BHKW & Biogasanlage: Motoren, Leistungsbereiche und Wartung
Biogasanlage Gut Kletkamp mit BHKW im Vordergrund | Bild: HAASE Energietechnik AG, Neumünster
Im BHKW einer Biogasanlage wird größtenteils ein Verbrennungsmotor eingesetzt. Insbesondere der für den Gasbetrieb entwickelte Gas-Otto-Motor wird häufig verwendet. Alternativen sind BHKW mit Zündstrahl- oder Stirlingmotoren. Genauso verwendet werden können aber auch Mikrogasturbinen und Brennstoffzellen.
BHKW mit Gas-Otto-Motor
BHKW mit Gas-Otto-Motoren arbeiten in "Magerbetrieb", um die Stickoxidemissionen so gering wie möglich zu halten. Die durch den Magerbetrieb reduzierte Leistung des BHKW wird mit einem Turbolader ausgeglichen.
Die elektrische Leistung kann so mehr als 1 Megawatt (MW) erreichen. Daher findet dieser Motor in der Regel in Anlagen ab mindestens 100 Kilowatt Leistung Verwendung. In niedrigeren Leistungsbereichen ist ein solches BHKW im Verbund mit einer Biogasanlage oft nicht wirtschaftlich.
Ein wichtiges Kriterium für den Betrieb eines BHKW mit Gas-Otto-Motor ist, dass der Mindestgehalt an Methan im Biogas 45 % beträgt. Da das Rohgas in der Regel 50-75 % Methan enthält - abhängig vom Biogas Substrat - ist dies meist kein Problem.
BHKW mit Zündstrahlmotor sind preisgünstiger, aber aufwändiger in der Wartung
Das BHKW mit Zündstrahlmotor ist ein speziell umgerüsteter Motor, der nach dem Dieselprinzip funktioniert. Der Zündstrahlmotor wird in der Regel für kleinere BHKW bis 340 kW eingesetzt. Für seinen Betrieb ist ein Zündöl erforderlich, das aus regenerativen Quellen stammt.
Die Vorteile eines Zündstrahlmotors gegenüber einem Gas-Otto-Motor liegen in der Tatsache, dass dieser auf einem preisgünstigeren Standard-Motor basieren kann. Dagegen spricht ein geringerer Wirkungsgrad der Biogasanlage und höhere Wartungskosten, zum Beispiel durch verkokte Einspritzdüsen im Blockheizkraftwerk. Geringere Betriebsstunden und ein höherer Schadstoffausstoß dieses Antriebs sind weitere Nachteile.
Alternativen zu herkömmlichen BHKW-Motoren
Stirlingmotor, Mikrogasturbine oder Brennstoffzelle sind weitere Alternativen zu Verbrennungsmotoren für das Blockheizkraftwerk einer Biogasanlage. Der Stirlingmotor funktioniert in diesem Fall indirket über Verbrennung des Gases aus dem Biogasspeicher. Die Wärme, die hierbei entsteht, heizt ein Arbeitsgas im Stirlingmotor auf, welches den Kolben antreibt.
Daher wird dieser Blockheizkraftwerk-Motor er auch Heißluftmotor genannt. Weitere Alternativen sind die Mikrogasturbine und die Brennstoffzelle. Doch der derzeit noch geringe Wirkungsgrad und die höheren Investitionskosten sorgen für eine bislang noch relativ geringe Verbreitung im Markt.
Betrieb, Wartung & Aufstellung des BHKW für die Biogasanlage
Zwar läuft der Betrieb der Biogasanlage und des dazugehörigen BHKW in der Regel vollautomatisch, doch eine tägliche Kontrolle der Biogasanlage und der BHKW-Steuerung ist ratsam. Auch ist darauf zu achten, dass die vorgeschriebenen Wartungen durchgeführt werden. Daher bietet es sich an, Serviceverträge abzuschließen. Diese garantieren eine reibungslose Funktion und eine lange Betriebsdauer des BHKW.
Schallgedämmte Container vereinfachen die Aufstellung und Inbetriebnahme eines BHKW für Biogasanlagen | Bild: HAASE Energietechnik AG, Neumünster
Auch an den Aufstellungsraum des Blockheizkraftwerk werden Anforderungen gestellt. Vor allem ein guter Schallschutz ist wichtig. Ideal hierfür sind BHKW in Containerbauweise. Diese sind effizient isoliert und werden vom Blockheizkraftwerk-Hersteller direkt an den Aufstellort in der Nähe der Biogasanlage geliefert. Die für die Motorenfunktion wichtige Luftversorgung ist bei einem derartigen Container-BHKW integriert.
Damit eine effektive Funktion der Biogasanlage sichergestellt ist, sollte das Blockheizkraftwerk auf die anderen Komponenten abgestimmt werden.
