalen Motordrehzahlen nach Heizkurve, zu erwartendem Strombedarf und Außentemperatur unter permanenter Auswertung der Betriebsdaten berechnet.
Diese Anpassung an dem Gebäudewärmebedarf wird mit Pufferspeichern noch verfeinert.
Unterschiedliche Betriebsweisen
Einige BHKW's könen Wärme- oder Stromgeführt betrieben werden.
Wärmeführung
Die Leistung wird durch Drehzahlregelung primär, unter Berücksichtigung des Produktionsprogramms, dem Heizbedarf angepasst. Dieser Betriebsmodus der Wärmeführung eignet sich besonders für große Zweifamilienhäuser und Mehrfamilienhäuser. Idealerweise startet der Motor nur einmal pro Tag (lange Lebensdauer, hohe Abdeckung des elektrischen Eigenbedarfs). In den Übergangszeiten (Frühjahr und Herbst) kann dies nicht immer gewährleistet werden.
Mithilfe des Produktionsprogramms kann der Betreiber vorgeben, zu welchen Zeiten er eine erhöhte Stromproduktion will. Diese richtet der Betreiber nach seinem zu erwartenden Eigenverbrauch oder nach erhöhten Rückspeisetarifen.
Stromführung
Im Betriebsmodus Stromführung wird die Drehzahl nach dem Strombedarf des Betreibers geregelt. Dies ist dann von Vorteil, wenn mit dem mini-BHKW die elektrische Grundlast abgedeckt und/oder Leistungsspitzen gebrochen werden sollen. Dieser Modus eignet sich besonders für Kleingewerbe, Hotels, Gaststätten usw.
Mithilfe eines Drehzahlprogramms können drei verschiedene Drehzahlen eingestellt und auf den bekannten elektrischen Eigenverbrauch angepasst werden. Die Wärmeabnahme muss dabei immer gewährleistet sein, eine Einbindung
eines Pufferspeichers macht lange Betriebszeiten möglich. Dem Wärmebedarf kann gegenüber der eingestellten Stromproduktion Vorrang gegeben werden, z. B. wenn im Kleingewerbe primär der elektrische Eigenverbrauch abgedeckt
werden soll, der Wärmebedarf aber auch abgedeckt werden muss.
