Wirkungsgrad: Stirling vs Otto bzw. ecopower vs vitotwin

  • Hallo zusammen,


    Als TGA-Fachplaner beschäftige ich mich auch schon etwas länger mit dem Thema BHKW, gerade den EFH Bereich finde ich interessant.


    Aber kommen wir zum Punkt.
    Ich habe für das ecopower 1.0 von vaillant sowie für das Vitotwin 300-w von viessman einen Kostenvergleich aufgestellt.


    Mein Ergebnis, das stirling BHKW war besser.
    Ich weiß natürlich das man das nie pauschal sagen kann, jedoch war ein entscheidender faktor der wirkungsgrad:


    Viessman gibt ihn an mit:



    ■ Stirling Motor: 1 kWel, 5,7 kWth, Gesamtwirkungsgrad 96 % (Hs)/
    107 % (Hi).
    ■ Gesamtgerät: 3,6 bis 26 kW, Gesamtwirkungsgrad 97 % (Hs)/
    108 % (Hi).


    ziemlich gut wie ich finde.


    Beim Vaillant bhkw ist er mit insgesamt 92% angegeben.. allerdings bezogen auf den Heizwert das wären 92/1,11 = 83% bezogen auf den brennwert
    im vergleich zu 97% beim stirling.


    natürlich ist der elektrische wirkungsgerad besser, jedoch geht bei den otto motoren recht viel energie verloren..
    hinzu kommen die höhren wartungskosten


    ich habe diesbezüglich 2 pdfs erstellt..
    diese können gerne zerpfückt werden :)


    Zugrundegelegt wurde ein gebäude mit 40.000kwh energieverbrauch pro jahr.



    Gruß

  • Hallo,
    dann mach ich mal der erste.
    Ich vermisse bei dieser Kalkulation den gesammten Stromverbrauch für das Gebäude.
    Im Grundsatz ist der ECO-Power zu klein und der Stirling leicht zu groß.
    Laufzeiten bei den ECO-müßten länger sein als gerechnet.
    Gruß
    Pfleger

  • Ich hatte 5.000kwh strom angesetzt.


    Aber prinzipiell kann man den stirling doch vom wirkungsgrad mit einem brennwertkessel vergleichen. Der nebenbei halt noch etwas strom produziert, klar nicht soviel wie ein ottomotor..

  • Aber prinzipiell kann man den stirling doch vom wirkungsgrad mit einem brennwertkessel vergleichen.

    Genau das ist die Frage, der Stirling arbeitet mit 5°K Differenztemperatur auf den Puffer - wenn ich richtig im Bilde bin. Wie hoch ist die Soll-Temperatur Puffer Oben, wie hoch mus demnach die RL Temperatur sein,welchen Brennwerteffekt gibt es bei dieser Temperatur noch ??


    Auf dem Papier ist alles schön aber die Wirklichkeit schaut meist anders aus!!


    mfg

  • Gut das ist klar... der puffer wird geladen und solange man eine gute schichtung hat und es unten noch kalt ist, ist der Rücklauf wahrscheinlich auch kühl genug.. wenn der puffer allerdings langsam "voll" bzw aufgeheizt ist wird es unten auch warm und der Rücklauf ist somit wärmer..


    Das man nicht immer die angegebenen wirkungsgerade erreicht ist klar.. aber um zu kalkulieren muss man ja von irgendwas ausgehen..




    ich hatte neulich auch mal eine Untersuchung gelesen von.. 50 verschiedenen brennwertkesseln..


    im schnitt kamen die auf 90% wirkungsgerad statt den meist angegebenen 98%...


    ich denke bei jedem gerät gibt es einen gewissen unterschied zwischen Theorie und Praxis.

  • um das thema nochmal zu pushen..


    gibt es denn sonstige erfahrungswerte von leuten die einen stirling oder einen ecopower betreiben was den wirkungsgrad angeht?


    ich habe eben einen test von stifung warentest gelesen da hatte der stirling der wispergen nur 92% nutzungsgrad und der ecopower1.0 93%.. wo die werte her kommen steht da aber nicht..


    woher hast du denn die info mit den 5K temperaturdifferenz?


    vlt noch was interessantes siehe anhang

  • Genau das ist die Frage, der Stirling arbeitet mit 5°K Differenztemperatur auf den Puffer - wenn ich richtig im Bilde bin. Wie hoch ist die Soll-Temperatur Puffer Oben, wie hoch mus demnach die RL Temperatur sein,welchen Brennwerteffekt gibt es bei dieser Temperatur noch ??

    alikante, Du hast grundsätzlich natürlich recht: Der Wirkungsgrad fällt mit steigender Rücklauftemperatur. Wenn ich die technischen Daten meines Vitotwin richtig lese, dann gelten die angegebenen Wirkungsgrade (96% Stirling, 98% Gastherme) für eine Rücklauftemperatur von 30°C. Nimmt man an, dass der Brennwert-Effekt ca. 10 Prozentpunkte beträgt und bei Erreichen der Taupunkt-Temperatur im Kondensator (57°C) weitgehend weg ist (ein bisschen was bleibt wohl noch übrig wegen der Zuluft-Vorwärmung), dann kann man abschätzen, dass der Wirkungsgrad für jede 5 K höhere Rücklauftemperatur um etwa 2 Prozent zurückgeht. Die besagten 30°C Rücklauftemperatur wird man wohl nur in einem Haus mit Fußboden- oder Wandheizung schaffen. Bei allen anderen ist der Wirkungsgrad schlechter.


    Die Angabe mit den 5 K Differenztemperatur zum Puffer ist dagegen so nicht richtig, jedenfalls nicht, wenn man die von Viessmann empfohlene Konfiguration 1 einsetzt. Da geht das im Kessel erhitzte Vorlaufwasser direkt ohne weiteren Wärmetauscher in den Pufferspeicher. Das Rücklaufwasser wird im Puffer ganz unten abgezogen, so dass der Zulauf zum Vitotwin immer von der kältesten Stelle des Puffers kommt. Nach unseren Erfahrungen steigt die Temperatur dort so gut wie nie über die des Heizkreis-Rücklaufs an. Ausnahmen gibt es nur, wenn man (z.B. bei der TWW-Bereitung mit Stirling oder durch exzessives Nutzen der Stromanforderungsfunktion in der Übergangszeit) den Puffer kragenvoll auflädt. Das sind aber nur ein oder zwei Prozent der Betriebsstunden. Ich halte es daher für zulässig, die mittlere Rücklauftemperatur für den Wirkungsgrad der Vitotwin aus der im Haus vorhandenen Rücklauf-Heizkurve zu errechnen. In der Realität reicht es wahrscheinlich, wenn man dafür einfach die mittlere Rücklauftemperatur ansetzt, die sich bei Außentemperaturen zwischen Null und -5 Grad Celsius einstellt.


    Ein paar Kommentare zur Wirtschaftlichkeitsrechnung:


    • Die Kosten für den Gasanschluss erscheinen mir mit 1.600 EUR zu niedrig. Bei uns kostet das als Standardsatz z.B. EUR 2.300 zuzügl. MWSt. Andererseits sollte man diese Kosten m.E. bei der Wirtschaftlichkeitsrechnung überhaupt weglassen: Vergleicht man wie hier gasbetriebene Systeme untereinander, ist es sowieso egal, und wenn man eine Nachsteuerrechnung will, schafft das unnötige Komplikationen.
    • Bei den angenommenen 40.000 kWh Wärmebedarf darf man, glaube ich, für das Vitotwin locker 4.500 Betriebsstunden ansetzen. Unser Vitotwin hat jedenfalls in diesem Winter (d.h. von September 2012 bis einschließlich diese Woche) ca. 33.500 kWh Wärme für Heizung und TWW abgegeben. Dabei sind 4.315 Stirling-Betriebsstunden angefallen. Der Stirling-Anteil an der gesamten Wärmelieferung lag dementsprechend bei ca. 74% (nicht wie in der Rechnung bei ca. 54%).
    • Die angesetzten 60% Strom Eigennutzung bei 3.500 kWh Erzeugung und 5.000 kWh Gesamtverbrauch halte ich für optimistisch. Wir verbrauchen für zwei Familien 8.000 kWh Strom im Jahr und konnten dennoch von den angebotenen 3.825 kWh (wg. zeitw. Leistungsabfall, siehe anderen Thread) nur 73% nutzen. Bei höheren Laufzeiten würde ich maximal mit 50% Eigennutzung rechnen.
    • Zum Wirkungsgrad siehe oben. 97% für den reinen BHKW-Betrieb sind jedenfalls zu optimistisch, selbst die Theorie sagt nur 96% voraus - und dafür darf die Rücklauftemperatur nie über 30°C ansteigen.

    Viessmann Vitotwin 300-W (1 kWel, 6 kWth) seit 2012

    PV-Anlage 8,45 kWp (65 x Solarworld SW 130poly Ost/Süd/West, SMA 5000 TL und 3000) seit 2010

    Solarthermie 14 qm Flachkollektoren seit 2004 (Vorgänger 8 qm 1979-2003)

  • Danke fuer die angaben..
    Der gas anschluss taucht deshalb auf wenn man mit einer waermepumpe vergleichen moechte, wo man keinen braucht.


    Was den wirkungsgrad angeht.. Das klingt doch ganz.. Ich hatte zuletzt immer mit 93-94 % gerechnet und fuer das brennwert geraet auch 95% ich denke mehr ist in der realitaet nicht machbar.