Eigenbau Nano BHKW

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Eigenbau Nano BHKW

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Alexgrosy
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folder Fr 3. Aug 2018, 10:47
Hallo!

Es geht nun also tatsächlich los. Ein eigenbau Nano BHKW.
Nachdem meine Powerwall (vgl. photovoltaik/eigenbau-powerwall-aus-186 ... 25333.html ) so problemlos läuft, möchte ich auch im Winter die paar kWh Strom, die ich bisher noch vom Netz gebrauchte habe, selbst erzeugen.
Warum das BHKW?
- mehr Solarfläche bringt nichts, ich speise nichts ein und habe im Sommer bereits viel zu viel Strom. Selbst die doppelte Solarfläche würde im Winter noch nicht reichen.
- mehr Speicher bringt auch nichts mehr. Aktuell sind es ca. 30 kWh. Um den Winter zu überbrücken bräuchte man ca. 500 kWh --> (noch) unrealistisch.

Los geht's also mit dem Bau vom Nano BHKW. Als elektrische Leistung strebe ich ca. 2 kW an. Das BHKW geht direkt auf die Speicherbatterie. Also DC Generator --> DC Batterie.

Als Generator dient ein alter bürstenloser 3ph AC Synchron Servomotor (permanenterregt, kostenlos bekommen :D). Die Servomotoren haben fast immer eine Bremse, die bei Stromausfall die Welle blockiert. Diese Bremse habe ich erstmal ausgebaut, sodass alles frei dreht. Neue Kugellager gab's auch gleich noch dazu.
003.JPG
An dem Deckel der Rückseite habe ich gleich noch einen Brückengleichrichter montiert. Nachdem alles wieder zusammen war ging's erstmal auf die Drehbank zum Testlauf.
009.JPG
Das Ergebnis ist schonmal recht vielversprechend. Nach Gleichrichtung sind es 127,5 V bei 1015 U/min.
008.JPG
Mit dieser Spannung kann man super einen 150 V MPPT Laderegler betreiben. Der MPPT Laderegler bestimmt dann auch die maximale Leistung. 2 kW Dauerleistung steckt der Servomotor aber locker weg. Der Generator muss also mit ca. 1000 U/min angetrieben werden, dass die Spannung passt.

Soweit erstmal der aktuelle Fortschritt. Näheres folgt dann bald wenn es weiter geht :)

viele Grüße,
Alex
Dr. Alex Lange
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Re: Eigenbau Nano BHKW

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folder Fr 3. Aug 2018, 11:06
Hi,

Das klingt alles schon mal sehr interessant, aber der Thermische Teil wird richtig spannend.

Was für eine Thermomechanische Maschine stellst Du Dir vor? Die handelsüblichen Maschinen in einem BHKWsind normalerweise Gasturbinen, da ist der Thermische Wirkungsgrad aber recht schlecht, weil doch recht viel in die mechanische Leistung geht.
Wenn Du 2kW elektrisch erzeugen willst, benötigt ein Verbrennungsmotor mit Kolben gleich einmal 20kW Sprit. Das wäre ja eine gute Heizleistung für Dein Haus. Aber wie bekommst du etwa 8kW Energie aus den Abgasen (200°C) und 8kW aus dem Kühlsystem (90°C) geregelt in das Heizsystem ohne zu große Verluste über den Rauchfang?

Für mich ist die elektrische Seite eher einfach und mit wenigen Handgriffen erledigt, aber die Thermische Kopplung an das Heizsystem, da warte ich gespannt wie ein Regenschirm....
ZOE Live Q210 6/2013 * Ladegerät @60.500km * AHK legal Typisiert 18.07.2017 * neuer Motor @71.250km
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Re: Eigenbau Nano BHKW

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Re: Eigenbau Nano BHKW

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Alexgrosy
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folder Fr 3. Aug 2018, 11:20
Hallo!

Natürlich ist das auch schon alles fertig geplant :)
Die thermische Ankopplung an das Heizsystem erfolgt einfach durch einen zusätzlichen Wärmetauscher. Nachdem die Heizung aktuell sowieso aus ist habe ich das gleich genutzt und den Wärmetauscher auch schon eingebaut:
007.JPG
Als Maschine kommt ein kleiner Dieselmotor zum Einsatz mit einer Dauerleistung von 5 kW bei 2600 U/Min. Ich werde ihn mit ca. 2 kW bei 2000 U/min betreiben und bin somit praktisch am Verbrauchsoptimum von nur 250 g Diesel / kWh mechanisch. Das entspricht dann bei 2 kW mechanischer Leistung einer thermischen Leistung von nur ca. 3-4 kW.
Der Motor bekommt einen eigenen Kühlkreislauf mit Abgaswärmetauscher. Über einen Thermostaten wird die Temperatur auf 80 °C gehalten und überschüssige Wärme über den Heizkreiswärmetauscher abgeführt.
Details gibt's dann wenn es so weit ist, du darfst gespannt sein :D

viele Grüße,
Alex
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Re: Eigenbau Nano BHKW

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folder Fr 3. Aug 2018, 11:25
Ja, sehr interessant... Insbesondere interessiert mich auch Deine Wahl der Antriebsmaschine und wohin Du mit der Abwärme gehst... Ein Mühlrad hinterm Haus hast Du vermutlich nicht ;-)

Grüazi MaXx

Upps, hätte Dir mehr Zeit geben müssen...

Re: Eigenbau Nano BHKW

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Auch ... am mitlesen ... THX
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Re: Eigenbau Nano BHKW

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folder Fr 3. Aug 2018, 12:42
Wo finden solche e—motoren ursprünglich Ihr einsatzgebiet? Gabelstapler?

Gibst du eine min. Laufzeit vor? Wann soll der Akku gestützt werden? Soc=50-80%?
ExKonsul leaf blau winterpack ca 52000 km Spannung und Spass mit Akku und....brusa booster in arbeit...in warteschleife auf upgrade 62 kwh....akkurex in Plannung by muxsan.com...Made in Dresden arrived...Ahk liegt bereit

Re: Eigenbau Nano BHKW

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Hallo!
Blue shadow hat geschrieben:Wo finden solche e—motoren ursprünglich Ihr einsatzgebiet? Gabelstapler?

Gibst du eine min. Laufzeit vor? Wann soll der Akku gestützt werden? Soc=50-80%?
Nein, das sind Servomotoren die überwiegend in Robotern (z.B. KFZ Montage oder so) eingesetzt werden. Das sind Synchronmotoren mit vielen Sensoren drin, die ganz exakt an eine bestimmte Position drehen können. Die ganze Sensorik habe ich rausgeschmissen, ich brauche nur den AC Teil ;)

Laufzeit und Akku werde ich vorgeben. Eher im unteren SOC bereich vielleicht 20 - 50 %.

viele Grüße,
Alex
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Re: Eigenbau Nano BHKW

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folder Fr 3. Aug 2018, 13:21
Motoren gibt es auch in Waschmaschienen,

Renault ZOE Intens
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Re: Eigenbau Nano BHKW

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Alexgrosy
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folder Mo 6. Aug 2018, 18:14
Hallo!

Spielzeug aus China eingetroffen: 5 kW Dieselmotor.
011.JPG
Erstmal alles unter die Lupe genommen und alles was nicht gebraucht wird weggebaut. So nackig ist er schon ziemlich kompakt ;)
014.JPG
Statt dem Wasserbehälter wird einfach ein Deckel mit Leitungsanschluss montiert. Hatte im Schrott noch ein 4 mm Edelstahlblech liegen und habe mir ein passendes Stückchen herausgesägt. Fehlt nur noch der Leitungsanschluss für's Kühlwasser.

Den "Schmierölfilter" habe ich auch gleich mal rausgebaut und für sehr schlecht befunden. Ist nur ein grobes Sieb. Hier wird umgebaut auf standard Feinfilterpatronen. Den Ölvorrat möchte ich auch gleich mit vergrößern --> langsamere Ölalterung.
015.JPG
Als nächstes muss ich jetzt mal die Abstände zwischen Generator und Motor messen, dann schweiße ich aus Vierkantrohr einen Rahmen zusammen wo dann alles montiert wird.

viele Grüße,
Alex
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