Wie Betreiber den Wirkungsgrad von Biogasmotoren praktisch verbessern

Im Verkaufsgespräch spielt der Wirkungsgrad von Biogasmotoren immer noch eine starke Rolle. Es erstaunt daher nicht, wenn diese Zahl die Kaufentscheidung für oder gegen einen Motorenhersteller oder Anlagenbauer maßgeblich mit beeinflusst. Wird doch über eine lange Nutzungsdauer darüber entschieden, wieviel Tonnen z.B. Maissilage mehr oder weniger die Biogasanlage aufnehmen muss. Die Kosten der Fütterung steigen kontinuierlich an und erfordern daher einen spitzen Bleistift.

Das Verhältnis von eingesetztem Biogas zu erzeugter mechanischer Energie, die in einem Generator zu Stromerzeugung genutzt wird, beschreibt den (mechanischen) Wirkungsgrad. Wird die Abwärme aus der Motorkühlung und dem Abgas über Wärmetauscher ebenfalls an Abnehmer verkauft, lässt sich der (Gesamt-) Wirkungsgrad noch einmal kräftig erhöhen, da dann zur elektrischer Energie auch die nutzbare Wärmemenge addiert wird. Die Wirtschaftlichkeit von Biogas-BHKWs verbessert sich erheblich, wenn auch die anfallende Wärme aus dem Verbrennungsoprozess des Biogasmotors verkauft werden kann.

Der Wirkungsgrad als Prospektwert

Motorenhersteller liefern sich heute ein Kopf-an-Kopf-Rennen um den höchsten Wirkungsgrad. Dabei werden die bestehenden Motorenkonstruktionen hart herangenommen und erhalten höhere Verdichtungen und andere Modifikationen, die mehr mechanische Leistung an der Kurbelwelle bereitstellen.

Dabei wird vereinzelt über das Ziel hinausgeschossen, denn die herausgekitzelte Mehrleistung muss der Kunde oft mit einer höheren Schadensanfälligkeit bezahlen. Was auf dem Prüfstand des Herstellers glänzt, wird leider im praktischen Einsatz vor Ort im Biogas-BHKW nicht erreicht.

Einflussfaktoren im Betrieb reduzieren den Wirkungsgrad

Biogasmotoren sind keine gemütlichen Ackergäule, die ruppige Umgebungsbedingungen locker ertragen, sondern hochgezüchtete Rennpferde, die für optimales Funktionieren präzise eingehaltene Temperaturen und andere Parameter benötigen.

Schon schlechtere Wärmeübertragungen durch verschmutzte Wärmetauscher, geringere Durchflussmengen wegen Ablagerungen in Rohren oder zugesetzter Filteranlagen bringen Hochleistungs-Biogasmotoren spürbar aus dem Takt und führen zu Mehrverbräuchen an Biogas.

Wenn dann noch Engineering-Fehler der Anlagenbauer in der Dimensionierung der Anbauteile für den Biogasmotor hinzukommen, ist nicht nur die Prospektaussage des Motorenherstellers zum Wirkungsgrad gefährdet, sondern auch handfester Ärger im Betrieb vorprogrammiert.

In Biogas-BHKWs werden vereinzelt falsch dimensionierte Pumpen, Rohrleitungen, Wärmetauscher und Filter- sowie Temperierungsanlagen diagnostiziert, die für den Betreiber nicht offenkundig erkennbar sind. Dass sich Betreiber über zu niedrige Wirkungsgrade beschweren, ist verständlich, aber nicht immer primär dem Motorenhersteller anzulasten.

Anlagenbauer und Betreiber haben großen Einfluss auf Umgebungsbedingungen des Biogasmotors

Die durchgeführten Optimierungsmaßnahmen an bestehenden Biogasmotoren zeigen, wie wichtig die Schnittstellen des Biogasmotors zur Biogasversorgung, Frischluftversorgung, Kühlung und Abwärmenutzung sind. Diese beeinflussen nicht nur den Wirkungsgrad, sondern auch die Zuverlässigkeit des Biogasmotors.

Der Betreiber hat die Hand am Puls zu halten und die kontinuierlich zu messenden Betriebs- und Zustandsdaten des Motors und seiner Steuerungs- und Filtereinrichtungen zeitnah mit seinem Servicepartner auszuwerten.

Schwankungen des Methangehaltes im Biogas und die Temperaturniveaus vom Gemisch sowie vom Kühlwasser und Schmieröl müssen in den geforderten engen Fenstern des Biogasmotors für eine optimale Verbrennung ausgeregelt werden.

Schrittweise praktische Optimierungen verbessern den Wirkungsgrad

IG Biogasmotoren nutzt die bislang gewonnen praktischen Erkenntnisse für eine neu konzipierte Seminarreihe "Biogasmotoren Technik Seminar" in vier Teilen, um Betreibern konkrete Hilfestellung zu geben, wirksame Schadensprävention zu betreiben und den Verbrauch ihrer Biogasmotoren zu senken. Über die Einführung dieser Seminarreihe im Herbst werden wir Biogas-BHKW-Betreiber hier gesondert informieren, die auch von Nicht-Mitgliedern kostenpflichtig gebucht werden können.

Mitglieder erhalten die aktuelle Technik-Info "Wirkungsgradmessung am Biogasmotor" mit zahlreichen Hinweisen zur Optimierung des Biogas-BHKW über die bekannten Zugangskanäle. Interessenten ist die Mitgliedschaft in der IG Biogasmotoren sehr zu empfehlen, sie spart Betreibern von Biogas-BHKWs Ärger und Betriebskosten. Hier geht es zum Mitgliedsantrag: http://bit.ly/1oB5CLs