BHKW mit Ottomotor: hoher elektrischer Wirkungsgrad

Ottomotor BHKW: Einsatz in allen Leistungsklassen

Als Motor für BHKW ist der Ottomotor weit verbreitet. Er stammt aus der Fahrzeugtechnik und wurde für den Einsatz in Blockheizkraftwerken modifiziert. Bisher wird er meistens in BHKW mittlerer und hoher Leistung eingesetzt. Neuere Entwicklungen verwenden ihn aber auch als Motor für die stromerzeugende Heizung.

Eine besondere Form des Ottomotors ist der Gasmotor. Während herkömmliche Ottomotoren mit flüssigem Brennstoff betrieben werden, läuft der Gasmotor für ein BHKW mit Erdas oder Biogas. Anwendung findet dieser Motor zum Beispiel bei BHKW für Biogasanlagen.

Bewährtes Prinzip mit neuer Anwendung

Ein Ottomotor ist ein sogenannter Viertaktmotor, das heißt, er arbeitet in vier Schritten. Zuerst werden der Kraftstoff und angesaugte Luft in einem Brennraum gemischt, bis dieser gefüllt ist. Im zweiten Schritt wird das Gemisch im Brennraum von einem Kolben verdichtet und anschließend im dritten Schritt mittels eines Zündfunkens zu einer kontrollierten Explosion gebracht. Durch den bei der Explosion entstehenden Druck wird schließlich der Kolben des Ottomotors wieder in die Ausgangsposition zurückgeschoben und der Vorgang beginnt erneut.

Animation eines 4-Takt-Moros mit Luftströmungen |
Urheber: UtzOnBike (3D-model & animation: Autodesk Inventor) |
Lizenz: CC BY-SA 3.0

Die Bewegung des Kolbens wird auf eine Welle übertragen, die den Generator antreibt. Dieser wandelt die mechanische Energie im Blockheizkraftwerk in elektrische Energie um. Durch die Verbrennung werden Motorabwärme und die Wärme der Abgase frei. Diese Wärme wird durch Wärmeüberträger für die Warmwasserbereitung und die Heizung genutzt.

Von der Straße in den Keller: Einsatzspektrum eines Ottomotor BHKW

Ottomotoren werden für BHKW jeder Größe eingesetzt. Während sie in BHKW hoher und mittlerer Leistung schon längere Zeit von verschiedenen BHKW Herstellern verwendet werden (u.a. Senetec, Viessmann, EC Power, Giese) steht die Verwendung in Mikro BHKW in Deutschland erst am Anfang.

Das kleinste BHKW mit Ottomotor von Honda hat eine thermische Leistung von 2,8 kW und eine elektrische von 1,0 kW. Große BHKW für die Industrie leisten weit mehr, es gibt Anlagen mit einer elektrischen Leistung von mehreren MW.

Der Gesamtwirkungsgrad von BHKW mit Ottomotor liegt zwischen 85 und 95%. Dabei liegt der thermische Wirkungsgrad zwischen 59 und 65 %, der elektrische zwischen 22,5 und 30%.

Ottomotoren können mit fast jedem Brennstoff betrieben werden. Weit verbreitet ist dabei ein Antrieb mit Gas, aber auch Öl oder alternative Brennstoffe wie Rapsöl sind möglich.

Vor- und Nachteile eines Blockheizkraftwerk mit Ottomotor

Ein entscheidender Vorteil des Ottomotors im Blockheizkraftwerk ist, dass es sich dabei um ein erprobtes System handelt. Alle Komponenten haben sich schon lange auf dem Markt bewährt. Dadurch, dass der Ottomotor anders als der Stirlingmotor eine hohe Laufzeit hat, wird auch viel Strom produziert. Dieser wird ins öffentliche Netz eingespeist und vergütet. So amortisiert sich die Anschaffung eines Blockheizkraftwerks mit Ottomotor früher.

Ein Nachteil ist, dass der Ottomotor im Vergleich zum Stirlingmotor und zum Dampfmotor relativ wartungsintensiv ist und einen höheren Verschleiß hat. So muss beispielsweise ein regelmäßiger Ölwechsel stattfinden. Dadurch, dass durch die Verbrennung Abgase entstehen, treten auch höhere Emissionen auf. Der Ottomotor ist beim Betrieb relativ laut, so dass er extra schallgedämpft werden muss.

Weitere Motoren für BHKW sind der Dieselmotor, Stirlingmotor und Dampfmotor.