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Kraft-Wärme-Kopplung

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Wissenswertes

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So funktioniert die Produktion von Strom und Wärme.

Als Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung bezeichnet man die gleichzeitige Erzeugung von Strom und Wärme.

Eine Gasverbrennungskraftmaschine (z.B. Motor, Gasturbine) treibt einen Generator an und stellt dadurch dem Verbraucher elektrischen Strom zur Verfügung. Die Abwärme, welche im Motorblock anfällt (Kühlwasser, Abgas), wird über einen Wärmetauscher zum Heizen oder zur Heizwassererwärmung verwendet.

Als konventionelle Technologien zur Kraft-Wärme-Kopplung stehen die Dampfturbine, der Verbrennungsmotor sowie die Gasturbine zur Verfügung. Neuere Technologien wie die Brennstoffzelle oder der Stirlingmotor erweitern die bestehenden KWK-Technologien.

Die Verbrennungskraftmaschinen (Motor, Gasturbine) unterscheiden sich insbesondere hinsichtlich der Art der Abwärme. Während bei Verbrennungsmotoren der größte Teil der Abwärme im Kühlwasser anfällt, wird die Wärme beim Gasturbinenprozess in einem höheren Temperaturbereich durch das Abgas abgegeben. Daraus resultieren unter anderem auch die unterschiedlichen Anwendungsbereiche dieser beiden Technologien. So werden Gasturbinen insbesondere im Bereich der Industrie zur Bereitstellung von Niedertemperatur-Prozesswärme (bis 500°C) eingesetzt, während die Motorenanlagen vor allem im Bereich der Raumwärmetemperatur-Bereitstellung ihre Anwendung finden.


Daraus besteht ein KWK-Anlage:
In den meisten Fällen setzt sich eine KWK-Anlage, wie beispielsweise ein Blockheizkraftwerk (BHKW), aus folgenden Hauptkomponenten zusammen:

  • Motor, Gasturbine oder Stirlingmotor als Generatorantrieb/Brennstoffzelle
  • Generator zur Stromerzeugung
  • Wärmetauschersysteme zur Rückgewinnung der Wärmeenergie aus Abgas, Motorabwärme und Ölkreislauf
  • Diverse elektrische Schalt- und Steuereinrichtungen zur Stromverteilung bzw. zum Kraftmaschinenmanagement
  • Hydraulische Einrichtungen zur Wärmeverteilung


Insbesondere im Bereich der Raumwärmebereitstellung wird das BHKW-System meistens durch einen Spitzenlastkessel sowie einen Wärmespeicher ergänzt.

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