Wärmepumpen, Brennstoffzelle und BHKW

Wärmepumpe gibt es gasbetrieben oder mit elektrischem Kompressor. Insofern ist der Energieträger definiert. Der entscheidende Vorteil ist die ganzjährige Nutzung von Umweltwärme, welches bei Anlagen die Energie der Sonne nutzen, nur am Tage möglich ist und bei moderaten Sonnenstand. Wärmepumpen können ca. 70% Umweltwärme in Heizenergie umwandeln. Die Effizienz wird über die Leistungszahl oder den COP angegeben und erreichen Werte von 3,5 bei Luft/Wasser Wärmepumpen und bis zu 5 bei Erdreich oder Wasser/Wasser Wärmepumpen.

Der Kompressor ist dabei das Herzstück, er komprimiert ein Kältemittel und erhöht dabei die Temperatur auf den Nutzwärmebereich der für die Heizung erforderlich ist, maximal 70°C. Je höher die Temperatur, umso schlechter die Leistungszahl, oder genauer gesagt, je größer die Temperaturspreizung zwischen Wärmequelle und Vorlauftemperatur, umso schlechter der Wirkungsgrad.

Die Brennstoffzelle erzeugt aus Wasserstoff Strom und Wärme. Derzeit verfügbare Systeme verschiedener Hersteller nutzen den im Erdgas verfügbaren Wasserstoff im Methan. Die Brennstoffzelle arbeitet nicht so modulierend wie wir unseren Strom im Gebäude benötigen, sondern eher permanent und gibt die als Nebenprodukt erzeugte Wärme an einen Speicher ab. Ich kenne derzeit Systeme mit einer elektrischen Leistung ab 300 W bis 1500 W. Dabei wird Wärme zwischen 450 bis 650 W abgegeben. Der überschüssige Strom wird in das Netz eingespeist oder über Batterie bzw. E-Auto gepuffert.

Die meisten Hersteller bieten die Brennstoffzellen als Kombination mit einem Spitzenlastkessel oder Therme an.

Brennstoffzellensysteme werden mit einem gesonderten Zuschussprogramm der KfW gefördert (www.kfw.de/433) 

Ein BHKW, ausgesprochen Blockheizkraftwerk, treibt mit einem Motor einen Generator an, der Strom produziert. Die dabei entstehende Abwärme wird für die Beheizung und Warmwasserbereitung genutzt. Um ein BHKW wirtschaftlich betreiben zu können sollte dieses so lange wie möglich im Betrieb sein, was wiederum voraussetzt, das im Sommer die Wärme genutzt wird. Das lasst am besten durch eine Warmwasserbereitung bewerkstelligen, welche vorrangig im Wohngebäudebereich vorkommt. Der Energieträger ist Gas. Die kleinsten BHKW liefern 0,6 - 1 kW elektrischen Strom, bei einer Wärmeabgabe von  3,6 - 5,3 kW. Aufgrund der hohen Wärme ist der Einsatz im Mehrfamilienhaus durchaus sinnvoll.