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2. Deutscher Stirling Kongress am 7.3.2008

  • Mini und Micro-BHKW auf Basis des Stirlingmotors

(24.1.2008) Mit der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) im kleinen Leistungsbereich tut sich ein Anwendungsgebiet für den Stirlingmotor auf, in dem dieser seine Stärken ausspielen kann und die Schwächen nur wenig relevant sind. Über die Entwicklung und den Einsatz von Stirlingmotor-Blockheizkraftwerken (BHKW) im kleinen und kleinsten Leistungsbereich sowohl mit konventionellen als auch mit regenerativen Brennstoffen gibt der "2. Deutsche Stirling Kongress" am 7. März 2008 im Rahmen der CEP Clean Energy Power in Stuttgart einen umfassenden Überblick.

In der mobilen Anwendung des Stirlingmotors war es die Trägheit beim Lastwechsel infolge des geschlossenen Kreisprozesses, die seinen Gebrauch als klassischen Motor, beispielsweise in Kraftfahrzeugen, bislang nicht zugelassen hat. In stationären Anlagen wie in Blockheizkraftwerken (BHKW), wirkt sich diese Eigenschaft nur wenig nachteilig aus, und birgt sogar Vorteile. Denn der geschlossene Kreisprozess mit äußerer Verbrennung benötigt weniger Wartungsaufwand im Vergleich zu Otto- und Dieselmotoren, bei denen u.a. die Rückstände aus der Verbrennung in den Zylindern einen regelmäßigen Austausch des Schmieröls erforderlich machen. Moderne Stirlingmotoren kommen gänzlich ohne Schmieröl aus; sie können mit wartungsarmen, lebensdauergeschmierten Lagern ausgeführt werden.

Diese Maschinen sind dann ebenso wie der Kompressor im Kühlschrank hermetisch abgedichtet, so dass kein Arbeitsgas entweichen kann. Im kleinsten Leistungsbereich bei etwa 1 kWel geht man zudem auf die so genannte Freikolbentechnik über. Hier laufen die Kolben gänzlich ohne Getriebe, was die Herstellkosten reduziert. Darüber hinaus ist auf diese Weise nur eine rein lineare Kolbenführung nötig, die mit Gaslagern unter Verzicht von berührenden Dichtungen zu bewerkstelligen ist. Derartige Maschinen sind über mehrere 10.000 Stunden komplett wartungsfrei, so dass in der Anwendung als BHKW lediglich die von der konventionellen Heizungstechnik bekannte regelmäßige Reinigung der äußeren Heizflächen durchzuführen ist.

Ein weiterer Vorteil der äußeren Wärmezufuhr ist in der damit möglichen kontinuierlichen und emissionsarmen Verbrennung sowie im Einsatz nahezu beliebiger Brennstoffe zu sehen. Dabei können regenerative Brennstoffe wie Biogas aber auch feste Biomasse eingesetzt werden. Der Stirlingmotor eignet sich aber auch zur Einkopplung von Solarenergie. Im direkten Einsatz von Biogas oder fester Biomasse, also ohne vorherige Vergasung, Aufbereitung oder Reinigung der Einsatzgase, bietet der Stirlingmotor eine aussichtsreiche Alternative im Vergleich zu anderen Technologien, und im Bereich kleiner Anlagen bis zu einer elektrischen Leistung von etwa 100 kW ist er hier nahezu konkurrenzlos.

Dementsprechend werden an verschiedenen Stellen Stirlingmotor-BHKW im kleinen und kleinsten Leistungsbereich sowohl für den Einsatz von konventionellen als auch von regenerativen Brennstoffen entwickelt. Nach Aussagen der Entwicklungsfirmen ist davon auszugehen, dass kleine, Erdgas-betriebene Stirlingmotor-BHKW mit einer Leistung von etwa 1 kWel demnächst im Einfamilienhausbereich Einzug halten und damit mittelfristig den klassischen Heizkessel verdrängen werden.

Zudem sollen bald BHKW auf Basis des Stirlingmotors verfügbar sein, welche die direkte Umsetzung von regenerativen Brennstoffen wie Rapsöl, Holzpellets oder Hackschnitzeln in Wärme und elektrische Energie erlauben.

Renommierte Referenten aus Wissenschaft, Forschung und Industrie zeigen auf dem "2. Deutschen Stirling Kongress" den Stand der Technik, Zukunftsperspektiven und die Ergebnisse aktueller Forschungsprojekte rund um den Stirlingmotor. Parallel informiert die Messe CEP Clean Energy Power von 7.-9. März in der neuen Messe Stuttgart über die gesamte Bandbreite der erneuerbaren Energien sowie des energieeffizienten Bauens und Sanierens.

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