Mikro-KWK-Anlage im Feldtest

Bei Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zum „Energiehaus der Zukunft“ hat die RWE Effizienz GmbH (www.rwe-effizienz.com) mit dem Pilotprojekt „Emslandhaus“ einen Feldtest zur Einbindung von Mikro-KWK-Anlagen in Einfamilienhäusern erfolgreich abgeschlossen. Neben der Unterstützung neuer, zukunftsfähiger Technologien im Bereich der hocheffizienten Kraft-Wärme-Kopplung ist es dabei das Ziel gewesen, detailliertere Erkenntnisse zur Integration dezentraler Strom- und Wärmeerzeuger in die Erdgas- und Stromnetze zu gewinnen. So konnte der Strombedarf des Versuchshauses zu 30 % über das Mikro-Kraftwerk gedeckt und die Energiekosten während des ersten Betriebsjahres um insgesamt 370 Euro reduziert werden.

Für das Pilotprojekt „Emslandhaus“ wurde im Oktober 2009 in einem Einfamilienhaus nahe der holländischen Grenze eine Mikro-KWK-Anlage auf Basis eines Stirling-Motors mit einem integrierten, ergänzenden Gas-Brennwertgerät installiert. Angesichts der großen Wohnfläche von 260 m² hat das von einer 4-köpfigen Familie bewohnte Versuchshaus einen Wärmebedarf von 38500 kWh/a sowie einen Stromverbrauch von über 7000 kWh/a. Bei einer thermischen Leistung von 5 kW erreichte das wärmegeführt betriebene Mikro-Kraftwerk hier mit 3744 Volllaststunden im Jahr eine gute Auslastung. Dabei übernahm die KWK-Anlage das ganze Jahr über vorrangig die Warmwasserbereitung, während das Spitzenlastgerät mit einer Leistung von maximal 18 kW im Winter und in den Übergangszeiten zur Heizungsunterstützung bedarfsgerecht zugeschaltet wurde.

Entsprechend positiv fiel auch die Strombilanz der Mikro-KWK-Anlage mit einer elektrischen Leistung von 1 kW aus. Der eigens installierte, geeichte KWK-Unterzähler ermittelte hier für den Stirling-Motor eine Stromproduktion von 3332 kWh/a. Davon wurden 40 % ins öffentliche Netz eingespeist und 60 % direkt im Haus verbraucht, wodurch sich der externe Strombezug um 2100 kWh/a bzw. 30 % verringerte. Gleichzeitig nahm der Erdgasverbrauch aufgrund der zusätzlichen Stromproduktion im Vergleich zum früheren Erdgas-Brennwertkessel um etwa 10 % zu.

Weitere Einsparungen sollen hier in Zukunft durch einen größeren Deckungsanteil des Eigenbedarfs sowie eine netzlastorientierte Einspeisung des selbst erzeugten Stroms ermöglicht werden. Die Basis hierfür bilde ein großzügig dimensionierter Warmwasserspeicher, mit dessen Hilfe sich der Strom- und Wärmebedarf in dem Einfamilienhaus stärker entkoppeln lasse. Auf diese Weise ist es möglich, die Stromerzeugung des Mikro-Kraftwerks am tatsächlichen Stromverbrauch auszurichten und die dabei anfallende Wärme für eine spätere Nutzung zu bevorraten. Gleichzeitig kann so in Zukunft bei der Einspeisung ins Netz auch auf lastvariable Tarife reagiert werden, wodurch sich eine deutlich höhere Vergütung erzielen lasse.