Einsatz von Blockheizkraftwerken im Wohnungsbau; ökonomische, energetische und ökologische Analysen

Inhaltsverzeichnis

• I. Einleitung
• II. Objektvorstellung
• III. BHKW-Technik
  • 1. Entwicklung der BHKW-Technik
  • 2. Grundlagen der BHKW-Technik
    • 2.1. Begriffsdefinition
    • 2.2. Verbrennungsmotoren
      • 2.2.1. Gas-Ottomotor
      • 2.2.2. Dieselmotor
      • 2.2.3. Diesel-Gasmotor
      • 2.2.4. Vor- und Nachteile der Verbrennungsmotoren
        • 2.2.4.1. Gasmotor
        • 2.2.4.2. Dieselmotor
    • 2.3. Brennstoffe
      • 2.3.1. Brennstoffe für Gasmotoren
      • 2.3.2. Flüssige Brennstoffe für Dieselmotoren
    • 2.4. Stromerzeugung
      • 2.4.1. Der Synchrongenerator
      • 2.4.2. Der Asynchrongenerator
      • 2.4.3. Schutzeinrichtungen
    • 2.5. Wärmeübertragung
      • 2.5.1. Kühlwasserwärmetauscher
      • 2.5.2. Abgaswärmetauscher
      • 2.5.3. Abhitzekessel
    • 2.6. Spitzenkessel
    • 2.7. Abgasanlage
    • 2.8. Steuer- und Regeleinrichtung
      • 2.8.1. Modulleitsystem
      • 2.8.2. Zentralleitsystem
    • 2.9. Wärmespeicher
    • 2.10. Elektrische Einbindung an das öffentliche Netz
    • 2.11. Typische Einsatzgebiete von BHKW's
  • IV. Energie- und Emissionsbilanzen
    • 1. Einleitung
    • 2. Energieverbrauch und Umweltbelastung
    • 3. Primärenergieeinsparung durch BHKW-Technik
    • 4. Vorschriften zur Reinhaltung der Umwelt
      • 4.1. Das BundesImmissionsSchutzGesetz (BImSchG)
      • 4.2. Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm (TA-Lärm)
        • 4.2.1. Schallschutzmaßnahmen
      • 4.3. Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA-Luft)
    • 5. Maßnahmen zur Schadstoff-Emissionsminderung
      • 5.1. Allgemein
      • 5.2. Abgareinigungssysteme mit Katalysator
        • 5.2.1. Lambda-1-Betrieb mit Drei-Wege-Katalysatoren
        • 5.2.2. Lambda >1 Betrieb mit NH3-Einsatz und Oxidationskataly
        • 5.2.3. Abgasnachbehandlung bei Dieselmotoren
      • 5.3. Einsatz eines Magermischmotors
      • 5.4. Resümee
  • V. Gebäudewärmebedarf
    • 1. Normwärmebedarf nach DIN 4701
      • 1.1. Transmissionswärmebedarf
      • 1.2. Lüftungswärmebedarf
    • 2. Berechnung des Gebäudewärmebedarfs
  • VI. Bilanzierung des Strombedarfs
    • 1. Einführung
    • 2. Erfassung des Strombedarfs
      • 2.1. Beschreibung des MES-3D-Gerates
      • 2.2. Auswertung der Messergebnisse
        • 2.2.1. Typischer Stromverbrauch einer Woche
      • 2.3. Stromverbrauch
  • VII. Kleinst- Motorheizkraft
    • 1. Das Senertec-Sachs BHKW
    • 2. Erfahrungen und Ergebnisse des Feldversuchstestes in Schleswig-Holstein
  • VIII. Planungsdaten
    • 1. Auslegung des BHKW
    • 2. Zeitlicher Verlauf von Wärme- und Strombedarf
  • IX. Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen
    • 1. Allgemeines
      • 1.1. Einflussfaktoren auf die Wirtschaftlichkeit eines BHKW's
    • 2. Grundlagen der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung
      • 2.1. Methodik
      • 2.2. Statischer Rechensatz
      • 2.3. Dynamischer Rechensatz

  Zielsetzung und Themenschwerpunkte

  Die Diplomarbeit befasst sich mit dem Einsatz von kleinen Blockheizkraftwerken (BHKW) im Wohnungsbau und analysiert deren ökonomische, energetische und ökologische Aspekte.

  • Analyse der BHKW-Technik und ihrer Entwicklung
  • Bewertung der Energieeffizienz und Umweltfreundlichkeit von BHKW im Vergleich zu konventionellen Heizsystemen
  • Ermittlung des Wärmebedarfs von Wohngebäuden
  • Wirtschaftlichkeitsanalyse des BHKW-Einsatzes im Wohnungsbau
  • Untersuchung von Regelungs- und Steuerungssystemen für BHKW

  Zusammenfassung der Kapitel

  • I. Einleitung: Diese Einleitung bietet eine Einführung in das Thema der Diplomarbeit und erläutert die Relevanz des Einsatzes von BHKW im Wohnungsbau.
  • II. Objektvorstellung: Dieses Kapitel stellt das konkrete Objekt, auf das sich die Analyse bezieht, vor. Es beschreibt die wichtigsten Merkmale des Wohngebäudes und der darin verbauten Heizungs- und Energieversorgungssysteme.
  • III. BHKW-Technik: Dieses Kapitel behandelt die technische Funktionsweise von BHKW und deren Entwicklung. Es beleuchtet die verschiedenen Typen von Verbrennungsmotoren, Brennstoffe, Stromerzeugung und Wärmeübertragung. Es beinhaltet auch eine Diskussion über die Vor- und Nachteile der verschiedenen BHKW-Systeme.
  • IV. Energie- und Emissionsbilanzen: Dieses Kapitel analysiert die Energieeffizienz und die Umweltbelastung von BHKW im Vergleich zu konventionellen Heizsystemen. Es beleuchtet die Primärenergieeinsparung durch den Einsatz von BHKW und diskutiert die relevanten Gesetze und Vorschriften zur Reinhaltung der Umwelt.
  • V. Gebäudewärmebedarf: Dieses Kapitel beschreibt die Methoden zur Berechnung des Wärmebedarfs von Wohngebäuden und erläutert die relevanten Normen.
  • VI. Bilanzierung des Strombedarfs: Dieses Kapitel analysiert den Stromverbrauch des Wohngebäudes und bietet eine detaillierte Auswertung der Messergebnisse.
  • VII. Kleinst- Motorheizkraft: Dieses Kapitel stellt ein spezifisches BHKW-System, das Senertec-Sachs BHKW, vor und diskutiert die Ergebnisse eines Feldversuchstestes.
  • VIII. Planungsdaten: Dieses Kapitel behandelt die Planung und Auslegung von BHKW-Systemen im Wohnungsbau.
  • IX. Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen: Dieses Kapitel analysiert die Wirtschaftlichkeit des Einsatzes von BHKW im Wohnungsbau. Es betrachtet verschiedene Einflussfaktoren und untersucht verschiedene Methoden zur Wirtschaftlichkeitsberechnung.

  Schlüsselwörter

  Blockheizkraftwerk (BHKW), Energieeffizienz, Umweltfreundlichkeit, Wohnungsbau, Wärmebedarf, Stromverbrauch, Wirtschaftlichkeit, Emissionsminderung, Verbrennungsmotoren, Gasmotoren, Dieselmotoren, Primärenergieeinsparung, Normen, DIN 4701, Feldversuch, Senertec-Sachs BHKW, Wirtschaftlichkeitsberechnung.

  Häufig gestellte Fragen

  Was ist ein Blockheizkraftwerk (BHKW)?

  Ein BHKW ist eine Anlage zur dezentralen Energieerzeugung auf Basis der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK). Es erzeugt gleichzeitig Strom und nutzbare Wärme, was den Gesamtwirkungsgrad deutlich erhöht.

  Welche Vorteile bietet ein BHKW im Wohnungsbau?

  Es senkt die Energiekosten durch Eigennutzung des Stroms, reduziert Schadstoffemissionen (insbesondere CO2) und schont fossile Brennstoffreserven durch hohe Effizienz.

  Welche Motorentypen werden in BHKWs eingesetzt?

  Häufig kommen Gas-Ottomotoren, Dieselmotoren oder Diesel-Gasmotoren zum Einsatz, wobei Gasmotoren oft wegen der saubereren Verbrennung bevorzugt werden.

  Was ist bei der Planung eines BHKWs für ein Mehrfamilienhaus wichtig?

  Die Auslegung sollte sich am Wärme- und Strombedarf orientieren, wobei eine maximale Eigennutzung der erzeugten Energie für die Wirtschaftlichkeit entscheidend ist.

  Welche gesetzlichen Vorschriften müssen beachtet werden?

  Relevant sind unter anderem das Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) sowie die Technischen Anleitungen für Lärm (TA-Lärm) und Luft (TA-Luft).

  Wie wird die Wirtschaftlichkeit eines BHKWs berechnet?

  Die Arbeit nutzt sowohl statische als auch dynamische Rechensätze, um Faktoren wie Investitionskosten, Brennstoffpreise und die Einsparung durch Eigenstromnutzung gegenüberzustellen.