Smart CHP - Increasing the yield of combined heat and power plants with frequency converters for variable-speed operation and integration into a smart grid supply network

Das Projekt „Smart BHKW“  wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. In Kooperation mit dem BHKW Hersteller „2G“ wird daran gearbeitet, mit Hilfe eines Vollumrichters (4 Quadranten Umrichter) den Wirkungsgrad von BHKWs primär im Teillastbereich zu optimieren.

Da gegenwärtige BHKWs eine feste Drehzahl besitzen, erfolgt der Teillastbereich durch Senkung des Drehmoments. Dabei ist die Modulationsfähigkeit nur bis zu 50% der Nennleistung wirtschaftlich, wie das Verbrauchskennlinienfeld eines typischen Verbrennungsmotors in der Abb. 1 zeigt. Aus dem Diagramm lässt sich erkennen, dass der spezifische Kraftstoffverbrauch in der vertikalen Richtung stärker ansteigt als auf der horizontalen. Mit direkt am Netz betriebenen Generatoren ist nur eine feste Drehzahl, entweder 1500 min-1 oder 3000 min-1, möglich. BHKWs, die mit einem 4 Quadranten Umrichter ausgestattet sind, können Drehzahl variabel in beliebigen Arbeitspunkten bis zur Maximaldrehzahl des Verbrennungsmotors betrieben werden.

Somit können günstigere Betriebspunkte mit besserem elektrischen Wirkungsgrad angefahren werden.