Energy Efficient Systems / Fraunhofer IISB

Lastspitzenreduktion mit Blockheizkraftwerk

15. April 2020

Das Fraunhofer IISB hat ein neues Blockheizkraftwerk in seine Betriebsinfrastruktur integriert. Mit einer speziellen Betriebsstrategie wurde die Anlage für die Lastspitzenreduktion optimiert.

© Kurt Fuchs / Fraunhofer IISB
Blockheizkraftwerk und Warmwasserspeicher im Keller des Fraunhofer IISB.
© Fraunhofer IISB
Messreihe einer am Fraunhofer IISB durchgeführten Lastspitzenreduktion: Bei einer maximal zulässigen Bezugsleistung von 700 kW konnten die Lastspitzen um ca. 20% reduziert werden.

In einem Blockheizkraftwerk (BHKW) wird ein Generator durch einen Verbrennungsmotor betrieben. Um den Gesamtwirkungsgrad zu maximieren, wird zudem die entstehende thermische Energie für die Wärmeversorgung genutzt. Dadurch eignen sich BHKWs sowohl für die Beheizung privater Wohnanlagen als auch die Energieversorgung energieintensiver Industrien.

Wärmespeicher optimieren die Laufzeit

Das neue BHKW am Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB wurde zusätzlich um ein Wärmespeichersystem erweitert. Dadurch kann das BHKW weitestgehend unabhängig vom aktuellen Wärmebedarf und somit zeitlich flexibler betrieben werden. Dies maximiert die Jahreslaufzeit und beschleunigt somit den Kostenausgleich der Anlage.

Lastspitzenreduktion verringert Stromkosten

Mit einer eigens entwickelten Betriebsstrategie für das BHKW konnten die Lastspitzen des Instituts um 20 % reduziert werden. Lastspitzen sind temporäre starke Anstiege des Stromverbrauchs, die den Leistungspreis erheblich erhöhen können. Die Reduktion von Lastspitzen verringert folglich die resultierenden Stromkosten.

Im Rahmen der Betriebsstrategie wird ein Teil der Kapazität des Wärmespeichers reserviert, um den Betrieb des Systems auch dann zu ermöglichen, wenn ein hoher elektrischer, aber ein geringer Wärmebedarf vorliegt. Ein zusätzlich integriertes Batteriesystem überbrückt die Anlaufzeit des Kraftwerks aus dem Bereitschafts- in den Vollbetriebszustand und sichert die benötigte Dynamik.

Das System ist sehr gut für die Wärme- und Stromversorgung mittelständischer Unternehmen geeignet; das Fraunhofer IISB selbst dient dafür als Demonstrationsplattform. Eigens entwickelte Auslegungsalgorithmen optimieren die individuelle Dimensionierung der BHKW-Anlage und ihrer Bestandteile und schätzen dabei die potentiellen Einsparungen ab.