Bericht: Billig Eigenbau 1 kW Gas-BHKW

  • Bei der Kondensatwasserpumpe ist der Ölanteil das Problem. Er lässt den Gummi der Ventile (NBR) quellen. Eine SP 570 EC-HR-L mit FKM-Ventilen von Schwarzer.com sollte das Problem lösen. Sind mit 140Euro aber 10x teurer als die süßen Rotations-Membranpumpen. (ähnlich zur 27 RO-L bei Schwarzer)
    Verbrauch bei 500W ca. 4.2l/min Erdgas. Das ergibt dann 16% Wirkungsgrad. Die Venturidüse hat das Lauf- und Startverhalten nicht verbessert. Bei Erdgas braucht man wohl wirklich mehr Zündenergie und für mehr Power eine Entdrosselung des Ansaugtraktes. Habe mit einer klassischen 12V Zündspule bei dem alten BHKW die Probleme beseitigt.

    DIY-800W-BHKW, Citroen C-Zero, 35qm PV, 7kWh LiFePo (15x250Ah), PIP-4048MS, 4kW Daikin comfora Heiz-Kühl-Klimaanlage

  • C-G-2800 von Obi: 2100 Bh = 2000kWh/500€ erzeugter Strom
    offenbar werden bei den Billig-Motoren die Ventile nicht gedreht. Dadurch haben sich nach 500Bh 50µm dicke Ablagerungen gebildet, wodurch die Kompression weg war. das Drehen der Ventile mit einer Zange von oben her schleift sie wieder soweit ein, dass alles wieder läuft -> gehört also in Zukunft zum Wartungsprogramm


    ISG 1200 ECO: 1Bh
    Die billigen Motoren besitzen alle eine Hochspannungs-Kondensator-Zündung (HKZ). Das funktioniert bei Benzin-Nebel recht gut. Um auf Erdgas zu starten reicht es nicht (warum auch immer). Hab deshalb einen "Zündverstärker" gebaut, den man mit dem originalen Kerzenstecker triggert. Der Funken selbst wird über eine 12-Zündspule mit dem Zündmodul 0 227 100 124 von Bosch erzeugt. Der Vorteil ist, dass keine Umbauten der Zündung am Originalgerät nötig sind. Der Ein/AUS-Schalter und die Öl-Mangelschaltung funktionieren somit auch noch.

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  • Bei der Kondensatwasserpumpe ist der Ölanteil das Problem. Er lässt den Gummi der Ventile (NBR) quellen. Eine SP 570 EC-HR-L mit FKM-Ventilen von Schwarzer.com sollte das Problem lösen. Sind mit 140Euro aber 10x teurer als die süßen Rotations-Membranpumpen. (ähnlich zur 27 RO-L bei Schwarzer)
    Verbrauch bei 500W ca. 4.2l/min Erdgas. Das ergibt dann 16% Wirkungsgrad. Die Venturidüse hat das Lauf- und Startverhalten nicht verbessert. Bei Erdgas braucht man wohl wirklich mehr Zündenergie und für mehr Power eine Entdrosselung des Ansaugtraktes. Habe mit einer klassischen 12V Zündspule bei dem alten BHKW die Probleme beseitigt.

    Also ich persönlich setze ja auch eher auf Membranpumpen in diesem Bereich und habe damit sehr gute Erfahrunge gemacht.
    Ich weiß jetzt spontan zwar nicht den genauen Typennamen der Pumpe, aber für Membranpumpen gibt es ja viele Anbieter.

  • Das zweite BHKW-Projekt auf Basis des ISG 1200 ECO läuft jetzt auf Erdgas mit 16% Wirkungsgrad bei 500W.

    Hallo


    Hast Du eigentlich mal den Einfluss der Drehzahl auf den Wirkungsgrad getestet?
    Wir hatten darüber ja mal diskutiert, dass die hohe Teillastdrehzahl den Wirkungsgrad beeinträchtigt.

    PV Anlage 4,9 kW, 20 * Trina 245W, WR Imeon 9.12, 3-phasig, On/Off Grid

    Batterie Hawker 48V, 575Ah, E-Auto Renault Zoe

  • Hallo Bernhard,
    kurze Antwort: ja es gibt ein Maximum zwischen 3000 und 4000 Touren.
    lange Antwort:
    der Motor läuft, wenn ich nicht über den Choke extra drossle immer mit offener Drosselklappe. Die Drehzahl wird durch die Batteriespannung selbst begrenzt.
    Das ist ählich, wie wenn du einen Gleichstrommotor als Generator direkt mit einer Batterie verbindest. Im Endeffekt kann ich auf elektronische Art und Weise - sprich das Tastverhältnis der Halb-Brücke des Synchron-Wandlers - die Drehzahl definieren. (Wikipedia:Synchronwandler)
    Heraus kommt folgendes Verhalten, bei 48V-Batteriespannung. Der Koeffizient korreliert mit dem Wirkungsgrad, der bei 16%el liegt.
    Drehzahl Strom koeff Leistung
    34Hz 7.25 0.213 A/Hz 350W
    43Hz 10.1 0.235 A/Hz 500W
    51Hz 12.25 0.240 A/Hz 600W


    Stand der Entwicklung ist folgender:
    ein 1h-Test ergab folgende Veränderung gegenüber dem 200ccm-Motor: 1) Elektrostart OK 2) alle Temperaturen auch ohne Umluftventilator im Rahmen. 3) Geräusche niedriger 4) Gewicht niedriger 5) kleinere Abmessungen (720x360x460 ohne Isolation) 6) ABER etwas Metallabrieb im Öl 7) geringere Leistung


    Bin jetzt dabei die Steuerung/Überwachung zu bauen. Der Ölfilterkreislauf und Ölfüllstandskontrolle fehlen auch noch. Ist alles fertig, ist der automatische Betrieb möglich. (Timergesteuert, Temperaturgeführt, Batteriestandsgeführt). Über die Maximal-Leistung kann ich noch nicht viel sagen. Das teste ich zum Schluss.


    Gruss, Bernd

    DIY-800W-BHKW, Citroen C-Zero, 35qm PV, 7kWh LiFePo (15x250Ah), PIP-4048MS, 4kW Daikin comfora Heiz-Kühl-Klimaanlage

  • der Motor läuft, wenn ich nicht über den Choke extra drossle immer mit offener Drosselklappe.

    Hallo Bernd
    Heißt das, dass die Treibstoffmenge nicht gedrosselt wird, nur die Luftmenge? Das wäre ein Sparvergaser?
    Mich wundert etwas, dass bei den niedrigen Drehzahlen der Verbrauch nicht runter geht.
    Gruß
    Bernhard

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  • Über den Treibstoff habe ich nichts gesagt. Nur dass mit steigender Drehzahl die Leistung fast linear hochgeht. Der Koeffizient ist Strom/Frequenz. Der Gasverbrauch steigt linear mit der Leistung. Genaue Wirkungsgradmessungen von 2500-5000 Touren mache ich, wenn alles läuft.
    Ich hätte es nicht gedacht, aber es scheint so, dass der kleine Motor bei Dauerbetrieb in der Lage ist ein neueres EFH zu heizen und noch 15kWh Strom zu erzeugen. Mal schauen wie lange er durchhält. Ölfilterung und Nachfüllung sollten sich positiv auswirken.


    Gruss, Bernd

    DIY-800W-BHKW, Citroen C-Zero, 35qm PV, 7kWh LiFePo (15x250Ah), PIP-4048MS, 4kW Daikin comfora Heiz-Kühl-Klimaanlage

  • dass mit steigender Drehzahl die Leistung fast linear hochgeht

    Hallo Bernd
    Der Zusammenhang ist physikalisch bedingt, so funktioniert eine elektrische Maschine. Die induzierte Spannung ist frequenzlinear.
    Bei der Gelegenheit: Hat der Motor eigentlich einen normalen Zwischenkreis-Dioden-Gleichrichter (einphasig/mehrphasig) oder hat er sinusförmige Ausgangsströme zwecks Verbesserung der Wirkleistung.
    Ich überlege dran herum, ein leistungsstärkeres Aggregat (ca. 3 kW) zu verwenden, es aber auf einen weiteren Bereich im Wirkungsgrad zu optimieren.
    Nach der Theorie sollte ja eine Reduktion der Drehzahl im Teillastbetrieb eine Verbesserung des Wirkungsgrads bringen.
    Dann kann ich auch größere Verbraucher direkt versorgen - wie mein E-Mobil oder auch die Sauna oder den Backofen.
    Mir geht es ja wie Dir um reinen Eigenverbrauch.
    Gruß
    Bernhard

    PV Anlage 4,9 kW, 20 * Trina 245W, WR Imeon 9.12, 3-phasig, On/Off Grid

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  • Hallo Bernd,

    Ich habe jetzt angefangen, deine Ideen umzusetzen und hänge natürlich jetzt an ähnlichen Problemen kann deine Entwicklungsschritte jetzt noch besser nachvollziehen. Jetzt tauchen natürlich einige Fragen auf, die ich zur besseren Referenz mal nummeriere:


    Zum Wärmetauscher:

    Mit einem Autokühler der 3-fachen Fläche war die Tauscherleistung schlechter als mit dem kleinen Innenraum-Wärmetauscher mit der VW-Nummer 6Q0819031.

    War der Volumenstrom bei beiden Kühlern der gleiche? Ich hatte den Satz über die Kühlergröße zu spät gesehen und einen Autokühler verbaut (ca. 36cm x 60cm), den ich mit 15 CPU-Kühlern anblase. Dabei habe ich mal die Luftgeschwindigkeit gemessen und abgeschätzt, dass ich auf ca. 750m³/h komme. Allein von der Wärmekapazität der Luft müsste ich damit ca. 5kW abführen können, aber offensichtlich ist der Wärmeübergang zu schlecht. Vielleicht ist die Strömung nur laminar?

    1) Hast du bei dir mal Luftgeschwindigkeiten beim großen und kleinen Kühler gemessen/war es derselbe Lüfter?

    2) Meine Frage zielt darauf ab, ob es sich lohnt, auf einen kleineren Kühler zu wechseln und falls ja, wie stark ich den anblasen muss. Aktuell kann ich bei meinem Aggregat den Kühler nicht so wie du vor das Lüfterrad des Aggregats stellen.


    Zur Wasserkühlung:

    3) Kann man ausreichend Wärme mit Innenraumkühler und Abgaskühler auskoppeln? Einen kleinen AGR-Kühler vom Auto habe ich, aber was man so liest, kann man ohne Wassereinspritzung mit diesem auch nicht mehr als 1kW auskoppeln.

    4) Oder soll ich gleich auf Wasserkühlung wechseln, weil - du hast ja die ganzen Zwischenschritte schon gemacht - man die Abwärme ohne Wasserdampf und Phasenwechsel des Wassers sonst nicht abgeführt bekommt?

    5) Hast du mal probiert, das Wasser in den Ansaugttrakt zu geben oder ist das keine gute Idee, weil sich das Wasser dann auch im Öl anreichert? (Idee ist, mir die Bohrung im Zylinderkopf zu sparen)

    6) Welche Volumenströme sind für das Wasser ratsam? Aus der Verdampfungswärme kam ich so auf 60ml/min, für 2kW Phasenwechsel. Aber das kann ja in der Praxis ganz anders sein. In deinem "Abschlussbericht" von 2017 lese ich was von 1l/h, was nur 16ml/min wären. Ist das aktuell?

    7) Ist die Wassereinspritzdüse im Zylinderkopf die hier oben links im Adapter.pdf in dem git-repository zu sehen ist?
    https://github.com/kohlstrunk/bhkw/blob/master/FreeCAD/Adapter/Adapter.PDF


    Zum deinem ersten Prototypen:

    8) Hast du den Abgaswärmetauscher/die Kondensatfalle von deinem ersten Prototypen bei deinem neuen Modell weiterverwendet? Nicht das der bei dir im Keller verstaubt und hier gute Dienste verrichten könnte :)


    Ganz herzlichen Dank für die tolle Vorarbeit und vielleicht hast du ja mal Zeit, auf die eine oder andere Frage zu antworten.
    Beste Grüße,
    Chris

  • Warum nicht gleich einen Wassergegühlten Motor verwenden. Ist zwar anfangs teurer erspart aber auch wieder zusatzkosten

    DC gekoppeltes Eigenbau BHKW, Kubota D722 mit Sincro FB4-48/100

    3 Victron Multiplus2_5000, 42KWh Lifepo4 (48x 280Ah EVE Zellen, REC BMS)

    9,9 KWp PV, 2,7 KWp PV, 3,85KWp PV

    WP Panasonic Aquarea 9KW

    Smart Forfour EQ

  • Hallo Chris,
    da das hier ein altes Thema ist, können wir auch gerne im Chat weier ins Detail gehen. Aktuell ist das Thema.
    Damals hatte ich einen 200ccm-Motor mit 1kW el und 12% Wirkungsgrad betrieben. Alles war noch nicht optimiert.
    Heute würde ich sagen 100ml/min ist eine gute Hausnummer. Die Abgastemp. sollte über die Wassermenge auf 70°C geregelt werden. Das ist dann ein Heissnebel, der noch nicht vollständig verdampft ist. Die Tröpfchen benetzen den PWT und verhindern so ein Zusetzen mit Abbrand. Ein schnelles Hochheizen auf 70° ist wichtig, damit kein Wasser über den Ventilschaft ins Öl kommt. Genügend Volumenstrom ist nötig, um im Zylinderkopf Ablagerungen zu minimieren. Diese limitieren die maximale Leistung. Genügend Drehzahl ist nötig, damit die Umluft ausreichend umwälzt. Ansonsten muss die Leistung limitiert werden.

    stromsparer99 : Wann ist luftgekühlt besser? Kurzfassung: 5kW ist eine andere Welt, als 1kW

    - bei kleinen Leistungen (<1kW) gibt es schlicht keine wassergekühlte Motoren
    - wenn es leise sein soll (keine hydraulischer Verbindung zum schwingenden Motor), wie beim EcoPower1.0
    - wenn es einfach sein soll (Motorwechsel in einer Minute ohne Wassergematsche)

    Antworten zu deinen anderen Fragen lege ich Dir auf den Chat.


    VG, Bernd

    DIY-800W-BHKW, Citroen C-Zero, 35qm PV, 7kWh LiFePo (15x250Ah), PIP-4048MS, 4kW Daikin comfora Heiz-Kühl-Klimaanlage

  • Naja, man muss ja nicht mit 1KW bauen, bei 2KW hat man z.B. nur halbe Laufzeit.

    Bei 5KW sinds nur 20% Laufzeit. Die Standzeit ist um ein vielfaches höher, nicht nur weils nur 1/5 laufen muss, sondern weil solche Motoren auch eine ganz andere Qualität haben.

    Abgesehen davon, laufe mehr Zylinder viel ruhiger mit viel weniger Schwingungen.

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  • Hallo stromsparer99,

    ich bin gerne offen für andere Ansätze, allerdings möchte ich nicht Äpfel mit Birnen vergleichen.
    Sind dir wassergekühlte Motoren <1k€ bekannt?

    Falls nein, über welche Preisklasse redest du?
    Der Gedanke mit der Laufzeitverkürzung ist mir sogar sehr recht, allerdings muss ich die Abwärme auch verwerten können. 5kW_el würde ich abschätzen mit >=10kW_thermisch, das ist schon das oberste, was ich noch sinnvoll abnehmen kann.

    Interessant wäre dann auch noch der Punkt, ob du Erfahrung hast, wie viel Abwärme trotz Wasserkühlung noch in die Luft abgegeben wird (um abschätzen zu können, wie groß die Luftkühlung sein müsste).
    Auch dir vielen Dank für dein Engagement und deine Ideen.
    Beste Grüße,
    chris

  • Vielleicht solltest du dazu einen eigenen Thread aufmachen, damit wir Bernhards Thread nicht kappern.

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