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Dieser Artikel ist ein Gastbeitrag von Dipl.-Pol. Thomas E. Jakob
im Auftrag von viva-haus Dresden

Ein Blockheizkraftwerk – Was versteckt sich hinter diesem Wortungetüm? Ein Blockheizkraftwerk ist zunächst ein Strom- und Wärmeenergieerzeuger im eigenen Haus oder zumindest in der eigenen Wohnsiedlung. Es ist eine Art kleines Kraftwerk, dass in einem Blockartigen Gehäuse ausgeliefert wird. Darin wird Strom durch Kraft-Wärme-Kopplung erzeugt und entstehende Abwärme zum Heizen verwendet.

Warum ein kleines Kraftwerk in den Keller stellen?

Die auf Wohngebäude ausgelegten Anlagen werden je nach ihrer Leistung als Mini-BHKW, Mikro-BHKW oder Nano-BHKW bezeichnet. Die jeweilige Verkleinerungsform bezeichnet einen entsprechend geringeren Leistungsumfang. Diese sogenannte dezentrale Erzeugung von elektrischem Strom und Heizenergie besitzt den Vorteil der direkten Anbindung an die Verbraucher, der lange und verlustreiche Transport, wie er etwa bei der zentralen Stromerzeugung notwendig ist, entfällt. Strom und Heizenergie werden direkt dort produziert, wo sie benötigt werden. In Zahlen umgesetzt, bedeutet dies eine etwa 80 prozentige Ausnutzung der im Brennstoff gespeicherten Energie. Wird der Strom aus Großkraftwerken über das öffentliche Netz eingespeist, kommen aufgrund von Leitungs- und Verteilungsverlusten nur etwa 45 % der Brennstoffenergie direkt im Haushalt an.

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Wie funktioniert ein BHKW?

Ein BKHW funktioniert mit einem einfachen Motor, der den Motoren von PKWs, LKWs oder auch Schiffen ähnlich sind. BHKW verbrennt zunächst Brennstoff, das können Heizöl, Gas oder bei Stirlingmotoren auch Pellets sein. Der angetriebene Motor wird ohne Zwischenschaltung eines Getriebes direkt an einen Wechselstromgenerator gekoppelt. Zusätzlich wird die vom Motor erzeugte Abwärme über einen Wärmetauscher in den Heizkreislauf eingespeist. Der Strom fließt in das Haushaltsnetz. Neben den mit Öl, Gas und Pellets betriebenen BHKW wird auch mit Brennstoffzellen betriebenen BHKW experimentiert, eine Marktreife ist teilweise erreicht.

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Mini und Nano Heizkraftwerke

Das BHKW hat nach Studien gerade bei solchen Verbrauchern eine hohe Wirtschaftlichkeit, die einen konstant hohen Wärmebedarf aufweisen, also meist gewerbliche oder öffentlich genutzte Gebäude. Ein Mini-BHKW mit einem Leistungsspektrum von etwa 5 bis 50 kW (aufgeteilt in thermische und elektrische Energie) ist für Wohnsiedlungen von etwa 10 Wohneinheiten aufwärts interessant, da sich hier ein höherer durchschnittlicher Wärmebedarf zeigt. Mikro-BHKW mit einer Leistung von bis zu 5 kW sind in ihrer Leistungsausbeute auf etwa drei Wohneinheiten ausgelegt.

Das Nano - BHKW für das Einfamilienhaus

Das Nano-BHKW ist eine miniaturisierte Form des Mikro- beziehungsweise Mini-BHKW, das mit einer Leistung von rund 2,5 kW für den Einsatz in einem Einfamilienhaus gedacht ist. Bis noch vor einigen Jahren war die Wirtschaftlichkeit der Nano-BHKW in Frage gestellt, da die Anschaffungskosten trotz geringerer Leistung auf dem Niveau des größeren Mikro-BHKW lagen. Inzwischen jedoch lohnen sich aber auch Nano-BHKW in einem Einfamilienhaus, da sowohl die Preise kontinuierlich abgesenkt werden und gleichzeitig die Technik eine Verbesserung erfuhr.

Elektrische Leistung

Bezeichnung

Geeignet für

über 5 MW

Heizkraftwerk

ganze Stadtviertel

50 kW - 5 MW

(Groß-)BHKW

Wohnblocks, Industrie, öffentliche Einrichtungen

15 kW - 50 kW

Mini-BHKW

Mehrfamilienhäuser, mittelgroße Wohnblocks, Kleingewerbe

2,5 kW - 15 kW

Mikro-BHKW

Ein- bis Mehrfamilienhäuser

bis 2,5 kW

Nano-Blockheizkraftwerk

Ein- bis Zweifamilienhäuser

Lohnt sich ein BHKW?

Eine gesicherte Aussage zur Wirtschaftlichkeit eines BHKW in einer Wohnanlage kann aufgrund des sehr unterschiedlichen Verbraucherverhaltens nicht gegeben werden beziehungsweise sind die von den Herstellern angegeben Einsparpotenziale mit Vorsicht zu genießen. Für eine Berechnung der Rentabilität müssen zunächst die Anschaffungskosten berücksichtigt werden:

Anschaffungskosten

Bezeichnung

Anschaffungskosten

Mini-BHKW

Ab
30.000 Euro

Mikro-BHKW

20.000-25.000
Euro

Nano-Blockheizkraftwerk

15.000
Euro

In den in der Tabelle aufgeführten Zahlen sind bereits die Nebenkosten einberechnet, die für ein voll installiertes und voll funktionsfähiges BHKW anfallen. Denn die Listenpreise vieler Anbieter beinhalten eben diese Kosten nicht; für eine volle Funktionsfähigkeit wird mindestens folgendes benötigt:

  • BHKW Grundelemente: Generator, Motor, Wärmetauscher
  • Zubehör: Tank / Pelletbehälter, Tankstutzen, Sicherheitsapparaturen
  • Anschlüsse an die Gebäudetechnik: Schläuche und Kabel
  • Transport, Installation, Inbetrieb- und Abnahme
  • wenn gewünscht: Wartungsvertrag

Eigener Stromverbrauch

Als nächstes sollte der Stromverbrauch berücksichtigt werden. Durchschnittliche Zahlen hierfür können dem Stromspiegel für Deutschland entnommen werden, der jährlich vom Bundesumweltministerium herausgegeben wird. Die Zahlen für 2014:

Hausbewohner

Durchschnittlicher
Jahresverbrauch

Einpersonenhaushalt

2.700
kWh

Zweipersonenhaushalt

3.200
kWh

Dreipersonenhaushalt

4.000
kWh

Vierpersonenhaushalt

4.400
kWh

Fünfpersonenhaushalt

5.500
kWh

Die einfachste Methode ist den eigenen Stromverbrauch zu messen. Denn manch ein Haushalt ist beispielsweise eher affin für technische Geräte, die mit Strom laufen als andere, sodass höhere Kosten entstehen. Manche Personen arbeiten nachts zuhause und einige Haushalte, vor allem bei Menschen gehobenen Alters, sind noch mit ineffizienten Geräten aus den 80er und 90er Jahren gefüllt.

Förderungen beachten

Aufgrund der hohen Effizienz von BHKWs wird die Anschaffung gefördert. So gibt es verschiendene Programme der Kfw, die sich auf diese Heizform spezialisiert haben. Interessant ist auch die Einspeisung in das öffentliche Stromnetzt. Da hier die Preise variieren, kann auch keine abschließende Bewertung oder Bezifferung der Kosten vorgenommen werden. Es lohnt sich in jedem Fall sich bei seinem örtlichen Stromanbieter zu informieren und mögliche Gewinne in die Rentabilitätsberechnung einfließen zu lassen.

Welche weiteren Vor- und Nachteile haben BHKWs?

Um Strom zu erzeugen, muss auch dauerhaft Wärme erzeugt werden. Im Gegensatz zum Strom wird Heizwärme jedoch nicht ganzjährig in gleichem Ausmaß benötigt. In Großkraftwerken wird die Abwärme, wenn sie nicht oder nur teilweise in ein Fernwärmenetz eingespeist werden kann, über gigantische Kühltürme in die Außenluft abgeleitet. Um diese Verschwendung in einem BHKW zu vermeiden, sollte es entsprechend klein dimensioniert sein, um mit der produzierten Abwärme den Grundbedarf an Wärme über das Jahr zu decken. Das bedeutet jedoch für den Spitzenwärmebedarf im Winter eine unzureichende Leistung und ein zusätzlicher Heizkessel wird notwendig.

Je nach Art des Brennstoffes wird zusätzlicher Lagerraum benötigt. Bei Pelletheizungen ist dieser besonders hoch. Grundsätzlich ist auch ein größerer Tank bei flüssigen Brennstoffen zu empfehlen: Schließlich wird jetzt nicht mehr nur Wärme, sondern auch Strom produziert – und zwar das ganze Jahr über.

Laut verschiedener Studien und Praxistests kann man davon ausgehen, dass sich die Anschaffung eines BHKWs bei sorgfältiger Planung nach ungefähr 10 Jahren rentiert hat. Dies hängt jedoch von Art des Kraftwerks und Verbrauch ab.

Alle Bilder: Lizenz CC0 Public Domain

4 Kommentare

Hier schreibt Daniela Schär von Lighting Deluxe als Gastautorin.

Licht-emittierende Dioden haben den Leuchtmittel-Markt revolutioniert und auch in Sachen Leuchtendesign und Lichtgestaltung ganz neue Möglichkeiten geschaffen.

Die Vorteile von LED-Lampen

various LED GU10 bulbs on photovoltaics
Ihre Vorteile liegen klar auf der Hand: Anders als andere Leuchtmittel wandeln LEDs mehr als 85 Prozent ihres Energiebedarfs in Licht um. Zum Vergleich: Die Altgebrauchsglühbirne wandelte nur 5 Prozent in Licht um, der Rest der Energie ging als Wärme verloren. Weiterhin erreichen LEDs beim Einschalten sofort ihre volle Leuchtkraft und haben eine Lebensdauer von bis zu 50.000 Betriebsstunden, was bei einer täglich dreistündigen Brennzeit rund 45 Jahre entspricht. Zudem sind LEDs schaltfest, unempfindlich gegenüber niedrigen Temperaturen und frei von gesundheitsschädlichen Stoffen. Die meisten LED-Lampen können auch gedimmt werden, nur muss dies explizit auf der Verpackung vermerkt sein.

Schließlich bieten RGB-LEDs mehr als eine Millionen verschiedene Lichtfarben. Um dabei brillant weißes Licht zu erhalten, wird entweder rotes, grünes und blaues Licht übereinander gelegt, oder blaues LED-Licht mit einer gelben Phosphor-Leuchtschicht überzogen. Dabei ermöglicht die letztere Methode, dass die kompakten LEDs auch in puncto Farbwiedergabe brillieren, d.h., sie lassen Farben für uns sehr natürlich erscheinen, ohne sie stark zu verzerren. LED-Lampen mit einem Farbwiedergabe-Index (Ra) von mindestens 85 sowie einer Farbtemperatur von mindestens 4.500 Kelvin können daher auch dort eingesetzt werden, wo es auf das Erkennen feinster Farbnuancen ankommt.

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Verwendungsmöglichkeiten von Retrofit-LED-Lampen

Mit den gängigen Steck- und Schraubsockeln ausgestattet passen die sogenannten Retrofit-LED-Lampen in alle bisherigen Leuchten, so dass kein Lieblingsstück ausgetauscht werden muss. Leider halten die hohen Stückpreise bisher viele Verbraucher davon ab, solche Retrofit-LED-Lampen für die funktionale Wohnraumbeleuchtung zu nutzen. Weiter verbreitet sind dagegen die farbwechselnden RGB-LED-Lichtbänder, die bevorzugt für die ästhetische Lichtgestaltung an und in Möbeln genutzt werden.

Die heutigen LED-Lampen können jedoch weit mehr als nur Akzent- und Stimmungslicht sein. Insbesondere hochwertige Retrofit-Lampen verfügen über eine so ausgezeichnete Lichtqualität, dass sie für die Allgemeinbeleuchtung in allen Räumen geeignet sind. Aber auch für die Schreibtischleuchte, die Leseleuchte und Badspiegelleuchte sowie für Leuchten, die ihr Licht vornehmlich indirekt abgeben, ist sie bestens geeignet. Da eine gute Retrofit-LED-Lampe derzeit noch rund 30 Euro kostet, rechnet sich ihr Einsatz überall da, wo das Licht stets für längere Zeit brennt.

Tipps für den Kauf von Retrofit-LED-Lampen

Bei der Auswahl einer geeigneten LED-Lampe spielt neben den Eigenschaften Dimmbarkeit, Lichtfarbe, Farbtemperatur und Farbwiedergabe-Index natürlich auch die Helligkeit der Lampe eine maßgebliche Rolle. Früher orientierte man sich hierbei an der Watt-Zahl, heute ist der in Lumen angegebene Lichtstrom als eigentlich korrekte Kenngröße gebräuchlicher, da dieser auch die Lichtempfindlichkeit des menschlichen Auges berücksichtigt. So entspricht beispielsweise die Helligkeit einer alten 60-Watt-Glühbirne in etwa der einer modernen LED-Lampe mit 700 Lumen. Um jedoch einen Eindruck von der tatsächlichen Lichtqualität einer LED-Lampe zu haben, ist es immer noch am besten, diese vor dem Kauf zu testen.

Dass gerade teure LED-Lampen auch die beste Lichtqualität haben, liegt in ihrem aufwändigen Herstellungsprozess begründet. Denn Retrofit-LED-Lampen bestehen aus mehreren LED-Chips, die bisher nicht einheitlich produziert werden können. Darum kann eine ausgezeichnete Lichtqualität nur durch die Kombination von LED-Chips mit annährend gleichen Eigenschaften erzielt werden, was zeit- und kostenintensive Verfahren voraussetzt. Dagegen erreichen günstigere Modellen zwar die gleichen Nennwerte, dennoch können selbst LED-Lampen aus ein- und derselben Produktserie eines Herstellers unterschiedliche Lichtfarbnuancen aufweisen, was etwa in Kronleuchtern oder bei der Kombination mehrerer Lichtquellen in einem Raum als störend empfunden wird.

Mit unserem neuen Rechner für LEDs kann man selber berechnen, wann sich der Einsatz auch einer teuren Retrofit-LED lohnt.