Eigenbau Insel-BHKW zum Wärmepumpenantrieb

    Hallo liebe Freunde der Kraft-Wärmegekoppelten Energieerzeugung,

    Ich bin Alex, 42, und arbeite im Motorenversuch einer unabhängigen Motorenentwicklungsfirma.

    Für mein EFH plane ich den Bau eines Insel-BHKW, um (erst mal) meine Wärmepumpen anzutreiben.

    Zu den Eckdaten: ca 220m2 Wohnfläche, derzeit beheizt mit 10m2 Solarthermie sowie zwei Ochsner Mini-EWP Erdwärmepumpen mit ca 4,4 KW Gesamtleistung, Leistungsaufnahme ca 600 Watt pro Stück.

    Da ein wenig angebaut wird und ich somit mehr Heizleistung benötige, steht der Bau eines Mini BHKW an.

    Bei Entwurf und Dimensionierung der Komponenten sind ein paar Fragen aufgetaucht, die ich hoffentlich mit Eurer Hilfe lösen kann.

    Folgende Kernbauteile sind bisher geplant:

    Motor Kubota Z482, Betrieb mit 1500 min-1 (ca 5KW bei Vollast) und Pflanzenöl
    Laufzeit ca 1500-2000 Stunden pro Jahr
    1 Phasen Synchrongenerator mit 12 KW (genügend Reserve da China-Ware) incl 220V AVR
    Steuerung über Siemens Logo mit KNX-Anbindung zur Visualisierung (das Haus wird schon über KNX gesteuert)

    Einspeisevergütung oder Subventionen interressieren nicht, da ich eh nicht ans Netz will und auch so ein kostendeckender Betrieb machbar ist.

    Der mechanische Aufbau stellt mich vor keine grossen Probleme, da es mein tägliches Geschäft ist, Verbrennungsmotoren mit kompletter Medienversorgung und Messtechnik zum Laufen zu bringen

    Nun zu den Fragen:

    1. Den Anlaufstrom der WP schätze ich auf ca 6KW (10-Fache der Nennleistung), reicht die Schwungmasse des Motors aus oder brauche ich einen Sanftanlauf (klappt der überhaupt bei Wärmepumpen)?

    2. Welche Steller sind für die Regelung der Einspritzpumpe geeignet, es scheit nicht sehr viele Hersteller zu geben, oder Google mag mich nicht?

    3. Wie sehr riecht verbranntes Pflanzenöl? Werden mich die Nachbarn hassen?

    4. Gibt es Erfahrungswerte zu China-Generatoren?

    Als spätere Option soll natürlich der Eigenstromverbrauch im Winter gedeckt werden, dafür muss aber erst mal alles laufen.

    Vielen Dank im voraus an alle, die sich Gedanken machen

    Gruss Alex

    Abend,

    Zitat von turboalex

    EFH plane ich den Bau eines Insel-BHKW


    Bei den Ideen wirst du dir erstmal ein paar kritische Fragen gefallen lassen müssen. ;)

    • Warum Insel?
    • Wird das ein Hobby-Bastel-Projekt oder steckt da wirtschaftlicher und störungfreier Betrieb dahinter?
    Zitat von turboalex

    Eckdaten: ca 220m2 Wohnfläche, derzeit beheizt mit 10m2 Solarthermie sowie zwei Ochsner Mini-EWP Erdwärmepumpen mit ca 4,4 KW Gesamtleistung, Leistungsaufnahme ca 600 Watt pro Stück.


    BHKW-Strom zu verheizen ist eigentlich wäh! Es wäre effizienter Erd- oder Flüssiggas direkt zum Betrieb der Pumpen zu nutzen.
    Mal ganz davon abgesehen das du den Strom deutlich günstiger zukaufst als du ihn erzeugen kannst (dazu ganz am Schluss ein paar Zahlen).
    Wie alt sind die WP und hast du vielleicht eine durchschnittliche JAZ für uns?

    Zitat von turboalex

    Kubota Z482, Betrieb mit 1500 min-1 (ca 5KW bei Vollast) und Pflanzenöl


    Pflanzenöl ist teuer und wird auch nicht günstiger. Da muss man schon fast mit nem €/l rechnen (alikante hat da bestimmt aktuelle Zahlen parat).

    Zitat von turboalex

    Einspeisevergütung oder Subventionen interressieren nicht


    Bei Einspeisung per EEG rechnet sich der Betrieb im Moment noch bei 100% Stromverkauf. Wie lang ist aber unbekannt, die steigenden Brennstofkosten fressen die Vergütung auf.

    Zitat von turboalex

    1 Phasen Synchrongenerator mit 12 KW


    Wieso den Generator so überdimensionieren wenn dein Motor nur 5kW bringt? Das macht dir nur den Wirkungsgrad kaputt.

    Zitat von turboalex

    1. Den Anlaufstrom der WP schätze ich auf ca 6KW (10-Fache der Nennleistung), reicht die Schwungmasse des Motors aus oder brauche ich einen Sanftanlauf (klappt der überhaupt bei Wärmepumpen)?


    Sanftanlauf ist Grundsätzlich möglich, bei Änderungen an der Pumpe geht halt die Garantie flöten. Und den Anflaufstrom begrenzt auch nicht jeder Sanftstarter. Eventuell machbar wenn die beiden Pumpen zeitversetzt gestartet würden.
    Schwungmasse des Motors ist da so ne Sache, wenn du zu sehr an die Grenze gehst und die Drehzahl einbricht stimmt halt deine Netzfrequenz nimmer. Obs Licht flackert hängt dabei auch davon ab wie schnell dein AVR reagiert. Praktische Erfahrungen hab ich dazu keine.

    Zitat

    2. Welche Steller sind für die Regelung der Einspritzpumpe geeignet, es scheint nicht sehr viele Hersteller zu geben, oder Google mag mich nicht?


    Gibt nicht viel fertiges zu kaufen. Dagego hat da was im Angebot. Oder halt selber bauen (gibts einige gute Lösungen im Forum).

    Zitat

    3. Wie sehr riecht verbranntes Pflanzenöl? Werden mich die Nachbarn hassen?


    Ich hab keine PÖl-Anlage in der Nachbarschaft, aber vom Geruch gehts eigentlich. Problematischer ist der Umgang mit dem anfallenden Ruß.

    Zitat

    4. Gibt es Erfahrungswerte zu China-Generatoren?


    Ich wüsste jetzt nicht. Gibts zu dem Teil ev. eine CE-Konformitätserklärung?
    Die ist nicht zwingend erforderlich, aber die Ausführung der AVR wäre ev. nicht nach VDE und wenn du das nachrüsten musst kann schnell viel Geld verschwinden.

    Zitat

    Als spätere Option soll natürlich der Eigenstromverbrauch im Winter gedeckt werden, dafür muss aber erst mal alles laufen.


    Wie hoch ist dein Stromverbrauch (ohne(/mit WP) im Jahr?


    Die versprochenen Zahlen:
    Heizstrom kostet gerade 0,16€/kWh HT, 0,12€/kWh NT
    Heizöl 0,76€/l, darasu bekommst du ~10kWh Heizwert.
    Elektrisch bekommst bei nem BHKW wenns gut läuft auf einen Wirkungsgrad von ~30% (das wirst du in deiner Insel nicht hinbekommen!). D.h. 3kWh el/l .
    Oder 0,253€/kWh el.

    Da wär die Wärme (6kWh) zwar "geschenkt" und auch noch keine Steuerrückerstattung drin (gibts die auf Eigenbauten überhaupt?). Aber auch kein Schornsteinfeger, keine Wartung, kein BHKW und vor allen kein PÖL!


    Ich möchte dich nicht Gewalt von deinem Vorhaben abbringen, überlege dir aber genau (auch wenns nur Hobbs werden soll) was du dir davon versprichst und erwartest. Es gab schon viele die so ein Projekt wieder eingestampf haben - und der Inselbetrieb machts nicht unbeding einfacher.
    Mit ein paar Zahlen können wir mal in Ruhe durchnudeln was dich der Spaß im Betrieb kosten würde.


    Gruß JAU

    Hallo,
    den Sanftstart gibt es hier von ganz allein. Die Spannung bricht für Sekundenbruchteile ein. Die Elektronik der Pumpen muss da mitspielen, sonst funktioniert das nicht.
    Ich habe da praktische Erfahrungen mit 2 kW Luftkompressoren an 6kVA Notstromaggis.

    Gruß

    Zitat von turboalex

    3. Wie sehr riecht verbranntes Pflanzenöl? Werden mich die Nachbarn hassen?


    Ähnlich wie ein Auto mit Biodiesel, also etwas nach Pomesbude


    Nun wie die Nachbarn reagieren, kann hier natürlich keiner sagen,
    ich kenn ja Deine Nachbarn nicht, wird wohl etwas an der Mentalität liegen

    wenn durch den Geruch dauernd Hunger und den nachgibt, wird der Nachbar jedenfalls
    deutlich an Gewicht zunehmen, eigentlich heißt es Dicke sind gemütlich, von der Logik her
    also Nein :pfeifen:

    Es gibt natürlich möglichkeiten den Geruch nicht zu verbreiten, allein das
    wird etliches Kosten |__|:-)

    Hallo liebe Freunde der ökölogischen Stromerzeugung und danke für die Antworten.

    Um mein Projekt näher zu beschreiben muß ich wohl weiter ausholen:

    Derzeit sind vorhanden: 2 Ochsner Mini Direktverdampfer Erdwärmepumpen JAZ geschätz um die 3, da ursprünglich als Brauchwasserwärmepumpen gedacht diese zur Hausheizun zweckentfremdet wurden. Sie sind so simpel aufgebaut wie ein Kühlschrank, d.h. Verdichter, Hoch- und Niederdruckschalter, Klixon, 1 Relais-fertig.
    Der Stromverbrauch beträgt für beide ca 1200 Watt/Stunde der Gesamtverbrauch lag letztes Jahr bei 2800 KWh (bei uns kostet WP-Strom 0,16 € / KWh) daher laufen Sie über den Normaltarif (0,22 € /KWh) ->ca 600 €/Jahr. Die Differenz lohnt den Extra Zähler kaum

    Die Wärmepumpen speisen einen 1000L Pufferspeicher, der sein Temperaturgleichgewicht (FBH ein) bei ca 30°C hat. An diesen Speicher sind 10m2 Solarthermie (das ist Hobby in meiner Region). Der Puffer besitzt einen Brauchwasser Wärmetauscher (Wellrohr) nachgeschaltet ist ein Elektronischer Durchlauferhitzer.

    Die Wärmepumpen sorgen für die Grundwärmeversorgung des Hauses, wenn es meiner Frau zu kalt ist (<20°C) mache ich den Kaminofen an und verbrauche so nochmal ca 4 Festmeter Holz.

    Mein Hauptproblem ist, daß ich für den Anbau 2-3 KW Extra benötige, folgende Optionen bestehen:
    Gasheizung d.H. Gastank oder Hausanschluß, Gastherme->teuer
    Ölheizung, d.H. Öltank, Heizung->teuer
    E-Heizstab->billig in der Anschaffung, teuer im Betrieb und ökologisch katastrophal

    BHKW mit Pflanzenöl:
    Bei Erzeugung der 1,2 KW Energie für die WPs fallen ca 2,5KW thermisch ab
    Die Energie für die WPs erzeuge ich somit für ca 0,11 € d.h. Heizkosten reduzieren sich für den Bestand um 300 Euro (ohne Wartung)
    Pflanzenöl hat kein gefahrenpotenzial, d.h. problemlos lagerbar

    Das BHKW im Eigenbau stelle ich mir als kostendeckendes Hobby vor, d.h. Bauteile müssen sich refinanzieren, meine Arbeit ist umsonst.

    Ausblick:
    Teile des Hausstromverbrauchs werden im Winter durch das BHKW erzeugt, d.h. Waschmaschine, Trockner, Beleuchtung, TV+Hifi, sowie Kühlschränke. Ab diesem Moment komme ich in die "Gewinnzone" (hoffentlich).

    Dieses erstmal zur Erklärung der Ist-Situation, auf eure Antworten werde ich später eingehen und danke für euer Interesse

    Grüsse aus Remscheid,

    Alex

    Hallo Freunde des motorisch erzeugten Stromes,

    wie versprochen noch ein paar Anmerkungen zu euren Antworten:

    @ Technikfreak: Danke für die Info, das hatte ich gehofft

    @ Jau: Danke für Deine mahnenden Worte, sind wirklich schon viele Projekte gescheitert

    den Generator wollte ich doppelt so groß nehmen, da ich den chinesischen Prospektwerten nicht traue, die Differenz bei rotek.at sind ca 80,- Euro.

    Inselprojekt, weil ich mir den ganzen EVU-Krempel spare (ENS, Papierkram, verschleudern des Stromes zum EEX, Extrazähler usw,usw.
    Da ich die Laufzeit des Kubota auf ca 15000h schätze, habe ich ca 8 Jahre (1500h/Jahr) Spaß am BHKW, dann kann man weiter schauen.

    Der Haushaltsstromverbrauch ist ca 10KW/Tag, wenn ich die später im Winterhalbjahr zu 2/3 selbst erzeuge (nur die Haupt 2-Phasenverbraucher), habe ich schon fast die Wartungskosten raus.

    Die sensiblen Verbraucher würde ich über einen DC Kreis mit Wechselrichter versorgen

    @ Manfred jaja die Nachbarn, ich kann mir halt schlecht vorstellen, wieviel Geruch ca 300g (1,2KW*250g/KWh) verbranntes Pflanzenöl pro Stunde machen, vielleich hat ja jemand ein BHKW in der Nachbarschaft

    Liebe Grüsse,

    Alex

    Zitat von turboalex

    Die sensiblen Verbraucher würde ich über einen DC Kreis mit Wechselrichter versorgen


    Hallo Alex, das hört sich wirklich sehr interessant an. Wie weit bist Du hier schon mit der Systemauslegung, hast Du bereits erste Komponenten identifiziert die das leisten können? In welchen DC-Bereich planst Du zu fahren. Hast Du ein Vorbild vor Augen? Vielleicht Asy.Belastungsmaschine mit Umrichter o.ä.

    Deine Gedanken EEX gegen WP zu tauschen finde ich persönlich sehr symphatisch. Mir gehen seid der letzten Welle der extremen Kraftstoffpreiszuwächse ähnliche Gedanken durch den Kopf. Werde mich bei Gelegenheit sicherlich hierzu auch mal im Forum austauschen.

    Gruss, KWK

    Hallo KWK,

    nachdem ich von Victron Phönix eine Ausarbeitung bezüglich der Stromversorgung auf Yachten gelesen habe, kam mir die Idee die empfindlichen Geräte über Wechselrichter zu versorgen. Da ich wie gesagt in der Motorenentwicklung arbeite, ist mir durch "Zufall" eine Wassergekühlte Lichtmaschine eines BMW M5 in die Hände gefallen. Diese soll über eine 100Ah Batterie gepuffert jeweils einzelne Wechselrichter für TV, Beleuchtung, Kühlschränke versorgen, aber nur wenn das BHKW läuft. Die vielleicht 20% Elektrischen Verlust nehme ich dabei in Kauf, da mich die KWh dann halt 0,13 € kostet, der Invest aber durch Kleinstwechselrichter minimal ist. Da die Batterie nicht als Speicher arbeitet, halten sich deren Verluste in Grenzen und der Verschleiß ist gering, da ja keine tatsächlichen Lade-Entladezyklen anfallen.

    Vielleicht sehe ich manche Dinge auch zu einfach......

    Gruß Alex

    Zitat von turboalex

    @ Manfred jaja die Nachbarn, ich kann mir halt schlecht vorstellen, wieviel Geruch ca 300g (1,2KW*250g/KWh) verbranntes Pflanzenöl pro Stunde machen, vielleich hat ja jemand ein BHKW in der Nachbarschaft

    Jetzt trommelt zwar jemand in Berlin mit den Fingern auf der Schreibtischplatten
    aber trotzdem werd ich |__|:-) schreiben :schimpf:


    die 250 g/kWh die sind ein schönes Ziel allein des werd nix :pfeifen:

    http://www.i-m-a.de/pdf/kubota/Sup…h_IMA_Druck.pdf

    auf selbiger PDF sind zwar 1500 Drahra pro Minute nicht mehr drauf, bedeutet aber
    nich das es weniger wird als bei 1600 angegeben und dort ist zu lesen

    270 g/kWh und da ist von Diesel die schreibe also Pflanzenöl knapp 300 g/kWh
    und das für 1 kW an der Welle mit Chinesegenerator kommst in etwa auf 500g je Stund
    wenn Du 1200 Watt möchtest, gut das hast Du garnicht wissen wollen, trotzdem nur das
    hinterher nicht gesagt wird, warum hat das keiner gesagt.

    Es sei denn Du hast einiges an Ideen in Reserve wost den Japaner das sparen lernst :glaskugel:

    Hallo Manfred,
    danke für den Hinweis,
    angegeben sind ja die Vollastverbräuche, 250g/KWh sind vielleicht optimistisch, aber in Teillast denke ich mit einem Generatorwirkungsgrad von 80% (ist das realistisch) mit max 350g/kwh (evtl. mit optimerter Nockenwelle für 1500 min-1) hinzukommen.

    Da ich aber vorrangig die 3 KW Heizleistung benötige (bei geringem Invest) ist die Stromerzeugung für die WPs rentabel, sobald ich unter EVU-Preis liege!

    Und ein bischen Hobby muß auch sein :)


    Liebe Grüsse und Dank