Stirling
Dänischer Biostirling
(7. Juli 2009) Die RWE-Regenerativtochter RWE Innogy GmbH, Essen, erwirbt eine Minderheitsbeteiligung an Stirling DK ApS, einem dänischen Hersteller dezentraler KWK-Systeme, die erstmals feste Biomasse auf der Basis des Stirlingmotors zur Energiegewinnung nutzen.
Die Anlagentechnik basiert auf einem Motor mit 35 kW, dem Wärme aus einer externen Brennkammer zugeführt wird. Hierzu wird ein speziell auf die Verbrennung von fester Biomasse ausgelegter Wärmetauscher angewandt.
Eine aufwändige Brennstoffaufbereitung oder fossile Brennstoffe sind nicht erforderlich. Erste Anlagen sind in Deutschland bereits installiert, z. B. bei einem Stadtwerk und in einem Krankenhaus.
Das erste Pellet betriebene Blockheizkraftwerk für Einfamilienhäuser
Pelletstirling: Sunmachine und KBW
(9. Mai 2006, überarbeitet) Das erste Pellet betriebene Blockheizkraftwerk für Einfamilienhäuser wird seit März 2006 in Nürnberg produziert. Es soll im kommenden Jahr in Serie gehen.
Die kleine Maschine (80 x 120 x 150 cm) hat eine Wärmeleistung von 4,5 - 10,5 kW und eine elektrische Leistung von 1,5 - 3 kW. Der elektrische Wirkungsgrad liegt bei 25%, der thermische bei 70%. Daraus ergibt sich ein Gesamtwirkungsgrag von 90%. Sie knattert mit ca. 48 dB vor sich hin.
Die Sunmachine ist das erste BHKW seiner Art. Betrieben wird diese Heizung mit handelsüblichen Pellets. Die Besonderheit bei dieser Maschine ist der eigens entwickelte Stirlingmotor. Der integrierte Generator liefert, sobald der Motor sich in Bewegung setzt bis zu drei kW einspeisefähigen Strom. Über die im EEG garantierte Vergütung erhält der Betreiber nach Herstellerangaben bei einem Euro Pelleteinsatz ca. 1,30 € Einspeisevergütung zurück. Weitere Informationen unter www.sunmachine.com
Eine Maschinenfabrik KBW in Graz hofft auf die Marktreife ihre Pelletstirlings bis 2007/2008. Für den kommenden Winter ist ein Feldtest in Kleinstserie geplant. Man will nur Serienteile aus der KFZ-Fertigung verwenden und auf Kosten von rund 5.000 Euro für das Stirling-Modul ohne Heizung kommen.
Weitere Informationen unter www.stirlingpowermodule.com.
Stirling-Experten optimistisch
Stirlingmaschinen sind Motoren, die Wärme in Bewegung umwandeln. Im abgeschlossenen System wird ein Arbeitsmedium von außen erwärmt, verrichtet durch die Ausdehnung Arbeit und wird anschließend wieder abgekühlt. Die Wärme wird von außen zugeführt, z.B. durch einen Brenner.
(07. Februar 2003) Zur Jahrhundertwende waren Hunderttausende von Stirling-Maschinen überall in der Welt im Einsatz. Sie wurden dann durch die Elektro- und Benzinmotoren völlig verdrängt.
Stirling-Experten optimistisch
Seit einigen Jahren wird an einer Auferstehung der Stirling-Motoren intensiv gearbeitet, um die Vorteile dieser Motoren zu nutzen: Verschleissfreiheit, Langlebigkeit, Laufruhe und Schadstoffarmut.
Bericht von der zehnten Internationalen Stirling-Konferenz in Osnabrück.
Große Marktpotenziale
Eine Studie von Forst & Sullivan macht deutlich, dass die Stirling-Maschine im stationären Betrieb noch vor der Brennstoffzelle in den Markt eingeführt werden kann.
Sie kann hier kurz-, bzw. mittelfristig auch Anwendungsbereiche abdecken, bei denen die Brennstoffzelle nicht einsetzbar ist, also z.B. bei der Biomassenutzung oder der Abwärmenutzung.
Andere Studien sehen für Kleinst-BHKW einen globalen Markt von jährlich zehn Milliarden US-Dollar und geben der Stirling-Maschine aufgrund ihrer vielseitigen Brennstoffauswahl und den daraus resultierenden Anwendungsbereichen (z.B. Nutzung von Erdgas, Biogas, Abwärme, erneuerbare Energien etc.) große Chancen zum Markteintritt.
Entwicklungen in Japan
In den letzten Jahren ist ein deutlicher Trend zur Entwicklung von Kleinst-BHKW Modulen (micro-cogeneration) zu beobachten. So wurde von Kazuhiro Hamaguchi von der Meisei Universität aus Japan eine Erhebung vorgestellt, die vor allem für die kälteren Regionen des Landes für Kleinst-BHKW für Stirling-Motoren im Leistungsbereich von ein bis zwei Kilowatt elektrischer Leistung einen großen Absatzmarkt verspricht. Die Nutzung der BHKW-Wärme kann dabei neben der Beheizung von Wohngebäuden auch zur Schneeschmelze auf Straßen erfolgen.
Stirling-Maschine von Solo
Aufgrund der im weltweiten Vergleich hohen Stromkosten in Japan ist ein wirtschaftlicher Betrieb des Stirling-BHKWs möglich. Als Brennstoff dient dabei vorzugsweise Kerosin, daswegen der vergleichsweise niedrigen Brennstoffkosten in den kälterenRegionen Japans sehr häufig eingesetzt wird.
Anwendungen für Biomasse-Nutzung
Im Bereich der Biomasse-Anwendungen wurden mehrereMaschinenentwicklungen vorgestellt, die bereits erfolgreiche Labortestsabsolviert haben.
Ein Beispiel ist eine robuste und einfache Stirling-Maschine mit einer elektrischen Leistung von 9 kW, vorgestellt von Henrik Carlsen von der Technischen Universität in Lyngby (Kopenhagen) aus Dänemark. Der Maschinen-Prototyp wird mit Biogasbetrieben und erreicht einen elektrischen Wirkungsgrad von ca. 24 %.
Biomasse kann genutzt werden
Markteinführung durch Solo
Die SOLO Kleinmotoren GmbH , bekannt als Herstellerin robuster undlanglebiger Rasenmäher, hat mit der Markteinführung des Stirling 161BHKWs bereits begonnen (http://www.stirling-engine.de/ ).
Für dieses Jahr sind die Serienfertigung und der Verkauf von 40 BHKW-Modulen für den Betrieb mit Erdgas geplant. Das BHKW-Modul erhielt 2003 vom Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit den Bundespreis für hervorragende innovatorische Leistungen für das Handwerk (mehr) .
Ebenso wird gegenwärtig an der Einrichtung einesNetzwerks zum Service und Verkauf der BHKW-Module gearbeitet.
Die Maschine liefert zwei bis neun Kilowatt elektrisch und 25 Kilowattthermischer Leistung und soll knapp fünfzigtausend Mark kosten.
SOLO arbeitet gegenwärtig an Versuchsprojekten zur Nutzung von Biomasse,sowohl in Verbindung mit Holzfeuerungen als auch mit einemHolzvergaser-Prototyp. Erste verwertbare Ergebnisse dieser Versuchsreihen sind für das Jahr 2002 zu erwarten.
Stirling für die Raumfahrt
Vor allem aus den USA wurden interessante Entwicklungen von Freikolben-Stirling-Maschinen vorgestellt, die zur Bereitstellung elektrischer Energie für Raumfahrzeuge entwickelt wurden. Die NASA arbeitet bereits seit mehr als 25 Jahren an Entwicklungen von Stirling-Maschinen, die zur Stromerzeugung in Raumschiffen und Satelliten eingesetzt werden.
Stirling in der Raumfahrt
Solar-Stirling
Ein weiterer Anwendungsbereich des Stirling-Motors ist die solare Stromerzeugung mit Dish/Stirling-Systemen. Hierzu wurden vier Anlagen aus Deutschland und den USA vorgestellt, die kurz vor der Marktreife stehen.
Solche Anlagen mit einer Leistung zwischen 5 und 25 Kilowatt elektrischer Leistung weisen ein sehr großes Potenzial zur dezentralen Stromerzeugung, z. B. in den Mittelmeerländern oder im Süden der USA auf.
Stirling in U-Booten
Im Themenbereich Fahrzeugantriebe waren vor allem die vorgestellten Anwendungen und Weiterentwicklungen von Stirling-Maschinen in Unterseebooten interessant.
So wurde von Christer Bratt von Kockums AB in Schweden der Stand der Entwicklung der Stirling-Maschine als U-Boot-Antrieb vorgestellt.
Seit 1988 sind bereits 17 Maschinen mit einer Leistung von ca. 75 kW als Antrieb von Unterseebooten eingesetzt.
Heute sind bereits alle schwedischen U-Boote mit dem Stirling-Antriebssystem ausgerüstet, das einen Antrieb unabhängig von der Luftzufuhr ermöglicht.
Stirling in U-Booten