Bericht: Billig Eigenbau 1 kW Gas-BHKW

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    • Danke, ja da war ein Fehler in der Gleichung. Also 12% el und 84% th macht zusammen 96% - ige Ausnutzung des Brennstoffes.
      Citroen C-Zero, 35qm PV, 12kWh LiFePo (15x250Ah, Winston), 4kW Taiwan-Inverter, DIY BMS
      Hausdämmung 16cm PS 0.035, Waschmaschine und Trockner an Gasheizung angeschlossen
    • Hab mir nochmal Deine Konstruktion angesehen: Das saugende Gebläse nach dem Wärmetauscher erzeugt eine laminare Strömung durch den Wärmetauscher.
      Erwartungsgemäß dürfte der Zylinder nicht optimal umströmt und gekühlt werden. Ich hab früher mal gelernt, man nehme turbulente Luftströmungen für die Luftkühlung.
      Das sollte die Effizienz des Gebläses erhöhen und damit den Stromverbrauch senken.
      Das würde heißen das Gebläse sollte günstigerweise den Zylinder anblasen, statt aus dem Kühler zu saugen.
      Analog wird ja auch der Kühler beim Auto vom Fahrtwind angeblasen...

      Wie geht's Deinem Gerät diesen Herbst? Das Wetter ist ja noch nicht wirklich kalt.
    • Hier mal einen Zwischenbericht zur Wassereinspritzung nach 100h Laufzeit. Die größte Schwachstelle ist ein zu kleiner Wasserfilter (Nylon-Benzinfilter). Je mehr er sich zugesetzt hat, wurde der kühlende Effekt vom Wasser schlechter. Nach 50h habe ich das 115°C Klixon vom Krümmer deaktiviert, da der Motor schon nach 1h ausgegangen ist. Nach 75h wurde der Silikonschlauch zw. Auspuff und PWT aufgrund der Temperaturen undicht. Der Neue hat dann nur noch 20h gehalten. Jetzt nach 100h ist zum ersten Mal das 100°C-Limit vom Motorgehäuse gekommen. Die Abgastemperatur ist auf 60°C gestiegen. Das war auch schon mal besser. Die Pumpe aber ist gut. Selbst bei -300mbar Ansaugdruck erzeugt das kleine Ding 500mbar Druck auf der Einspitzseite. (ebay.de/itm/152070277268) Ich erhoffe mir von einer aus dem Trinkwasserbereich stammenden Polypropylenfaser Filterkartusche (ebay.de/itm/172070963445) bessere Standzeiten.

      @Konrad: Turbulente Strömungen sind freilich besser, kosten aber auch mehr Lüfter-Energie. Der Lüfter hat 80W und somit fast 10% der Generatorleistung.
      Die Kühlrippen vom Motor werden sowieso nur von dem Luftstrom umspült, der vom Motor selbst über sein Lüfterrad erzeugt wird. Aber Du hast recht. Würde man einen noch größeren Kühler verwenden, wäre die Strömung noch laminarer - und somit ungünstiger. Genau das hatte ich anfangs ausprobiert. Mit einem Autokühler der 3-fachen Fläche war die Tauscherleistung schlechter als mit dem kleinen Innenraum-Wärmetauscher mit der VW-Nummer 6Q0819031. Irgendwo gibt es ein Optimum bzgl. Baugröße des Wärmetauschers bei minimaler Lüfterleistung.
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    • bkohl schrieb:

      Die Kühlrippen vom Motor werden sowieso nur von dem Luftstrom umspült, der vom Motor selbst über sein Lüfterrad erzeugt wird.
      Das war aus Deiner Beschreibung nicht sichtbar. Damit hast Du ja bereits eine turbulente Luftströmung am Motor. Mein Kommentar bzw. Überlegung erübrigt sich damit.
    • Moin,

      bkohl schrieb:

      Die größte Schwachstelle ist ein zu kleiner Wasserfilter (Nylon-Benzinfilter)
      darf ich fragen was für Wasser du nutzt? Bei Wassereinspritzung denke ich unweigerlich an destilliertes Wasser, aber das ist a) teuer und b) spritzt du ja in den Abgastrakt ein wo Verunreinigungen nicht so die Rolle spielen.

      Grüße
      Pöl BHKW Tiger †
      Pöl BHKW Raptor †
      Ecopower 1.0
      Solarthermie 27m² Heat-Pipe-Röhren
      PV Anlage 1,8kWp Solarmax 2000C 15xKaneka k120
    • @Alikante: Ich nutze das gefiltertes Kondensat aus dem Abgas.

      Voraussetzung ist aber, dass die Abgastemperatur unter 60°C liegt. (Magermix) Dazu reicht es, den Auspuff etwas zu dämmen. Werksmäßig liegt der Auspuff hinter einem Berühungsschutzblech, welches den Auspuff aber nicht komplett umgibt. Hier muss man etwas nachhelfen und die Luftschlitze abdichten. Dann ergibt sich soetwas wie ein zweischaliger Aufbau. Faserdämmstoffe wären naheliegend, beinhalten aber die Gefahr, dass Fasern in den Ansaugtrakt kommen und dort für Verschleiss sorgen. An diesem Problem hänge ich gerade. Dünnes Aluband fliegt irgenwann davon. Jetzt nehme ich dickeres mit besserm Kleber. Zur Not muss ich Bleche aufschweissen und die Spalten mit Silikon abdichten.

      Kurzum: Ist der Auspuff "gedämmt", geht weniger Wärme in den Umluft-WT welcher vom kühlen Rücklauf gespeist wird. Das Heizungswasser gelangt auf diese Weise etwas kühler in den Abgas-PWT. Das Ergebnis ist kälteres Abgas und somit das Ausfällen von Kondensat.
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    • Doch drei Wärmetauscher

      Naja, muss frustiert eingestehen, dass das Einwickeln des Auspuffs nicht ausreicht, um einen Dauerbetrieb zu ermöglichen. Nach ein paar Stunden bei Abgastemperaturen oberhalb 62°C wird nicht mehr genügend Kondensat gebildet und mein Kondensat-Behälter leergesaugt. Jetzt hilft nur noch ein dritter Wärmetauscher zum tieferen Auskondensieren der Abgase, welcher direkt vom Rücklauf durchspült wird. Kostet zwar 50Euro mehr, bringt aber Vorteile an mehreren Fronten:
      1. der thermische Wirkungsgrad steigt
      2. die Kondensatpumpe aus ABS arbeitet kühler und hält dadurch länger und
      3. Ich kann mit Vor- und Rücklauftemperaturen höher gehen ohne den Brennwert-Betrieb zu verlassen

      Am Magermix möchte ich nichts ändern. Der höhere Massendurchsatz bedingt niedrigere Verbrennungstemperaturen und somit geringe NOx-Werte. Letzterer Effekt lässt sich durch eine Abgasrückführung noch verstärken. Mich interessiert weniger die Umwelt, als die Haltbarkeit der kupfergelöteten Plattenwärmetauscher. Ich kenne da den Fall eines Kirsch-Energie-Kunden, dem schon mehere PWT durchgeätzt sind.
      Da bei drei WT der Umluft-Tauscher in der Mitte sitzt, rechne ich allerdings mit höheren Box-Temperaturen im Bereich von 60°C, was aber noch unkritisch ist.
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    • Es bleibt einfach!

      Die Ursache der schleichenden Verschlechterung war ein sich zusetzender PWT. Das merkt man eigentlich nur an den steigenden Abgastemperaturen. Um das in Zukunft zu verhindern, spritze ich jetzt auch nach dem Auspuff ein. An nassen Oberflächen sollte nichts anbacken können. Gegebenenfalls kann ich diese Wassermenge auch noch drastisch erhöhen. Der Verbindungsschlauch zwischen Auspuff und PWT ist mit 90° statt vorher 200° jetzt deutlich kühler. Die Idee von zwei PWT also schnell wieder vergessen. Die Abgas-Temperaturen liegen jetzt mit 40°C wieder 20K tiefer als vorher. Der Wirkungsgrad ist also wieder tief im Brennwert-Bereich. Bei dieser Gelegenheit habe ich den Auspuff wieder entkleidet. Den Aufwand der Ummantelung kann man sich wirklich sparen. Die Einspritzung des jetzt 20K kühleren Kondensats bringt mehr Effekt.
      Bilder
      • PWT-injektion.jpg

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    • Hallo Berndhard,
      zur Zeit läuft er wie ein Bienchen.: 747Bh: 305min Tabgas=50 Tbox=61 Tmotorside=96 Tvorlauf=73 Tmotortop=99

      der PWT ist vertikal angeordnet / Abgas strömt runter und hat folgende Eigenschaften:
      • Plattenanzahl: 20 Platten
      • Wirksame Oberfläche: ca. 0,24 m²
      • Leistung: bis zu 38KW (Wasser / Wasser)
      • Nenndruck: 30 Bar
      • Arbeitstemperatur: - 195 bis 200 Grad
      • Durchfluss: 4 m³/h
      • Material: rosftreier Edelstahl 304, Lot: Kupfer
      • Anschlusshöhe: 15mm
      • Gewicht: 1000g
      • Abmessungen: 191x73x67 (mm) inkl. Anschlüsse
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    • Hallo bkohl,


      wollte fragen, mit welcher Gasart du den Aggregat betreibst?
      du hattest glaube ich den auf Erdgas umgestellt - soweit ich mich eriinern kann!??

      Wie hast du das gemacht - welche Bausaetze hast du verwendet dazu?
      Welche Sicherheitsmechanismen verwendest du?
      vielen Dank
      Grüsse
      Memphis
    • Hallo Memphis,
      das Kernstück ist ein Niederdruckregler von fritz-berger.de/product/Niederdruckregler/167310
      Bei diesem ist die 30mbar-Feder entfernbar. Die Folge ist ein Gasdruck leicht über 0 mbar. Vor und nach dem Regler sind Magnetventile angeordnet, welche nur öffnen wenn das geboten ist. Insbesondere wird das 230V-DVGW-Eingangsventil im Betrieb direkt von Generator gespeisst.
      Fällt dieser aus, stoppt sofort der Gasfluss. Beim Starten ermöglicht eine Zeitschaltung für 30s die Speisung dieses Ventils über das 230V-Hausnetz. Danach muss der Generator laufen. Anderenfalls sperrt die Gaszufuhr wieder. Sobald das Starter-Seil die Kurbelwelle dreht, öffnet das Sekundär-Ventil kurzzeitig und Gas strömt in die Luftfilterbox. Eine kleine Schaltung, die schon auf 0.5V Generatorspannung (Remanenz) anspricht, macht diese
      Bewegungserkennung möglich.
      Ich verwende eine Venturi-Düse im Ansaug-Trakt, um die max. 15mbar Unterdruck zu erzeugen, die nötig ist, um genügend Gas fliessen zu lassen. Ein gewisser Unterdruck wird aber auch sowieso schon in der Filterbox vorherrschen.
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    • Stand: 1200Bh
      Da das BHKW jetzt täglich 10h ohne große Probleme läuft, ist wieder Luft für Träume.
      Einer wäre der automatische Start. Einfach realisierbar z.B. mit Inverter-Stromerzeugern, da die mit Synchron-Generatoren mit Permanent-Erregung arbeiten. Neben dem Wegfall der Bürsten, lassen die sich als E-Starter missbrauchen.
      Getestet habe ich es mit meinem 3kW-Generator von Werner-Power (China). Dessen 48V-Generator habe ich mit einem BAC-282P 48V/50A Motor Controller von Golden-Motor verheiratet. Normalerweise werden sie in E-Bikes verwendet.
      Funktioniert prompt. Hier das Beweisvideo:
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    • Glückwunsch!
      Wie sehen die Ventile an dem OBI-Generator aus? Du hast mal gesagt, Du machst alle 100Bh eine Wartung.
      Ist das noch immer so? Wie sieht der Motor aus?
      Hab ja auch schon mit dem Werner-Power geliebäugelt, aber die (Luft-)Fracht ist für ein Einzelstück halt (zu) teuer.
    • Abschlussbericht

      Abschlussbericht: 1kW-Billig-Gas-BHKW


      1. Das Fazit zuerst:
      Es funktioniert! Kleine luftgekühlte Motoren eignen sich recht gut für Nano-BHKWs, wenn man sie neben der Umluftkühlung und dem Abgaswärmetauscher mit einer Kondensatwasserkühlung ausstattet.
      Andere Methoden der Zusatzkühlung, wie die Motorölkühlung, oder die Verwendung eines wassergekühlten Auspuffes erwiesen sich als nicht so effektiv, obwohl sie deutlich aufwändiger sind.
      Dieses Ergebnis zugrunde gelegt, eröffnet Perspektiven hinsichtlich der Entwicklung eines Nano-BHKWs, welches - selbst aufgebaut und gewartet - wirklich rentabel betrieben werden kann.
      Im Anhang findet ihr ein PDF mit Problemlösungen, welche in ein Nachbauprojekt einfliessen könnten.

      -> Bericht.pdf

      ..... der Rest im PDF: Bericht.pdf, da hier nur 10.000 Zeichen möglich sind.
      Bilder
      • Loch im Auspuff.jpg

        1,48 MB, 2.592×1.944, 30 mal angesehen
      • Drosselklappe.jpg

        1,63 MB, 2.592×1.944, 27 mal angesehen
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      Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von bkohl ()

    • Zunächst: Super, ich finde das richtig toll, was Du da gemacht hast und dass Du Deine Erfahrungen hier geteilt hast.
      Es wird doch recht klar sichtbar, warum ein kommerzielles BHKW nun mal doch deutlich mehr kostet als ein Chinaknaller.
      Aber auch, dass bei den kommerziellen deutlich Luft nach unten ist.

      Allerdings: Wartungsintervalle von 300 Bh sind meines Erachtens auch für einen do-it-yourself-Freak irgendwann oberlästig.
      Irgendwann will man sich anderen Dingen zuwenden und nicht jeden Monat - womöglich in der Kälte - an dem Ding rumschrauben.
      Einmal im Jahr, am ehesten im Frühjahr, mehr sollte es eigentlich nicht sein.
      Und: wer wartet das Ding, wenn Du gerade mal im Krankenhaus bist und das Ding steht still?
      Ein Freund hat eine tolle Heizungsregelung gebaut auf Basis eines Raspberry Pi - und seine Frau zittert schon im voraus bei dem Gedanken, dass die mal ausfällt, wenn er nicht da ist.

      Zum Thema "Schorni": Wenn Dein Generator nicht ortsfest eingebaut ist, dann ist er mobil (logisch) - und dann wäre Gassteuer fällig.
      Wie beim Diesel-Generator. Den darfst Du auch nicht mit Heizöl betreiben, sonst begehst Du ein Zollvergehen.
      (Falls es jemand besser weiß, darf er gerne korrigieren).

      Grüße nach Grimma
    • Moin,

      Bernhard_Konrad schrieb:

      (Falls es jemand besser weiß, darf er gerne korrigieren).
      gerne, du hast die Fakten genau falsch herum dargestellt.

      Es gilt aktuell die reduzierte Energiesteuer für Erdgas als Kraftstoff von 13,90€ je MWh gegenüber 31,80€ je MWh Regelsteuersatz für alle anderen Anwendungen zb. heizen.


      Und die Dieselgeneratoren ( BHKW ) werden durchweg mit Heizöl nicht mit Diesel betrieben, nur in den PKW-Tank darfst Du kein Heizöl schütten.


      mfg :hutab:
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    • Die Frage war ob ortsfest oder nicht.
      @bkohl hatte überlegt, ob er sich den Schornsteinfeger sparen kann, wenn er den Notstromer nur so quasi dazu stellt.
      Und dann ist das Ding aber mobil, und damit im Sinn des Gesetzes steuerpflichtig.
      So sagt es jedenfalls der Notstromer-Verkäufer
      stromgenerator.pro/diesel-gene…mit_Heizoel_rechtlich_aus

      Logisch werden die BHKWs mit Heizöl betrieben, aber die sind ja auch ortsfest.
      Es wäre sinnvoll, wenn @alikante die Diskussion aufmerksam verfolgen würde, bevotr er seinen Senf dazu gibt!
    • Bernhard_Konrad schrieb:

      Es wäre sinnvoll, wenn @alikante die Diskussion aufmerksam verfolgen würde, bevotr er seinen Senf dazu gibt!
      Sinnvoll wäre wenn Du nachdenkst bevor du schreibst!! Ich habe Deine Falsche Aussage zur Gassteuer richtig gestellt - nicht mehr nicht weniger.

      Die Energiesteuer auf Erdgas fällt im Moment des Verbrauches an und steht automatisch auf der Erdgasrechnung. Fährt er sein "mobiles" Gerät an die Tankstelle und tankt dort Erdgas fällt weniger Steuer an als wenn er sein Gerät zu Hause an der Erdgasleitung betreibt. Es gibt also keine Möglichkeit unversteuertes Erdgas zu beziehen.

      Die Aussage auf der verlinkten Seite ist im übrigen falsch, für Heizöl-BHKW wird keine "Genehmigung" vom HZA benötigt.

      Soweit klar oder gibts noch Bedarf an Gesetzestexten ??
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