Zeitschrift EE

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2003-03: Bioenergie

Biomasse Kleinanlagen

Quelle:Regionalenergie Stmk.
Die Alternative "Energie aus Holz" bietet sich in Österreich besonders an, denn mit 47% Waldanteil an der Gesamtfläche weist die Alpenrepublik europaweit eine der höchsten Bewaldungsdichten auf.

Planung und Betrieb von Biomassekleinanlagen

Von Herbert Lammer und Robert Glettler*

Trotz der vielfältigen Vorteile, die das Holz bietet, wird derzeit nur ein Bruchteil dieser heimischen Energiequelle genutzt. Um den weiteren Ausbau der Nutzung zu forcieren, bedarf es vieler Anlagen mit zufriedenen Betreibern. Da jede Heizungsanlage nur so gut ist wie die Planung, sollte einiges beachtet werden.

Grundsätzlich muss geklärt werden, wie hoch der Arbeitsaufwand mit der Brennstoffmanipulation und der Kesselanlage jetzt und in Zukunft sein darf. Bei automatischen Feuerungen wird der höchste Komfort durch die automatische Brennstoffzufuhr und Reinigungseinrichtungen erzielt. Bei Scheitholzkesseln kann durch eine entsprechende Pufferauswahl in Kombination mit einer teilsolaren Raumheizung der Bedienungsaufwand gering gehalten werden. Vor jedem Kauf sollten Referenzanlagen von der jeweiligen Firma besichtigt und mit den Betreibern über deren Erfahrung gesprochen werden.

Pelletsanlagen

Durch die Kesselregelung wird der für die geforderte Heizlast benötigte Brennstoff dem Feuerraum zugeführt. Die Verbrennung der Holzpellets erfolgt unter getrennter Zufuhr von Primär- und Sekundärluft, wobei eine ausreichende Verweilzeit der brennbaren Gase in einer heißen Brennzone gewährleistet sein muss. Der aufgesetzte Kessel dient als Wärmetauscher und Flugaschenabscheider. Durch die kontinuierliche Brennstoffzulieferung ist ein gleichbleibend guter Wirkungsgrad gewährleistet und eine gute Anpassung (bis 30% der Nennlast) des Verbrennungsprozesses an den tatsächlichen Wärmebedarf möglich, wobei die minimale Leistung feuerungstechnisch derzeit mit ca. 3 kW begrenzt ist.

Abbildung 1: Jährlicher Holzzuwachs in Österreich

Hackgutfeuerungen

Ab einer Leistung von ca. 25 kW ist dieser Anlagentyp aufgrund des billigen Brennstoffes die wirtschaftlichste Heizung auf dem Markt. Wobei zwei Bauarten angeboten werden: Die Einschubfeuerung, bei der das Hackgut auf einem Brennrost unter Zuführung von Primärluft und vorgewärmter Sekundärluft verbrennt sowie die Unterschub- bzw. Retortenfeuerung. Beide Verbrennungssysteme sind für Feinhackgut (bis 35 mm) mit maximal 35% Wassergehalt geeignet.

Scheitholzfeuerungen

Der Naturzugkessel wurde in den letzten Jahren vom gebläseunterstützten Kessel verdrängt. Durch die geregelte Luftführung und die Trennung zwischen Primär- und Sekundärverbrennung können geringe Emissionen und hohe Wirkungsgrade erzielt werden. Durch den unteren Abbrand werden große Füllräume mit sehr langen Durchheizzeiten (bei Volllast bis acht Stunden, bei Teillast bis ca. 20 Stunden) möglich. Die neuen Regelungen arbeiten mit Mikroprozessortechnik, LCD-Displays mit Klartextanzeige und Lambdasonde. Die witterungsgeführten Heizkreise, die Boiler- und Pufferladung und eventuell ein Solarkreis können mitgeregelt werden.

Mikronetze

Mit den immer niedrigeren Heizlasten, den kleineren Baugrundstücken und dem Wohnbau in Gruppe sollte die Möglichkeit einer zentralen Biomassefeuerung (Mikronetz) geprüft werden. Die Erstinvestition liegt bereits meist unter den Investitionen für Einzelanlagen, zusätzlich ergibt sich auch im laufenden Betrieb gerade bei Hackgutfeuerungen aufgrund des günstigen Brennstoffes und der niedrigeren Service- und Instandsetzungskosten ein entscheidender Kostenvorteil.

Aufstellungsort

Die räumlichen Einbaumöglichkeiten (Heizraumgröße, Bunkergröße, Stiegen- und Türbreiten beachten) müssen in jedem Fall genau geprüft werden, um eine optimale Lösung zu erhalten. Im Aufstellungsraum ist auf einen einfachen Zugang zu den Befüll- und Reinigungsöffnungen und den Aschenbehälter zu achten. Bei sehr beengten Platzverhältnissen bzw. feuchten Kellern kann ein Pelletserdtank zum Einsatz kommen.

Optimalbetrieb

Der Optimalbetrieb ist nur dann sichergestellt, wenn die Kesselleistung an die Gebäudeheizlast angepasst wurde und die hydraulische Einbindung den Herstellerangaben entspricht. Durch den modulierenden Betrieb bei Pellets- und Hackgutfeuerungen ist ein gleichbleibend guter Wirkungsgrad gewährleistet und eine gute Anpassung (bis 30% der Nennlast) des Verbrennungsprozesses an den tatsächlichen Wärmebedarf möglich.
Die Installation eines Pufferspeichers ist bei einem Scheitholzkessel in jedem Fall empfehlenswert, da der Wärmebedarf im Verlauf einer Heizperiode von 15-100% der errechneten Heizlast schwankt. Bei niedrigen Heizlasten < 6 kW ist auch bei Pelletsanlagen ein Pufferspeicher (ca. 500-800 l) zu empfehlen, um die häufigen Brennerstart- bzw. Gluterhaltungsphasen zu vermeiden.
Stückholz- und Hackgutfeuerungen müssen unbedingt mit einer Rücklaufanhebung ausgestattet werden, welche die Kesselrücklauftemperatur auf über 60°C hält und damit die Schwitzwasserkorrosion minimiert. Bei Pelletsfeuerungen ist meist die Rücklaufanhebung im Kessel integriert, dies erlaubt eine gleitende Kesseltemperatur.

Brennstoffeinlagerung

Bei Hackgut wird häufig ein Liefervertrag mit örtlichen Bauern abgeschlossen bzw. wird der Lagerraum bei mehr als 20 kW Leistung mehrmals in der Heizsaison befüllt, um die Lagererrichtungskosten gering zu halten. Scheitholz wird über Abwurfschächte oder ebenerdig mittels Transportwagen angeliefert. Bei Hackgut als Brennstoff sollte der Lagerraum nach Möglichkeit so gestaltet werden, dass das Hackgut abgekippt werden kann. Ansonsten müssen Befüllschnecken, Förderbänder oder Gebläse eingesetzt werden. Pellets werden bei Kleinstmengen als Sackware geliefert. Ab ca. 1.000 kg erfolgt die Lieferung mittels Pelletspumpwagen, wobei eine entsprechende Zufahrt (Entfernung LKW - Lagerraum max. 30 Meter) vorhanden sein muss. Lagerraumgrößen sind in Tabelle 1 angegeben.
Eine umfassende Einschulung bei der Erstinbetriebnahme muss durch einen geschulten Monteur erfolgen, um Bedienungsfehler möglichst auszuschließen. Für eine lange Lebensdauer der Kesselanlage sind ein entsprechender Wartungsvertrag und ein hochwertiger, normgerechter Brennstoff Grundvoraussetzung.

Scheitholz Hartholz: ca. 1,7 m³/kW
Weichholz: ca. 2,4 m³/kW
Pellets ca. 0,9 m³/kW
Hackgut ca. 3,7 m³/kW

 

Tabelle 1: Lagerraumgröße in m³ pro kW Heizlast für eine Heizsaison mit 50%iger Reserve

Weitere Informationen

Weitere Ausführungen entnehmen Sie bitte den praktischen Ratgebern "Automatische Holzfeuerungen" und "Scheitholzgebläsekessel", sowie dem Infopaket "Der Landwirt als Wärmeverkäufer", welche bei der

Regionalenergie Steiermark,
Florianigasse 9,
8160 Weiz,
Tel. 03172/30321-0,
Fax 03172/30321-4,
http://www.holzenergie.net,
erhältlich sind.

Abbildung 2: Hackgutfeuerung (KWB)

*) Ing. Herbert Lammer ist Geschäftsführer und Ing. Robert Glettler ist Projektleiter der Regionalenergie Steiermark in Weiz, www.holzenergie.net, This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. [^]

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