Stadt Tirschenreuth Integriertes Wärmenutzungskonzept für die ...

Integriertes Wärmenutzungskonzept Stadt Tirschenreuth
Aufgrund verschiedener Schwierigkeiten bei der technischen Umsetzung konnten sich die Stirling
Motoren bisher nicht auf dem Markt durchsetzen.
- Aufgrund der niedrigen Wirkungsgrade sind Stirling-Motoren keine echte Alternative zu
konventionellen Verbrennungsmotoren.
- Hohe Verschmutzungsanfälligkeit der Wärmetauscherflächen, da diese zumeist im direkten
Abgasstrom des jeweiligen Verbrennungsprozesses integriert sind.
- Der geschlossene Kreislauf stellt hohe Anforderungen an einzelne Bauteile (z.B.
Dichtungen).
- Wenn bei kleiner Baugröße und geringem Gewicht hohe Leistungen erzielt werden sollen, ist
dies nur mit hohen Drücken und Temperaturen erreichbar.
Holzvergasung Gasmotor
Bei der Holzvergasung wird mittels einer unterstöchiometrischen Verbrennung aus Holz durch
Teilverbrennung unter Luftmangel ein brennbares Gas erzeugt. Die erzeugten Produkte sind
abhängig vom eingesetzten Brennstoff (Holzart) sowie der Erhitzungsmethode.
Insbesondere während der Kriegs- und darauf folgenden Krisenzeiten wurde mit diesem
Verfahren experimentiert. So wurden z.B. Fahrzeuge mit improvisierten Holzvergasern
ausgestattet und das so erzeugte Gas als Brennstoff in den Verbrennungsmotoren genutzt.
In so genannten Holzvergaser-Heizkesseln wird mittels einer zweistufigen Verbrennung
Wärmeenergie erzeugt. Im ersten Kessel wird das Holz zu Gas umgewandelt, welches in einer
weiteren Verbrennung mit hohem Wirkungsgrad Wärmeenergie zu Heizzwecken produziert.
Aktuell werden verschiedene Vergasungstechnologien zur Gewinnung des brennbaren
Holzgases angewandt:
- Festbettvergasung im Gegenstrom- und Gleichstromverfahren
- Wirbelschichtvergasung
- Allotherme Vergasung
Die größten Probleme bei der Entwicklung der Holzvergasertechnologie liegen unter anderem im
Bereich der Steuerung des Vergasungsprozesses. Die Verweildauer des Gases sowie
Temperaturschwankungen im Brennraum wirken sich negativ auf die Zusammensetzung des
Gases aus. Die Bildung von Teer sowie kondensierbarer Kohlenwasserstoffe führen zu hohem
Verschleiß der Bauteile. Die Reinigung des Holzgases ist nur mit sehr großem technischem
Aufwand möglich. Ein weiteres Problem stellt vor allem bei kleinen Systemen die hohe
Gastemperatur bzw. die notwendige Gaskühlung zum Betrieb eines BHKW dar. Die
Zusammensetzung des Holzgases führt zu einer höheren Austauschfrequenz des verwendeten
Motoröls. Da das Holzgas schwerer entzündlich ist als herkömmliches Erdgas sind oftmals auch
stärkere Zündeinheiten notwendig.
Abbildung 32 zeigt exemplarisch ein Ablaufschema der Erzeugung und anschließender
Umwandlung des Holzgases in Strom und Wärme.
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