So machen Pufferspeicher BHKW effektiver
Pufferspeicher sind Systeme, die das Verhältnis zwischen erzeugter und verbrauchter Wärme beim BHKW und der Heizung optimieren. Hier erfährst du, worauf du achten solltest.
Inhalt des Blogartikels
Was ist ein Pufferspeicher und wie funktioniert er mit dem BHKW?
Ein Pufferspeicher, oder kurz Puffer, speichert die Wärme von einer Solarthermieanlage oder angeschlossenen Wärmepumpe für die spätere Nutzung. Besonders sinnvoll sind Solarthermie-Pufferspeicher, da die Heizung ja auch dann mit Wärme versorgt werden soll, wenn die Sonne nicht scheint.
Bei Blockheizkraftwerken (BHKW) sieht es etwas anders aus. Diese erzeugen sowohl Strom als auch Wärme. Dennoch macht es Sinn, Wärmeerzeugung und Wärmebedarf aufeinander abzustimmen. Da es hierbei insbesondere bei der Warmwasserbereitung fast immer zu Diskrepanzen kommt, ist die Einbindung eines Pufferspeichers in das BHKW durchaus sinnvoll.
Prinzipiell sind fast alle Pufferspeicher ähnlich aufgebaut – es handelt sich um einen mit Wasser gefüllten Tank, der mit einer speziellen Isolierung die Heizungsanlage oder den Warmwasserbereiter mit vom Energieerzeuger erwärmtem Wasser versorgt. Diese Wärme kann je nach Bedarf punktgenau abgerufen werden, ohne dass der Kessel eigens anspringen muss. Insgesamt profitieren Betreiber von BHKW vom Pufferspeicher auf mehrfache Weise. Zum einen ist das Betriebsverhalten der gesamten Anlage besser, zum anderen erhöhen sich der Wirkungsgrad des Blockheizkraftwerkes und die Haltbarkeit der Heizungsanlage insgesamt.
Welche Art Pufferspeicher braucht ein BHKW?
Sowohl für BHKW als auch für andere Heizungsanlagen gibt es verschiedene Typen von Pufferspeichern, die sich im Aufbau und in der Funktion voneinander unterscheiden. Wichtig ist, immer ein Speichersystem zu wählen, das genau auf deine Heizung und Betriebsart abgestimmt ist. Damit alles zum BHKW passt, solltest du dir bei der Planung einen fachlichen Rat einholen. Je nach Art und Isolierung des Puffers, kann dieser die Wärme besser und effizienter speichern.
Bei Schichtspeichern beispielsweise wird zusätzlich das Wasser in Temperaturschichten gespeichert, sodass deutlich weniger geheizt werden muss. Wichtig ist aber auch, dass Zuleitungen und Ableitungen für Brauch- und Heizwasser ebenfalls gut gedämmt sind, um Wärmeverluste zu vermeiden. Zu beachten ist außerdem, dass die Bereitung von Warmwasser höhere Temperaturen (ca. 60 Grad Celsius) erfordert als etwa die Versorgung einer Niedertemperatur-Heizungsanlage.
Überblick über die verschiedenen Pufferspeichersysteme
|
Standartpufferspeicher
|
Dies ist die einfachste und kostengünstigste Variante.
|
|
Brauchwasser- oder Warmwasserspeicher zur Trinkwassererwärmung
|
Wichtig sind hier eine gute Schichtung und Hygiene, damit das Trinkwasser keimfrei bleibt.
|
|
Schichtspeicher
|
Schichtspeicher werden vor allem für Heizungen eingesetzt und sind besonders effizient.
|
|
Zweispeichersysteme
|
Zweispeichersysteme bestehen aus zwei getrennten Pufferspeichern für Heizungsunterstützung und Warmwasser.
|
|
Kombispeicher
|
Diese Pufferspeicher vereinen zwei Systeme in einem Gehäuse. Kompaktere Bauweise, aber geringere Speicherkapazität.
|
Wo werden Pufferspeicher eingesetzt?
Pufferspeicher findest du sowohl in Einfamilienhäusern mit Mini-BHKW als auch in professionellen Anlagen, die größere Gebäude oder ganze Wohn- und Gewerbeeinrichtungen mit Strom und Heizenergie versorgen sollen. Beim Blockheizkraftwerk ist die Nutzung von Puffern auf zweierlei Art möglich:
- Zum einen kann die vom BHKW bei der Stromerzeugung anfallende Abwärme effektiv zwischengespeichert werden.
- Zum anderen unterstützt der Puffer die Heizungsanlage oder Warmwasserbereitung, wenn das BHKW den Wärmebedarf nicht komplett decken kann (z. B. bei Nachfragespitzen im Winter).
Vor- und Nachteile von Pufferspeichern im BHKW
|
Vorteile
|
Nachteile
|
|
Trennung von Wärmebedarf und Wärmeerzeugung, dadurch effizienterer Betrieb des BHKW.
|
Nehmen viel Platz ein
|
|
Abdeckung von Spitzen bei der Wärmelast, wodurch die Zuschaltung des Spitzenkessels reduziert werden kann.
|
ggf. hohe Anschaffungskosten
|
|
Nutzung des Pufferspeichers ermöglicht die Optimierung der BHKW-Laufzeit zur Stromerzeugung, wenn die Stromeinspeisung günstiger für den Betreiber ist.
|
|
|
Geringerer Verschleiß der BHKW-Anlage durch optimale Jahresdauerlinie.
|
|
|
Effizientere Nutzung der Anlage sowie Senkung von Heizkosten und Energieverbrauch.
|
|
Die richtige Dimensionierung von Pufferspeichern für BHKW
Bei der Dimensionierung des Pufferspeichers müssen die geplante Auslegung und der Wirkungsgrad des gesamten BHKWs berücksichtigt werden. Es geht also nicht nur um Leistung und Größe des Blockheizkraftwerks, sondern auch darum, in welcher Betriebsweise die Anlage laufen soll. Liegt die Priorität auf der Strom- oder Wärmeerzeugung? Wie hoch ist die Grundlast? Wie flexibel soll das BHKW laufen?
Abhängig von der Dauer, für die ein Pufferspeicher die Wärmeversorgung ergänzen soll, ist das Volumen der Speicher zu berechnen. Das BHKW sollte immer im individuell optimalen Leistungsbereich arbeiten, ohne große Modulationen in Form von Leistungsänderungen oder sogar Taktungen vornehmen zu müssen.
Gemäß der Förderrichtlinien nach Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz (KWK-G) soll das Volumen von Pufferspeichern für BHKW 60-mal so hoch sein wie die thermische Leistung des Kraftwerks. Gleichzeitig muss natürlich der Platzbedarf des Pufferspeichers mit den räumlichen Verhältnissen korrespondieren. Häufig wird der Pufferspeicher als hydraulische Weiche innerhalb des Heizungssystems genutzt und kann den Volumenstrom von Wärmeerzeuger und Wärmeverteiler voneinander entkoppeln. Dazu müssen sich alle Leitungsstränge in beiden Richtungen durchströmen lassen.
Kosten für einen BHKW-Pufferspeicher
Aufgrund der höchst individuellen Unterschiede bei der Dimensionierung liegt es auf der Hand, dass pauschale Preisangaben für Pufferspeicher in BHKW nicht sinnvoll sind. Die Bandbreite reicht von einigen hundert Euro für Einfamilienhäuser bis hin zu fünfstelligen Summen für Speicher großer Blockheizkraftwerke.
Fazit: Wann lohnt sich die Anschaffung des Speichers?
Der Einbau eines BHKW-Pufferspeichers lohnt sich fast für jedes Blockheizkraftwerk, sofern Stromerzeugung und Wärmeerzeugung gleichermaßen effektiv ablaufen sollen. Je nach gewünschtem Schwerpunkt bei der Energieerzeugung (Strom versus Wärme), ist die Dimensionierung des Speichersystems zu wählen. Außerdem sollte der Speichertyp zur Charakteristik und den Anforderungen des Betreibers passen. Je nachdem, ob nur Warmwasserbereitung oder auch Heizungsunterstützung gefragt ist, muss der Pufferspeicher außerdem die entsprechenden Temperaturen aufrechterhalten können.
