BHKW auslegen: Blockheizkraftwerke dynamisch simulieren
Ein Blockheizkraftwerk (BHKW) erzeugt Strom und Wärme gleichzeitig. Doch wie gross muss es sein, damit es lange und wirtschaftlich läuft? Soll es nach Wärmebedarf, nach Strombedarf oder nach Strompreisen betrieben werden? Und welchen Anteil übernehmen Wärmepumpe und Spitzenlastkessel?
Mit Polysun vergleichen Sie verschiedene Versorgungskonzepte und validieren die Auslegung des BHKW, bevor die erste Komponente bestellt wird. Die Software zeigt, welches Konzept die Wärmeversorgung sicherstellt, Überdimensionierung vermeidet und die tiefsten Lebenszykluskosten erreicht.
Warum BHKW-Konzepte vor dem Bau simulieren?
Bei der Auslegung von BHKW werden oft die Jahresdauerlinie, Volllaststunden-Faustregeln und Sicherheitszuschläge herangezogen. Dabei bleiben Pufferspeicher, Taktverhalten, weitere Wärmeerzeuger und schwankende Strompreise außen vor. Die Folge sind Anlagen, die zu groß sind, zu oft takten oder Strom genau dann erzeugen, wenn er wenig wert ist.
Mit Polysun lassen sich dagegen verschiedene Systemvarianten mit realen Klimadaten, Lastprofilen und Strompreisen validieren. Die Software berechnet für jeden Zeitpunkt des Jahres Betriebsstunden, Starts, Deckungsanteile und Kosten. So wird das passende Konzept früh erkannt und Empfehlungen an Bauherren und Investoren können mit Simulationsergebnissen belegt werden.
Varianten in Stunden statt Wochen vergleichen
Wärmegeführt, stromgeführt oder strompreisgeführt, mit oder ohne Wärmepumpe: Alle Konzepte werden unter denselben Randbedingungen verglichen.
Überdimensionierung vermeiden
Annahmen werden durch eine systembasierte Validierung ersetzt. Die Simulation zeigt, welche BHKW-Leistung und welches Speichervolumen den Bedarf tatsächlich decken.
Strom und Wärme in einer Simulation
Polysun simuliert die Strom- und Wärmeerzeugung gemeinsam und zeigt, wie viel Strom selbst genutzt, eingespeist oder von der Wärmepumpe verbraucht wird.
Welche typischen BHKW-Anwendungen deckt Polysun ab?
Polysun simuliert verschiedene Auslegungsvarianten und vergleicht ihr Betriebsverhalten unter realen Bedingungen. Hierzu werden alle Varianten mit denselben Klimadaten und Lastprofilen berechnet, um einen fairen und nachvollziehbaren Vergleich zu gewährleisten.
- Neue Wohnquartiere: Wie verteilen sich die Lasten zwischen BHKW und Wärmepumpe in einem Quartier mit 50 Wohneinheiten? Die Simulation zeigt die Deckungsanteile beider Erzeuger sowie den Strombedarf, der direkt aus dem BHKW gedeckt wird.
- Nahwärmenetze für Mehrfamilienhäuser: Wie groß müssen BHKW und Pufferspeicher sein, damit das BHKW lange und ohne häufiges Takten läuft? Polysun ermittelt die Betriebsstunden, die Starts pro Jahr und die nötige Speicherkapazität.
- Gewerbe und Einkaufszentren: Wie viel des eigenen Strombedarfs kann ein BHKW decken? Die Simulation zeigt den Eigenverbrauchsanteil und das Zusammenspiel mit einer PV-Anlage.
- Bestandsquartiere und Altbauten: Wie lassen sich hohe Vorlauftemperaturen effizient bereitstellen? Polysun zeigt, wann ein BHKW und wann eine Wärmepumpe die wirtschaftlichere Wahl ist.
Warum legen Kunden BHKW mit Polysun aus?
Auslegung: Die richtige Grösse finden
- BHKW-Leistung auf den realen Wärmebedarf abstimmen
- Modulierende und Ein/Aus-Geräte vergleichen
- Pufferspeicher passend dimensionieren
- Betriebsstunden und Starts pro Jahr bestimmen
Hybride Systeme: BHKW, Wärmepumpe und Kessel gemeinsam planen
- Alle Wärmeerzeuger in einer Jahressimulation
- Grund-, Mittel- und Spitzenlast sinnvoll aufteilen
- BHKW-Strom direkt für die Wärmepumpe nutzen
- PV-Eigenverbrauch mit dem BHKW-Betrieb verknüpfen
Strompreise: Betrieb am Strommarkt ausrichten
- Strompreis-Zeitreihen in die Simulation einbinden
- Wärme-, strom- und strompreisgeführten Betrieb vergleichen
- Erlöse aus Einspeisung und Eigenverbrauch berechnen
Variantenvergleich: Entscheidungen mit Daten belegen
- CAPEX, OPEX und CO₂ für verschiedene Konzepte berechnen
- Lebenszykluskosten verschiedener Varianten vergleichen
- Transparente Ergebnisse für Bauherren dokumentieren
Vielseitige Regelungsmöglichkeiten und präzise Systemanalyse
Präzise Regelung dank vielfältiger Steuerungsmöglichkeiten – bis hin zu frei programmierbaren Regelstrategien. Analyse zu jedem Zeitpunkt des Jahres für alle Komponenten wie BHKW, Wärmepumpe, Pufferspeicher und Wärmenetz. Wie Sie ein BHKW im Polysun Designer konfigurieren, zeigt die Anleitung im Handbuch.
Wärmegeführter Betrieb
Das BHKW folgt dem Wärmebedarf: Der erzeugte Strom deckt den Eigenbedarf oder wird eingespeist. Polysun simuliert, wie lange das BHKW läuft, wie oft es startet und welchen Anteil des Wärmebedarfs es deckt.
Simulationsergebnis: Polysun liefert Betriebsstunden, Starts pro Jahr und den Deckungsanteil des BHKW sowie den optimalen Pufferspeicher dazu.
Strom- und Strompreisgeführter Betrieb
Ein BHKW, das in Stunden mit hohen Strompreisen läuft und bei niedrigen oder negativen Preisen pausiert, erwirtschaftet bei gleichem Wärmebedarf einen höheren Ertrag. Ein Pufferspeicher nimmt die Wärme auf, bis sie gebraucht wird. Dies wird immer wichtiger, da bei negativen Day-Ahead-Preisen der KWK-Zuschlag entfällt und dynamische Stromtarife inzwischen für alle Lieferanten Pflicht sind. In Polysun lässt sich ein solcher strompreisgeführter Betrieb mithilfe von Strompreis-Zeitreihen abbilden und mit dem wärmegeführten Betrieb vergleichen.
Simulationsergebnis: Polysun zeigt die Erlöse und Einsparungen je Betriebsweise, die nötige Speichergrösse und wie oft Wärme ohne Speicher nicht genutzt werden könnte.
Hybride Systeme mit Wärmepumpe und Spitzenlastkessel
In der Praxis ist oft eine Kombination optimal: Das BHKW deckt die Grundlast und erzeugt Strom, wenn dieser besonders wertvoll ist. Die Wärmepumpe nutzt günstigen Strom oder direkt den Strom des BHKWs. An den kältesten Tagen springt der Spitzenlastkessel an. Polysun simuliert diese Systeme und ermittelt die wirtschaftlichste Aufteilung. Mehr dazu unter Energiezentralen planen, Wärmepumpe dimensionieren und Pufferspeicher auslegen.
Simulationsergebnis: Polysun liefert die optimale Leistungsaufteilung zwischen BHKW, Wärmepumpe und Kessel und vergleicht die Investitions- und Betriebskosten der Varianten.
FAQ
Lässt sich mit Polysun herausfinden, ob passive Kühlung für ein bestimmtes Projekt ausreicht?
Ja, denn Polysun simuliert, wie viele Stunden pro Jahr passive Kühlung am konkreten Standort ausreichen und wann die Temperaturgrenzen überschritten werden. Die Software zeigt den Deckungsanteil der passiven Kühlung an und gibt an, ob eine Ergänzung durch aktive Kühlung erforderlich ist.
Wie wird eine reversible Wärmepumpe in Polysun simuliert?
Polysun verfügt über einen eigenen Katalog für reversible Luft/Wasser-Wärmepumpen, der Leistungsdaten für den Heiz- und Kühlbetrieb enthält. Die Umschaltung zwischen den Betriebsmodi kann über die programmierbare Steuerung erfolgen und ist dabei entweder an die Außentemperatur, die Raumtemperatur oder definierte Zeiträume geknüpft.
Welche Kühlsysteme lassen sich in Polysun abbilden?
Polysun unterstützt: Luft/Wasser-Wärmepumpen im Kühlbetrieb, reversible Wärmepumpen (Heizen und Kühlen in einem Gerät), Sole/Wasser-Wärmepumpe, sowie hybride Systeme mit Kombination aus passiver und aktiver Kühlung.
Kann Polysun Rechenzentren oder Serverräume simulieren?
Ja, Kühllasten mit konstantem Bedarf über das gesamte Jahr lassen sich als Lastprofil importieren (CSV) oder als festes Profil definieren. Polysun ermittelt, wie viele Stunden ein Freikühler passiv kühlen kann und wie groß die Backup-Kapazität für die aktive Kühlung sein muss.
Wie berücksichtigt Polysun die Regeneration von Erdsondenfeldern durch Kühlung?
Bei der Simulation von Sole/Wasser-Wärmepumpen mit sommerlichem Kühlbetrieb berechnet Polysun die Wärme, die in das Erdreich eingebracht wird. Die langfristige Temperaturentwicklung im Erdreich wird über einen Zeitraum von bis zu 25 Jahren simuliert, sodass der Einfluss der Regeneration auf die Heizeffizienz sichtbar wird.
Lassen sich individuelle Kühllastprofile importieren?
Ja, eigene Lastprofile lassen sich als CSV-Datei importieren, beispielsweise aus einer Gebäudesimulation (IDA ICE, EnergyPlus) oder aus Messdaten. Alternativ stehen standardisierte Kühllastprofile für verschiedene Gebäudetypen zur Verfügung.