HMI 2015: IAV zeigt Eigenentwicklung eines Mikro-BHKW

Mit Lösungen für ambitionierte Vorhaben wie das 1-Liter-Auto von Volkswagen hat sich die IAV (Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr) einen über die Automobilbranche hinaus bekannten Namen erarbeitet. Während das mit rund 6.300 Mitarbeitern nicht gerade schmal aufgestellte Unternehmen seinen Umsatz mit klassischem „automotive engineering“ in den Bereichen Bordelektronik-, Antriebsstrang- bis hin zur kompletten Fahrzeugentwicklung erwirtschaftet, bleibt offensichtlich genügend Zeit für kreative Entwicklungsprojekte: Auf der Hannover Messe stellte die IAV eine Mikro-BHKW-Eigenentwicklung vor und suchte nach Partnern, die an einer Lizenzfertigung oder dem Erwerb der Entwicklungsleistung samt Prototypen interessiert sind.

Neues Konzept mit bewährtem Motor
Brancheninsidern sind sowohl die IAV, als auch der im Mikro-BHKW der IAV verwendete Industriemotor nicht unbekannt. Als 50-prozentige Tochter des Volkswagen-Konzerns zeichnete die IAV bereits für die Entwicklung des Volkswagen BluePower und den späteren LichtBlick-ZuhauseKraftwerken vom Typ VW EcoBlue verantwortlich, ohne dabei öffentlich in Erscheinung zu treten. Für das Mikro-BHKW-Entwicklungsprojekt eignete sich jedoch offensichtlich ein konzernfremder Motor besser: Zum Einsatz kommt der bereits vom EC Power XRGI6 sowie dem Indop 9TO oder dem NeoTower von RMB/Energie bekannte und als sehr robust sowie wartungsarm geltende Toyota 1KS-Industriemotor. Abgestimmt wurde das 3-Zylinder-Triebwerk von der IAV auf eine elektrische Leistung von maximal 5 kW bei einer Wärmeauskopplung von 13 kW mit serienmäßiger Brennwertnutzung.

IAV Mikro-BHKW mit 1KS-Motor von Toyota auf der Hannover Messe 2015

Innovatives Design
Stolz zeigte man sich auf dem Stand der IAV hinsichtlich dem Einbauort des Motors: Statt die beiden BHKW-Kernkomponenten Motor und Generator mittels einer Welle zu verbinden, hat die IAV den Motor über dem luftgekühlten Generator angeordnet und beide Komponenten mit einem Riementrieb verbunden. Eine Konstruktion, die zwar nicht neu ist, sich aber abgesehen vom Kirsch Micro-BHKW bisher nicht durchsetzen konnte und auch dort für so manche Herausforderung gesorgt hat. „Aus dem Automotivebereich kommend, besitzen wir eine tiefe Kenntnis darüber, wie sich große Kräfte zuverlässig mit einem Riemen übertragen lassen. Nach einer zweijährigen Entwicklung und mehreren seit einem Jahr auf unserem Prüfstand im Testbetrieb laufenden Prototypen hat sich unser Riementrieb als solide Lösung erwiesen“, wusste IAV-Bereichsleiter Winfried Schultalbers im Gespräch mit der BHKW-Infothek zu überzeugen. Die Konstruktion der IAV habe zudem zwei entscheidende Vorteile: „Mit einer Grundfläche von 70 mal 90 cm bei einer Höhe von 130 cm besitzt unser Mikro-BHKW die typischen Abmessungen weißer Ware, findet damit auch in kleinen Immobilien seinen Platz und lässt sich mit einem Gewicht von unter 200 kg auch leicht in Keller einbringen.“ Darüber hinaus lasse sich die Konstruktion bereits in der Fertigung sehr einfach zusammensetzen, denn „die Erzeugungseinheit kann von einer Person alleine binnen 3 Stunden komplett montiert werden, was zusammen mit der konsequenten Verwendung von Industrie-Standardkomponenten die Produktionskosten des Mikro-BHKW minimiert“, verspricht Schultalbers.

IAV Mikro-BHKW: Platzsparende Konstruktion im Format weißer Ware

Ungewöhnliches Anwendungskonzept
Während Nano- und Mikro-BHKW als „stromerzeugende“ Heizung typischerweise so klein dimensioniert werden, dass eine möglichst hohe Betriebsstundenzahl von 4.000 bis 6.000 Stunden erreicht werden kann, geht die IAV den umgekehrten Weg: Das BHKW der IAV soll ein Einfamilienhaus ohne Spitzenlastkessel rein monovalent beheizen, was sich in „70 Prozent der berechneten Anwendungsfälle in einer durchschnittlichen Vollbenutzungsstundenzahl von 1.170 Stunden“ niederschlage. Dabei könne das Mikro-BHKW seine Leistung auf bis zu 20 Prozent der Nennleistung herunter modulieren. Bei einem erwarteten Wartungsintervall von 3.000 Betriebsstunden würde sich folglich ein etwa jährlicher Wartungsrhythmus ergeben. Zusätzlich sieht das Konzept der IAV einen Elektroheizstab mit 5 kW Leistung zur Installation im Pufferspeicher vor, der notfalls an extrem kalten Tagen oder bei einem Anlagenausfall als Zusatzheizung von der BHKW-Steuerung angefordert werden kann.

Prototyp einer integrierten SLBG BHKW-Steuerung der IAV

Hochintegrierte BHKW-Steuerung
Aus dem Entwicklungsprojekt eines Mikro-BHKW heraus hat die IAV aber auch Einsparpotentiale für andere Hersteller aufgedeckt: An die Stelle einer frei programmierbaren SPS (speicherprogrammierbare Steuerung), die nicht nur als Bauteil mit entsprechenden Ein- und Ausgabemodulen teuer ist, sondern auch eine aufwändige Programmierung erfordert, ist beim IAV-Mikro-BHKW eine selbst entwickelte BHKW-Steuerung getreten. Vom Logikbaustein über die Leistungselektronik bis hin zur Datenaufzeichnung mit Langzeitspeicherung und Online-Visualisierung hat die IAV alle wirklich notwendigen oder sinnvollen Funktionen in einer Steuerung bestehend aus vier Platinen zusammengefasst und plant diese Komponente auch anderen BHKW-Herstellern als Produkt anzubieten. (lfs)

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Webseite: www.iav.com