Hackschnitzelheizanlage: Holzvergaser mit BHKW NRG-Stirlingmotor
Anwendung
Datenblatt [178 KB] [178 KB]
Das auf den NRG-Stirlingmotor basierende BHKW produziert zusätzlich zur Wärmeproduktion als Biomasseheizanlage hochwertigen Strom.
Die Anlage ersetzt Gas- oder Heizöl basierende Systeme. Strom wird aus dem CO2 neutralen Energieträger Holz erzeugt.
Die Anlage kann als Standardanlage im Container aufgebaut werden oder nach detaillierter Planung an die Vorgaben der Betreiber angepasst werden.
Die Anlage ist als Biomasseheizung zu verstehen, die Wärme produziert. Die Wärmeproduktion sollte möglichst gleichmäßig über den Tag verlaufen. Die Biomasseheizung trägt üblicherweise die Grundlast im Nahwärmenetz. Die Spitzenlast übernimmt die klassische Technik.
Die Biomasse Heizanlage sollte mindestens 6000 Stunden pro Jahr in Betrieb sein. Der Strom, der erzeugt wird, dient der besseren Refinanzierung der Anlage.
Wesentliche Merkmale
-> Einfachheit mittels bekannter Vergasertechnologie:
-> durch den Holzvergaser entstehen geringe Emissionen und man hat eine hohe Effizienz der Gesamtanlage.
-> Somit ist Das System ist gut geeignet, um mit sehr geringen Betriebskosten Strom zu produzieren:
-> unkompliziert im Betrieb
-> vollautomatischer Betrieb
-> keine Gasreinigung und Abgasfilterung nötig wegen des Vergasers (Updraft Gasifier)
-> sehr wenige Komponenten, kaum Verschleiß
-> lang geprüfte Technologie mit über 40.000 Betriebsstunden an Stirling Maschinen,
-> „Updraft Gasifier“ Holzvergasertechnologie existiert in Dänemark bereits über 15 Jahre
-> verschiedenste Anwendungen von Biomasse sind möglich,
-> die Standardvariante ist die Anwendung mit Hackschnitzel-Biomasse, 55% Feuchtigkeitsanteil.
Funktionsweise
Das Hackgut wird über die Förderung an den oberen Teil des Vergasers transportiert.
Am oberen Vergaserteil wird das Hackgut durch den (engl. updraft gasifier) Holzvergaser -Luftstrom vorgewärmt. Die Zuluft des Vergasers wird von unten zugeführt.
Holzvergasereinheit mit direkt angeschlossener Brennkammer und Stirlingmotor
Die Vergasereinheit liefert das energiereiche Brenngas direkt in die Brennkammer des separaten Kessels. In dieser Kammer befindet sich der Stirlingmotor. Die heiße Seite des Motors wird mit ca. 1000° C beaufschlagt. Es entsteht die bekannte Motor-Hubkolbenbewegung, die über die patentierte mechanische Konstruktion in eine Rotationsbewegung umgewandelt wird. Gleichzeitig wird vom kühlen Rücklaufwasser des Nahwärmenetzes die Kaltseite des Stirling mit dem tieferen Temperaturniveau versorgt. Auf der Rotationswelle ist ein Asynchrongenerator angebracht, der den Strom liefert.
Durch diesen direkten Weg ist keine Holzgasreinigung und Holzgaskühlung notwendig. Der Motor ist in dem Sinne verschleißfrei. Die bekannten Holzgas BHKW Probleme (Teereintrag im BHKW Motor, Gaskühlung in Miniatursystemen usw.) sind nicht mehr vorhanden.
Die Energie im Holz wird CO2 neutral erst in Wärme (Vergaser -> Brennkammer) dann in Strom umgewandelt. Die entstandene Wärme wird einerseits zur Zuluft-vorwärmung als auch für die Wärmeversorgung der Verbraucher verwendet (Nahwärmenetz, Prozesswärme).
Die Abgasseite des Vergasers ist durch die lange Brennkammer sehr umweltfreundlich, da nur sehr geringe Werte von CO und Nox Emissionen enthalten sind (Holzgas-Verbrennung, sehr sauber) . Die Asche wird an der unteren Seite des Vergasers entfernt
Das Klein BHKW basiert auf einer 35kW Maschine, die vom SD3 –Stirling angetrieben wird.
In zukünftigen Versionen gibt es den SD4 Stirling, der mit 75 kW Leistung ausgeliefert wird.
Es können mehrere Module zusammengestellt werden, Vergaserleistungen sind bis 600 kW üblich. Diese Anlagen werden projektbezogen entwickelt.
Die Standardlösung hat eine Heizleistung von 140kW, sowie eine elektrische Leistung von 35 kW.
Wirtschaftlichkeit:
140 kW Wärmeproduktion
35 kW Stromproduktion
Feuerungsleistung 200 kW = ca. 50 kg Holz / Stunde
EK Hackschnitzel: 2 ct/kWh (2008)
EK Strom: 12 ct/kWh (2008)
VK Strom EEG, Deutschland, 20 Jahre 20 ct/kWh
VK Wärmepreis Deutschland 8,5 ct/kWh (2008)
Wärmeseite:
6000 Bh x 200 kW x 0,02 Euro / kWh = 24.000 Euro für die Biomasse
Ölbrenner als Vergleich
6000 Bh x 200 kW x 0,075 Euro / kWh = 90.000 Euro für das Öl
Amortisationszeit für die Biomasse Hackschnitzelheizung: ca. 3 Jahre
Stromseite:
6000 Bh x 35 kw x 0,20 ct/kWh (EEG) = 42.000 Euro
Amortisationszeit für die Holzgas-Verstromung mit 35kW Stirling: ca. 3 Jahre
Holzvergasereinheit mit direkt angeschlossener Brennkammer und Stirlingmotor
Die Vergasereinheit liefert das energiereiche Brenngas direkt in die Brennkammer des separaten Kessels. In dieser Kammer befindet sich der Stirlingmotor. Die heiße Seite des Motors wird mit ca. 1000° C beaufschlagt. Es entsteht die bekannte Motor-Hubkolbenbewegung, die über die patentierte mechanische Konstruktion in eine Rotationsbewegung umgewandelt wird. Gleichzeitig wird vom kühlen Rücklaufwasser des Nahwärmenetzes die Kaltseite des Stirling mit dem tieferen Temperaturniveau versorgt. Auf der Rotationswelle ist ein Asynchrongenerator angebracht, der den Strom liefert.
Durch diesen direkten Weg ist keine Holzgasreinigung und Holzgaskühlung notwendig. Der Motor ist in dem Sinne verschleißfrei. Die bekannten Holzgas BHKW Probleme (Teereintrag usw.) sind nicht mehr vorhanden.
Die Energie im Holz wird CO2 neutral erst in Wärme (Vergaser -> Brennkammer) dann in Strom umgewandelt. Die entstandene Wärme wird einerseits zur Zuluft-vorwärmung als auch für die Wärmeversorgung der Verbraucher verwendet (Nahwärmenetz, Prozesswärme).
Die Abgasseite des Vergasers ist durch die lange Brennkammer sehr umweltfreundlich, da nur sehr geringe Werte von CO und Nox Emissionen enthalten sind (Holzgas-Verbrennung, sehr sauber) . Die Asche wird an der unteren Seite des Vergasers entfernt
Das Klein BHKW basiert auf einer 35kW Maschine, die vom NRG3 –Stirling angetrieben wird.
In zukünftigen Versionen gibt es den NRG4-Stirling, der mit 75 kW Leistung ausgeliefert wird.
Es können mehrere Module zusammengestellt werden, Vergaserleistungen sind bis 600 kW üblich. Diese Anlagen werden projektbezogen entwickelt.
Die Standardlösung hat eine Heizleistung von 140kW, sowie eine elektrische Leistung von 35 kW.
Technische Daten
-> Stirling Motor Type NRG-3-SD
-> Hackschnitzel als BrennstoffFeuchtigkeit bis 55%
-> Mindestlaufzeit der Anlage 6.000 Stunden im Jahr, durch Wärmekonzept belegt
-> Stromleistung des Generators ASM 35 kW
-> Wärmeproduktion 145 kW
-> Wassermengen @ 45°C/80°C 3,5 m3/hr 7 m3/hr
-> 200 kW Feuerungsleistung in der Stunde,
-> ca. 50 kg Holz/Stunde
-> Vorlauftemperatur 90 °C
-> Rücklauftemperatur 50° C
-> Wirkungsgrad Wärmeseite 90%
-> Elektrischer Wirkungsgrad 18%
-> Serviceintervall 8000 Stunden bei Rücklauftemperatur unter 55 ° C
-> Steuerung Siemens S7
-> Emissionswerte: CO and NOx<50 ppm, HC<25 ppm
-> Lebensdauer 100.000 Stunden Stirlingmotor und Holzvergaser
-> Wartungskosten Stirlingmotor 2 ct kWh_el Vollwartung mit Vertragspartner
Unsere Leistungen
-> Detaillierte Wirtschaftlichkeitsberechnungen erhalten Sie durch unser Ingenieurbüro nach Vergabe eines Vorplanungsauftrages
-> Durchführung des Machbarkeitsuntersuchung
-> Vorplanungsleistungen
-> Detailplanungen
-> Projektüberwachung
-> Projektsteuerung
-> Bauabwicklung
-> Anlagenbau
-> Service
Empfehlungen:
-Nahwärmenetze (Wohngebiete, Vermieter, Heizanlagenbetreiber, Gärtnereien, Tierproduktion, Landwirtschaft)
-Prozesswärme (Trocknungsanlagen, Oberflächenveredlung, Waschanlagen, Lackieranlagen, Automobil, Zulieferindustrie)
Für diese Biomasse Verstromungsanlagen führen wir in der folgenden Weise Dienstleistungen durch:
1.) Machbarkeitsuntersuchung
a) Untersuchung Ihrer Hackschnitzel
b) Machbarkeitsplanung der Wärmenutzung
c) Machbarkeitsuntersuchung der Anlagengröße vor Ort
2) Vorplanung
a) Kostenermittlung
b) Vorplanung
c) Wirtschaftlichkeitsuntersuchung
3) Feinplanung
4) Baubetreuung / Bauausführung
Dienstleistungs-Preisliste für das Holzvergaser BHKW mit Stirlingmotor
Hackschnitzelanlage mit 35 kW/75 kW Stirling
Punkt 1) Machbarkeitsuntersuchung: auf Anfrage
Punkt 2) Vorplanung der Anlage: auf Anfrage
Bitte geben Sie Ihre Anfrage hier auf, wir bieten an die Punkte 1 & 2.
Beschreiben Sie Ihr Vorhaben möglichst genau.
Bitte beschreiben Sie Ihr Vorhaben möglichst genau.
Unsere Dienstleistungstabelle zu den beschriebenen Lösungen [672 KB]
