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30.04.2020 | Energienutzung | Im Fokus | Onlineartikel

Mikrogasturbinen können Alternative für kleine BHKW sein

Autor:
Frank Urbansky
2 Min. Lesedauer

Die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), ist eine Schlüsseltechnologie der Energiewende. Der Einsatz von Mikrogasturbinen gegenüber Blockheizkraftwerken (BHKW) ist in kleineren Immobilien mitunter sinnvoll.

Mikrogasturbinen zur Wärme- und Stromerzeugung sind in Deutschland bisher kaum bekannt. "Eine Mikrogasturbine ist eine kleine Gasturbine für den Einsatz in der dezentralen Energieversorgung mit einer Leistung bis 200 kW elektrisch. Mikrogasturbinen sind kompakt gebaut, haben hohe Drehzahlen, niedrige Brennkammerdrücke und Temperaturen. Sie können mit einem breiten Spektrum an Kraftstoffen wie Erd- und Biogas, sowie flüssigen Brennstoffen betrieben werden", beschreibt Springer Vieweg-Autor Hartmut Frey in seinem Buchkapitel Mikrogasturbine auf Seite 479 wesentliche Merkmale und Vorteile.

Empfehlung der Redaktion

2019 | OriginalPaper | Buchkapitel

Mikrogasturbine

Eine Mikrogasturbine ist eine kleine Gasturbine für den Einsatz in der dezentralen Energieversorgung mit einer Leistung bis 200 kW elektrisch. Mikrogasturbinen sind kompakt gebaut, haben hohe Drehzahlen, niedrige Brennkammerdrücke und Temperaturen.

Entwickelt wurde die Technologie in den USA mit Regierungsunterstützung in den 90er Jahren als Alternative für dezentrale Energieversorgungsmodelle. Die minimale Leistung liegt bei 20 bis 30 kW elektrisch, der elektrische Wirkungsgrad beläuft sich auf 30 Prozent und steigt mit der ausgekoppelten Wärme auf einen Gesamtwirkungsgrad von knapp 90 Prozent. Damit sind Mikrogasturbinen durchaus mit einem BHKW der gleichen Leistungsklasse vergleichbar.

Hohe Abgastemperaturen für Dampferzeugung

Allerdings liegen die Abgastemperaturen deutlich höher, und zwar zwischen 270 und 690 °C. Damit ermöglichen sie eine Dampferzeugung, was beim BHKW aufgrund der niedrigeren Abgastemperaturen nicht möglich ist. Das macht sie interessant für Immobilien, in denen etwa Dampf oder sehr hohe Temperaturen benötigt werden, wie in Krankenhäusern oder gewerblich genutzten Gebäuden. Ein weiterer Vorteil ist die Einspeisung dieser hohen Temperaturen in Wärmeverteilnetze.

Den Strom erzeugt ein direkt an die Turbine gekoppelter, schnelllaufender und oftmals luftgelagerter Generator, der in dieser Bauweise weitgehend wartungsfrei ist und keinerlei Kühlwasser benötigt. Das Schnelllaufen zeitigt einen weiteren Effekt: Bei einer Absenkung der Leistung nimmt der Wirkungsgrad dank des höheren Lastbereiches nur minimal ab. Nach Angaben des US-Herstellers Capstone etwa bedingt eine Leistungsminderung von 50 Prozent nur eine Wirkungsgradminderung von vier Prozent. Das wiederum ermöglicht effizientere und längere Laufzeiten als ein vergleichbares BHKW.

Vorteile bei Geräuschpegel und Gewicht

Hinzu kommt noch ein weiterer Vorteil: Mikrogasturbinen laufen sehr leise, während BHKW mit einem herkömmlichen Verbrennungsmotor arbeiten, der aufwendig schallgedämmt werden muss.

Ein weiterer Pluspunkt ist das Gewicht. Mikrogasturbinen sind deutlich leichter und lassen sich deswegen auch dort aufstellen, wo aus statischen Gründen die Installation eines BHKWs nicht möglich wäre, etwa auf Dächern.

"In Kombination mit der Brennstoffzellentechnologie dürften den Mikrogasturbinen auch in Zukunft stabile Marktaussichten beschieden sein", schätzt denn auch Springer Vieweg-Autor Alexander Wiedermann in seinem Buchkapitel Gasturbinentypen – eine Übersicht auf Seite 2 die zukünftigen Chancen dieser Technologie ein.

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Die Hintergründe zu diesem Inhalt

2019 | OriginalPaper | Buchkapitel

Kraft-Wärme-Kopplung

Quelle:
Regenerative Energiesysteme

2019 | OriginalPaper | Buchkapitel

Gasturbinentypen – eine Übersicht

Quelle:
Stationäre Gasturbinen

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