Im Rahmen des ?ffentlich gef?rderten Forschungsprojekts „FlexECO2“ wurde in Kooperation mit der Hochschule Amberg-Weiden ein hochflexibler Zweistoff-KWK-Motor entwickelt, der ohne Hilfseinrichtung als alleiniger Stromerzeuger in Inselnetzen eingesetzt werden kann. Inselnetze sind elektrische Verbunde aus Erzeugern und Verbrauchern oder ganzen Standorten („Inseln“), die nicht am ?ffentlichen Stromnetz angeschlossen sind. Diese sind teilweise technisch n?tig, weil die ben?tigte Leistung am Standort nicht verf?gbar ist, oder wirtschaftlich sinnvoller, weil hohe Anschlussleistungen auch zu h?heren Kosten f?hren. F?r den Inselbetrieb stehen ?blicherweise nur Dieselaggregate zur Verf?gung, die hohe Brennstoffkosten und Emissionen mit sich bringen. Bei reinen Gasmotoren reicht das Regelverhalten nach Stand der Technik noch nicht aus, um ohne Unterst?tzung von Dieselmotoren oder Stromspeichern in Inselsystemen eingesetzt werden zu k?nnen.
Der neu entwickelte Motor wird mit gasf?rmigen und fl?ssigen Kraftstoffen in variablen Mischungsverh?ltnissen betrieben. Urspr?ngliches Ziel war die alleinige Verwendung von Methan/Erdgas. Durch die Umbr?che aufgrund des Ukraine-Kriegs wurde allerdings z?gig auf den Einsatz von Holzgas umgeschwenkt, um potenziellen Kunden eine krisenstabile sowie nachhaltige L?sung bieten zu k?nnen. Im Mittel betr?gt der Gasanteil ca. 70 % der abgegebenen Leistung. Als Fl?ssigkraftstoff k?nnen neben Diesel?l auch Biodiesel, Pflanzen?le und synthetische Kraftstoffe wie HVO eingesetzt werden.
Der Zweistoffmotor kann die Vorteile beider Brennstoffsysteme nutzen: das gute Regelverhalten und Lastspektrum eines Dieselmotors sowie die gute Umweltbilanz und Wirtschaftlichkeit eines Gasmotors.
Hierf?r wurde im Rahmen des Projekts ein Leistungsregler entwickelt, der die dauernd schwankende Last in Inselnetzen mit zwei Kraftstoffen gleichzeitig ausregeln kann.
Das BHKW bietet eine h?here Versorgungssicherheit als ?bliche Dieselaggregate: Auch bei einem Ausfall der Gasversorgung ist der Motor in der Lage, mit Fl?ssigkraftstoff l?ckenlos weiter Strom zu erzeugen. Auch die Zuschaltung eines Verbrauchers mit 50 % der Nennlast, was einer Leistung von 120 kW (164 PS) entspricht, ist m?glich. Der Motor ist im Zweistoffbetrieb kurzzeitig ?berlastf?hig bis 315 kW (430 PS), was etwa 130 % der Nennlast entspricht.
Zus?tzliches Ziel war es, die Emissionsanforderungen nach der 44. BImSchV, vor allem den NOx-Grenzwert, einzuhalten. Dieser liegt bei der Verwendung von Erdgas bei 100 mg NOx/Nm?. Dies wurde durch eine hochpotente und dynamische SCR-Anlage realisiert, deren Potenzial noch weit ?ber die Anforderungen dieser Anwendung hinausgeht.
Das BHKW ist zudem H2-ready, also f?r zuk?nftig steigende Wasserstoffanteile im Brenngas ger?stet.
Die KWK-Anlage kann z. B. in der holzverarbeitenden Industrie helfen, die Energiekosten f?r Strom und W?rme massiv zu senken und die Abh?ngigkeit von fossilen Energietr?gern und Versorgungsunternehmen zu reduzieren. Au?erdem kann eine l?ckenlose Versorgung, auch bei Stromausf?llen, gew?hrleistet werden.
Technische Eckdaten:
Nennleistung: 240 kWel
spezifische Leistung: 25,4 kWmax/l Hubraum
Gef?rdert durch: Bundesministerium f?r Wirtschaft und Klimaschutz
Keywords:Stromversorgung, Insell?sung, Kraft-W?rme-Kopplung, Blockheizkraftwerk, Dezentrale Energieversorgung, Bundesministerium f?r Wirtschaft und Klimaschutz
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