Die weltweit erste Pelletheizung mit Stirlingmotor wurde jetzt an der Neubergschule installiert. Diese innovative Energietechnik wird in Neckarsulm für die Serienreife getestet.
Die ökologische Modellstadt Neckarsulm gehört erneut zu den Protagonisten einer innovativen, CO2-neutralen und damit klimafreundlichen Energietechnik. Im Rahmen des EU-Förderprogramms „Concerto“ hat die Stadt an der Neubergschule eine neue Heizung in Betrieb genommen, die nicht nur umweltfreundlich mit Holzpellets befeuert wird, sondern obendrein noch Ökostrom produziert. Die Kombination von Strom- und Wärmelieferanten, die sich rein aus erneuerbaren Energien speisen, ist ein Modellverfahren der Hoval GmbH. An der Neubergschule betreibt die Deutschlandtochter des Heizkesselherstellers ein Mini-Blockheizkraftwerk auf Basis einer Holzpellet-Kesselanlage mit Stirling-Motor. In dieser Kombination gilt die Anlage von Hoval in Fachkreisen als weltweit erste dieser Art im Praxisbetrieb. Damit wird an der Neubergschule in Neckarsulm eine moderne Haustechnik zur Serienreife gebracht, die weltweit zum Verkaufsschlager werden könnte.
Die Möglichkeit, umweltfreundlich mit Holz zu heizen und dabei gleichzeitig Strom zu erzeugen, der ins Netz eingespeist und nach dem Erneuerbare Energien Gesetz vergütet wird, macht den visionären Charme des neuen Verfahrens aus. Als Grundlage dient die inzwischen bekannte Holzpellet-Heizung, die auch bei privaten Hausbesitzern immer beliebter wird. Sie benötigt keine fossilen Brennstoffe mehr, sondern wird mit einem reinen Naturprodukt, den aus Holzabfällen gepressten Pellets, betrieben. In der Neckarsulmer Neubergschule sind zwei Pellet-Heizkessel mit einer Leistung von insgesamt 140 Kilowatt im Einsatz. Die Tandemanlage ermöglicht nicht nur mehr Leistung. Sie sorgt auch für eine erhöhte Betriebssicherheit und schont zudem die Umwelt. Laut Angaben des Herstellers können durch die neue Heizanlage pro Jahr etwa 64 Tonnen Kohlendioxid vermieden werden. Die durch das Verbrennen der Pellets erzeugte Wärme wird in zwei Pufferspeicher mit jeweils 750 Liter Volumen eingespeist. Von dort wird die Wärme je nach Bedarf an das Grundschulgebäude und das mitangeschlossene Gebäude der Kernzeitenbetreuung verteilt.
Ökostrom aus dem Biomasse-Heizkessel
Die Biowärme dient aber nicht nur zum Heizen. Sie setzt auch den Stirlingmotor in Gang, der an den Grundlastkessel angekoppelt ist. Mit Hilfe des Motors wird eine Kurbelwelle angetrieben und Strom über einen Generator erzeugt. Obwohl der Stirling-Motor im Prinzip wie ein herkömmlicher Verbrennungsmotor funktioniert, kommt auch diese Maschine ganz ohne fossilen Brennstoff aus. Die Kolben im Innern werden durch ein Arbeitsgas, nämlich Stickstoff, in Bewegung gehalten. In dem geschlossenen, gas- und druckdichten System wird das Arbeitsgas durch einen Verdrängerkolben zwischen zwei Arbeitsräumen hin und hergeschoben. Die erste Kammer wird über einen Erhitzerkopf von der waagerecht brennenden Flamme aus dem Biomassekessel erwärmt, so dass sich das Gas ausdehnt und den Kolben verdrängt. Durch den Regenerator, einen mit Stahlwolle gefüllten Durchlass, gelangt das Gas in die zweite Kammer, die mit Wasser gekühlt wird. Hier kühlt das Gas ab, wird durch die Kolbenbewegung zurück in die heiße Kammer gepresst und dehnt sich dort durch die Hitze wieder aus. Dieser Prozess läuft rasend schnell ab. Der Stickstoff ändert seinen Betriebszustand etwa 13-mal in der Sekunde. Die so gewonnene mechanische Energie überträgt sich auf die Kurbelwelle. Damit erreicht die Maschine eine Arbeitsdrehzahl von 770 Umdrehungen pro Minute.
Mit Hilfe dieses Verfahrens kann Strom gewissermaßen als Nebenprodukt gewonnen werden, und zwar durch die Verbindung zweier Standardprodukte in Modulform. Sollte der Stirlingmotor einmal ausfallen, kann die Öffnung für den Tauscherkopf am Kessel mit einer einfachen Platte verschlossen werden. So kann die Heizanlage auch ohne Stromgewinnung weiter laufen. Zurzeit ist an der Neubergschule ein Einzylinder-Stirlingmotor mit einer Leistung von maximal einem Kilowatt in Betrieb. Dieser soll im Herbst 2008 gegen einen Drei-Kilowatt-Motor ausgetauscht werden. Damit kann das Modell-BHKW an der Neuberschule dreimal so viel Strom produzieren. Der Drei-KW-Stirlingmotor wird zurzeit im Hovalwerk in Vaduz (Liechtenstein) vorgetestet und dann als Weltpremiere in Neckarsulm installiert, wie Diplom-Ingenieur (FH) Daniel Hegele vom Geschäftsbereich Heiztechnik des Unternehmens berichtet. „Damit kommen wir der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens einen entscheidenden Schritt näher“, so Hegele. Daher freut sich der Diplom-Ingenieur über die „tolle Möglichkeit“, in Neckarsulm wertvolle Erfahrungen zu sammeln. Und die Stadt freut sich, für die im Zuge der PCB-Sanierung ohnehin zu erneuernde Heizungsanlage eine zukunftsweisende Alternative gefunden zu haben, die der ökologischen Energieerzeugung neue Perspektiven eröffnet.
Weitere Informationen unter www.neckarsulm.de Ansprechpartner Andreas Bracht Andreas.Bracht@Neckarsulm.de
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