8 Mal die Nummer 1

SUNMACHINE im Vergleich
mit anderen Systemen













































































































































































































































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SUNMACHINE® ist das Warenzeichen für eine neue Technologie zur effizienten Nutzung der fossilen Energieträger Erdgas und Heizöl und der regenerativen Energiequellen Sonne und Biomasse. SUNMACHINE Stirling Wärme- und Stromerzeuger sind neuartige Hausenergiestationen, die neben Wärme und Warmwasser auch noch Strom erzeugen.

Heutige Großkraftwerke produzieren zu günstigen Kosten Strom für Industrie und Haushalte und bilden das Rückrad einer sicheren Energieversorgung. Allerdings verursacht die Stromverteilung Verluste von 3-7%, und die Nutzung der Kraftwerksabwärme - immerhin zwischen 50-70% der Primärenergie - ist eng mit der Frage nach den jahreszeitlichen Lastgängen und der Standortfrage verknüpft und insbesondere bei siedlungsfernen Kraftwerksstandorten selten wirtschaftlich zu realisieren. Um eine rationelle Strom- und Wärmeverteilung zu gewährleisten und Verteilungsverluste zu minimieren sollte die Endenergie möglichst dort erzeugt werden, wo sie auch verbraucht wird.

Einen Zwischenschritt auf diesem Weg stellen Blockheizkraftwerke dar. Diese erfordern zur Auskopplung der Wärme aufwendige Nahwärmenetze und sind neben der industriellen Anwendung auf spezifische Marktnischen beschränkt wie Neubaugebiete, Großgebäude mit gekoppelter Klimatechnik als Wärmesenke im Sommer oder beispielsweise Kliniken oder Hotels.

Die SUNMACHINE-Energiestationen gehen einen entscheidenden Schritt weiter und erzeugen unmittelbar in den Objekten Strom und Wärme im Koppelprozess. Die SUNMACHINE-Energiestation kann im normalen Brennwertbetrieb den Löwenanteil des Wärme- und Strombedarfs eines Objekts decken. Den Wärmebedarf an besonders kalten Tagen deckt der integrierte Spitzenlastbrenner. Eine zusätzliche Hausheizung ist nicht erforderlich.

Bei einem elektrischen Wirkungsgrad bis 35% und einem Brennwertgesamtwirkungsgrad bis 105% kann mit den SUNMACHINE-Energiestationen Kraft-Wärme-Kopplung in nahezu idealer Weise in Einzelobjekten realisiert werden.
Wärme-Verteilungsverluste sind vermieden, Strom-Verteilungsverluste weitgehend reduziert.

Die Liberalisierung der leitungsgebundenen Energiemärkte (Strom und Erdgas) in der EU öffnet einen riesigen Markt für neue Marktteilnehmer. Neben Stromhändlern, -maklern, -brokern und Aggregetoren, die auch ohne Besitz von Kraftwerken, Übertragungs- oder Verteilungsnetzen nun an diesem Markt teilnehmen können, öffnet die Liberalisierung auch für Contractoren und Eigenstromerzeuger neue Möglichkeiten. Denen ist es jetzt möglich den selbsterzeugten Strom nicht nur selbst zu verbrauchen, sondern ihn auch an Dritte zu verkaufen. Zugleich wandelt sich die Versorgungsleistung Strom zu einer Ware Strom, die unter verschiedenen Marken unter Einsatz von Marketinginstrumenten verkauft wird. Es entstehen Teilmärkte z.B. für grünen oder regionalen Strom für Grundlast-, Mittellast- und Spitzenlaststrom. Es werden neue Handelssysteme etabliert, z.B. Strombörsen, auf denen in Spot- oder Terminmärkten physische oder finanzielle Kontrakte durchgeführt werden. Als Ergebnis der Entwicklungen auf dem Energiemarkt stellen sich auch neue Anforderungen an die Technologien zur Energieversorgung.

SUNMACHINE-Energiestationen können, wie der heutige Heizungskessel vom Hausbesitzer betrieben werden oder aber von einem Contractor, dem der Hausbesitzer nur den Platz für die SUNMACHINE zur Verfügung stellt und dafür vom Contractor günstig Wärme und Strom bekommt. Der Contractor hat die Möglichkeit Überschußstrom z.B. als wertvollen Spitzenlaststrom zu verkaufen. Betreibt der Contractor in seinem Gebiet eine Vielzahl von SUNMACHINE-Energiestationen, die über eine Kommunikationsschnittstelle von zentraler Stelle aus gesteuert werden spricht man von einer virtuellen Erzeugungseinheit, dem virtuellen Kraftwerk. Es ist im Vergleich zu heutigen Kraftwerken hocheffizient, extrem sauber, liefert dem Endverbraucher kostengünstiger Wärme und Strom und ist auch mit regenerativen Energieträgern betreibbar.

Hier wird nun die SUNMACHINE-Energiestation folgenden anderen Systemen gegenübergestellt:

a) konventionelle Stromerzeugung im Kraftwerk und konventionelle Wärmeerzeugung im Hausheizkessel,

b) Kraft-Wärme-Kopplung mit Verbrennungsmotor-Blockheizkraftwerken (BHKW) und

c) Brennstoffzellen-Blockheizkraftwerken und den sich in Entwicklung befindlichen Brennstoffzellen-Heizgeräten.


Gesamtwirkungsgrad (Brennstoffausnutzung)

Nr. 1 SUNMACHINE: 105% 0)
Nr. 2 Motor-BHKW: 87%
1)
Nr. 3 Brennstoffzelle: ca. 80%
2) 3)
Nr. 4 Kraftwerk + Heizkessel: 55%
1)


Primärenergieverbrauch

Nr. 1 SUNMACHINE: 31800 kWh/Jahr
4)
        = 53% = 1 Einheit
Nr. 2 Motor-BHKW: 38400 kWh/Jahr
4)
        = 64% = 1,2 Einheiten
Nr. 3 Brennstoffzelle: 40800 kWh/Jahr
4)
        = 68% = 1,3 Einheiten
Nr. 4 Kraftwerk + Heizkessel: 60000 kWh/Jahr
4)
        = 100% = 1,9 Einheiten


Kohlendioxidemissionen 5)

Nr. 1 SUNMACHINE: ca. 38%

Nr. 2 Motor-BHKW: 42%
1)
Nr. 3 Brennstoffzelle: ca. 45%

Nr. 4 Kraftwerk + Heizkessel: 100%



Schadstoffemissionen CO, NOx zusammen

Nr. 1 SUNMACHINE: 0,43 kg/Jahr
4)
        ca. 10 mg/m³
Nr. 2 Brennstoffzelle: 0,56 kg/Jahr
4)
        ca. 10 mg/m³
3)
Nr. 3 Kraftwerk + Heizkessel: 18 kg/Jahr
4)
        ca. 180 mg/m³
7)
Nr. 4 Motor-BHKW: 20 kg/Jahr
4)
        ca. 400 mg/m³
6)


Möglichkeit der Nutzung verschiedener gasformiger, flüssiger, fester, fossiler und regenerativer Brennstoffe

Nr. 1 SUNMACHINE: Alle Brennstoffe möglich
        und außerdem direkte Sonnenstrahlung.
Nr. 2 Kraftwerk + Heizkessel: Alle Brennstoffe
        möglich.

Nr. 3 Motor-BHKW: Stark eingeschränkt. Nur einige
        gasförmige und flüssige Brennstoffe möglich.
Nr. 4 Brennstoffzelle: Nur Wasserstoff möglich,
        der erst aus Erdgas hergestellt werden muß.


Anzahl der Einzelteile

Nr. 1 SUNMACHINE: Stirlingmotor hat sehr wenig
        Teile. SUNMACHINE-Teilezahl insgesamt:
        ca. 1000.
Nr. 2 Motor-BHKW: Verbrennungsmotor hat mehr
        Teile als Stirlingmotor.
Nr. 3 Brennstoffzelle: mit Gaswäscher und
        Reformer ist komplex (ca. 5000 Teile).
Nr. 4 Kraftwerk + Heizkessel: Angabe der Teilezahl
        nicht möglich (Kraftwerk hochkomplex).


Wartungsaufwand

Nr. 1 SUNMACHINE: Motor jahrelang wartungsfrei
        (bis 80000 Betriebsstunden).
Nr. 2 Brennstoffzelle: Hoher Wartungsaufwand
        in Cellstack und Reformer. Viele sicherheits-
        relevante Bauteile.
Nr. 3 Motor-BHKW: Hoher Wartungsaufwand
        (Ölwechsel, Zündkerzenwechsel, etc., alle
        3-5tausend Stunden.
Nr. 4 Kraftwerk + Heizkessel: Hoher Wartungs-
        aufwand im Kraftwerk.


Gesamtkosten pro Jahr für Wärme und Strom 4)

Nr. 1 SUNMACHINE: ca. 1000 Euro/Jahr
8)
Nr. 2 Kraftwerk + Heizkessel: ca. 1500 Euro/Jahr
8)
Nr. 3 Motor-BHKW: Als Blockheizkraftwerk ähnlich
        wie Nr. 2. Kleinst-BHKW für Einfamilien-
        häuser ist nicht auf dem Markt.
Nr. 4 Brennstoffzelle: Die einzige Anlage auf dem
        Markt ist nicht wirtschaftlich, da Wärme und
        Strom doppelt so teuer sind, als konventionell
        erzeugt.
9)


Anmerkungen:


0) SUNMACHINE ist Brennwerttechnik mit Stromerzeugung: Wirkungsgrad größer 100% durch Kondensation des Wasserdampfs im Abgas.

1) ASUE Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlichen Energieverbrauch e.V. Kaiserslautern: Heizsysteme im Vergleich, Kraft Wärmekopplung mit Erdgas, Haustechnik 2000, BHKW-Grundlagen.

2) Technische Universität München: Simulation von Brennstoffzellen-Blockheizkraftwerken zur Kosten-und Potentialanalyse.

3) HGC - Hamburg Gas Consult: Die Polymer Elektrolyt Membran Brennstofzelle PEFC in der Hausenergieversorgung.

4) Bezogen auf ein Wohnhaus mit einem DIN-Wärmebedarf von 20 kW, 40000 kWh Wärme, 3000 kWh Strom.

5) Bei Betrieb mit Erdgas im Vergleich zu dem heute üblichen Brennstoffmix der Kraftwerke und Heizkessel (=100%).

6) Mit 3-Wege-Katalysator. Neben dem CO und dem NOx emittiert das Motor-BHKW noch ca. 1100 mg/m³ Kohlenwasserstoffe HC und NMHC, siehe 1) Haustechnik 2000.

7) Üblicher Brennstoffmix der Kraftwerke. Zum Vergleich: TA-Luft für gasförmige Brennstoffe: 200 mg/m³.

8) SUNMACHINE-Brennstoffkosten (Erdgas):
4 Cent/kWh, Strombezug: 13,5 Cent/kWh, Stromexport: 7 Cent/kWh. Rechnet man Fördermittel und mögliche Einkommenssteuerersparnis mit ein, liegen die Gesamtkosten für Wärme und Strom noch erheblich niedriger bzw. es können durch den Stromverkauf sogar Gewinne erzielt werden, insbesondere bei Einsatz regenerativer Brennstoffe.

9) ONSI PC 25C, Bericht der ASUE über den Preis der deutschen Gaswirtschaft, Brennstoffzellen-Heizkraftwerk in Saarbrücken-Nachtweide.
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