Stirling-BHKW im Stukitzbad, Graz-Andritz/Österreich

Ausgangslage:

Das Stukitzbad in Graz-Andritz besteht aus einer Sauna, die ganzjährig in Betrieb ist und einem Freibad, welches in den Sommermonaten betrieben wird. Die beiden alten Heizgeräte (zwei Gaskessel im abwechselnden Betrieb) wiesen einen schlechten Nutzungsgrad auf und waren am Ende ihrer Lebensdauer angelangt. Diese Situation wurde genutzt, um eine umfassende und effiziente Lösung zur Erneuerung der Energieversorgung (Strom und Wärme) umzusetzen.

Finanzierung:

Für die Finanzierung wurde ein Contracting-Modell gewählt: Der bisherige Stromversorger, das E-Werk Gösting, stellt den Freizeitbetrieben der Grazer Stadtwerke Strom und Wärme zu einem über die Vertragslaufzeit garantierten Arbeits-, Leistungs- und Messpreis mit Indexanpassung zur Verfügung. Die Anlage wird aus diesen Einnahmen finanziert, zusätzlich beteiligen sich die Freizeitbetriebe mit einem Baukostenzuschuss (für Isolierung, neue Regelung für den Heizkessel, verbesserte hydraulische Einbindung).

Der Contractor ist für die Montage, Wartung und die einwandfreie Funktion der Anlagen über die gesamte Vertragslaufzeit verantwortlich. Für das Verteilungssystem im Haus (nach der Übergabe von Strom und Wärme, Eigentumsgrenzen sind der Stromzähler sowie die beiden Wärmemengenzähler) und die Regelung der Raumtemperaturen sowie für die örtliche Betriebsführung und ähnliches sind weiterhin die Freizeitbetriebe der Grazer Stadtwerke verantwortlich.

Beschreibung der Anlage:

Es wurden zwei Solo Stirling 161 microKWK-Module mit je 2-9,5 kW elektrischer und 8-26 kW thermischer Leistung installiert. Das Arbeitsmittel der Stirling-Motoren ist Helium bei einem mittleren Druck von 150 bar. Über den Druck des Arbeitsmittels kann die Leistung relativ verlustfrei variiert werden, sodass der elektrische Wirkungsgrad zwischen 50 und 100 % Last nur zwischen 22 und 24 % schwankt. Der Gesamtwirkungsgrad liegt über 90 %.

Abb. 1 und 2 zeigen das geöffnete Modul. In Abb. 1 sieht man die Regeleinheit, der Generator liegt dahinter. In Abb. 2 sieht man sehr gut den oben liegenden Erhitzer und den Kompressionszylinder.

Der Brennstoff ist Erdgas, die maximale Wärmezufuhr beträgt 40 kW. Die Wärmeentnahme erfolgt durch Kühlung der Motoren als auch des Abgases. Die maximale Abgastemperatur liegt bei 80 °C.

Ein zusätzlicher Erdgas-Brennwert-Kessel (HOVAL 450 kW) dient zur Spitzenlastabdeckung und als Ausfallsreserve. Abb. 3 zeigt die Gesamtanlage.

Wartung:

Die Stirling-Module sind sehr wartungsarm, die Kolben laufen schmierungsfrei. Nach ca. 6000 - 8000 Betriebsstunden werden Kolben und Zylinder ausgetauscht. Diese Komponenten werden im Werk gewartet und bei einem anderen Kunden wieder eingebaut. Dadurch ergeben sich relativ geringe Wartungskosten für ein Modul von ca. 0.01 €/kWel.

Daten:

• Heizenergie durch den Kessel vorher: rund 30.6 MWh/a
• Heizenergie durch den Kessel nachher: rund 9.6 MWh/a
• Heizenergie durch die Stirling-Module: rund 21 MWh/a
• Zusätzlich erzeugter Strom durch die Stirling-Module: rund 7.3 MWh/a
• Gasverbrauch vorher: rund 60.500 m³/a
• Gasverbrauch nachher (inklusive Stromerzeugung): rund 62.700 m³/a
• Gas-Einsparung für Wärmeerzeugung: rund 7.200 m³/a
• Reduktion CO2 Ausstoß: rund 29 Tonnen/Jahr
• Kosten eines Stirling-Moduls: rund 25.000,- Euro netto
• Vertragsbeginn: 13.11.2003
• Vertragslaufzeit: 15 Jahre

Broschüre: "SOLO STIRLING 161 microKWK Modul: Technische Dokumentation, Planungsunterlagen, Hydraulik"
der Fa. SOLO STIRLING GmbH