Was ist ein “BHKW”?

Ein BHKW (BlockHeizKraftWerk) ist die Kombination aus einem Motor und einem Generator, in einem Block gebaut. Der Motor treibt den Generator an und erzeugt so Strom. Die Abwärme des Motors wird als Heizwärme genutzt. In einer Einheit wird also Strom und Wärme erzeugt.

Das nanoBHKW® ist eine kleine und kompakte Lösung, die sich an der Energiebilanz eines Ein- bis Zweifamilienhauses orientiert. Als Motor fungiert ein Rasenmähermotor. Für die Stromerzeugung wird ein Synchrongenerator genutzt, der lastabhängig, also je nach Bedarf Strom und Wärme für Brauchwasser erzeugt. Zugleich wird das Heizungswasser thermisch gesteuert erhitzt.

Wie funktioniert das nanoBHKW?

Das Block-Heiz-Kraft-Werk (BHKW) läuft rund um die Uhr und erzeugt Strom, Warmwasser und Heißwasser für Heizung, wobei nur so viel Strom erzeugt wird, wie im Haushalt gerade benötigt wird.

Der Motor läuft im so genannten Standgas, er treibt einen Generator an, der permanent ca. 400 Watt Strom erzeugt. Diese Grundlast reicht aus, um Kühlschrank, Heizungspumpe, WLAN, Telefonanlage etc. zu versorgen.

Wird morgens die Kaffeemaschine, der Herd, die Brotmaschine, etc. eingeschaltet, so erkennt das die Steuerung und beschleunigt den Motor, um den geforderten Strom zu erzeugen.

Wie der Name Block-Heiz-Kraft-Werk aussagt, wird auch Wärme erzeugt: Die (Ab-) Wärme des Motors erwärmt das Wasser im Pufferspeicher.

Was unterscheidet das nanoBHKW von anderen BHKWs?

„Energiewende selber machen“. Eine sinnvolle, 100% verfügbare, regenerative Energieversorgung wird auch in 20 Jahren noch nicht möglich sein. Permanent verfügbar sind derzeit lediglich 1%! Deshalb müssen die zentralen Kraftwerke stets weiter in Bereitschaft stehen um die Versorgung sicher zu stellen. Das nanoBHKW bietet die Chance die Energiewende zu beschleunigen. Wir sprechen von Brückentechnologie. Einer umweltverträglichen Energieversorgung, bis wir irgendwann eine 100% regenerative Energieversorgung sicher gestellt haben. Entscheidend ist der Kundenwunsch, um hierfür ein Potential von 14 Millionen Hausbesitzer zu gewinnen. 14 Millionen dezentrale Kraftwerke die Strom liefern, wenn der Wind nicht weht, die Sonne nicht scheint. Daher unser Erstes Ziel, das nanoBHKW muss für jeden Hausbesitzer erschwinglich sein. Die Investition sollte ökonomisch betrachtet sogar tragbar sein. All‘ entscheidend ist jedoch der Service: Installation und Wartung. Das nanoBHKW ist eine kleine Anlage, die als Einschubvorrichtung (siehe Foto unten) mit wenigen Handgriffen ausgetauscht wird. Der Servicetechniker kommt nur einmal im Jahr und ist in ½ Stunde wieder verschwunden.


Der wesentliche Unterschied zu den aktuell verfügbaren Anlagen liegt in der Energieeffizienz. Das nanoBHKW ist in den Pufferspeicher eingebaut, so geht keine Energie verloren. „Die beste Energie ist immer noch DIE, die nicht gebraucht wird!“ Durch das nanoBHKW werden bis zu 200% an Brennstoff gespart. (Das Gleiche gilt natürlich auch für die Umweltbelastung!) Gegenüber der klassischen, zentralen Energieerzeugung mit ca. 30% Effizienz, bietet das nanoBHKW als dezentrale Lösung eine Energieausbeute von fast 100%.


Das nanoBHKW arbeitet Umwelt verträglich. Durch die Abgasreinigung entweicht ein ph-neutrales Wasser. Die Abgase sind frei von Ruß, kein Feinstaub; andere Abgase werden reduziert (`hier wird noch gearbeitet, werden Partner gesucht!).


Das „All in One–Prinzip“. Eine Energiestation für Strom, Warmwasser und Heizung. Dies wird durch die Lastabhängige Steuerung erreicht: Es wird nur so viel Strom erzeugt wie gebraucht wird. Die Heizung wird durch eine Thermische Steuerung bedient. Zusätzlich ein Tauchsieder, der ggf. die Spitzenlast, z.B. bei Frost abdeckt.


Die Einschubvorrichtung ist grundsätzlich für alle Energieträger nutzbar:

Grundsätzlich muss nur der Motor an den Energieträger (Öl, LPG LG…) angepasst werden.

Brennstoffzelle oder nanoBHKW?

Durch entsprechende Fördermittel wurde dieser Technik aktuell wieder etwas mehr Aufmerksamkeit gewidmet. Zielführend war -und ist – jedoch eine Technik aus Japan. Ähnlich zu unserem Entwicklungsstand gelangen nun erste Anlagen -als Prototypen- „in den Feldtest“. Technisch betrachtet jedoch mit einem überaus hohen elektrischen Wirkungsgrad von 60%. Ein Vergleich mit unserem nanoBHKW ist jedoch nicht gegeben. Schon vom Konzept her hinkt hier der Vergleich:


Es ist der Ganzheitliche Ansatz unseres nanoBHKW, der sich

durch das All-in-One-Prinzip in jeder Hinsicht abgrenzt:

> Die Brennstoffzelle ist beim nanoBHKW lediglich als Ergänzung –eine zusätzliche Energiestation im Heizungskeller- vorgesehen.

> Sie stellt somit eine Anlage mit einem zusätzlichen, hohen Kostenaufwand hinsichtlich Kauf, Installation, Betrieb und Wartung dar.

> Desegen stellt sie, zumindest gegenwärtig, wohl eine (ökonomisch) nicht Gewinn bringende Investition dar.


Die Brennstoffzelle wird jedoch irgendwann sicherlich auch in unserem nanoBHKW eine durchaus angemessene Berücksichtigung finden. So könnte sie, ebenfalls als Einschubvorrichtung, auch in den Pufferspeicher eingebaut werden. Aber erst dann wenn dies technisch geboten ist, wird es ökonomisch auch sinnvoll.

Diese Variante ist in unserem Projektablaufplan bereits aufgenommen.

Was ist Regelenergie?

Unser Ziel ist die Energiewende:

100% Prozent verfügbare, regenerative Energie mit Wind, Sonne und Wasser.

Mit dem nanoBHKW ist eine Brückentechnologie entstanden, um dieses Ziel schnell und umweltverträglich zu erreichen. Wenn der Wind nicht weht, die Sonne nicht scheint, bringen unsere nanoBHKW den nötigen Strom.

Dies stellt positive Regelenergie dar.


Erzeugen unsere großen Windräder zu viel Strom, können nanoBHKWs unseres Typs dafür sorgen, dass diese Windräder nicht mehr angehalten werden müssen. Dieser Strom würde mit einem Tauchsieder Wärme für Heizung, Spülmaschine, Waschmaschine und Dusche erzeugen. .

Dies stellt negative Regelenergie dar.

In diesem Fall ist das elektrische Energie die herkömmlich mit bis zu 80% des Stromverbrauchs zu Buche schlägt.


Das nanoBHKW unterstützt die Energiewende.

Es wird nicht mehr als eine neue Heizung kosten.

Auch Installations- und Wartungsaufwand sind mit denen einer Öl- oder Gasheizung vergleichbar.

Was kostet ein nanoBHKW?

Unsere Entwicklung legt großen Wert auf eine kostengünstige Konstruktion Wert gelegt. Ein nanoBHKW darf und wird nicht mehr kosten, als eine klassische Heizungsanlage.

Aktuell befinden wir uns noch in der Erprobung, die genaue Bezifferung eines Verkaufspreises ist daher noch exakt abschätzbar.

Jedoch arbeitet das nanoBHKW im Vergleich zu einer reinen Heizungsanlage sicherlich mit einer erheblich höheren Effizienz, da neben Strom, die Wärmeenergie praktisch als Nebeneffekt erzeugt wird. Die Sie Summe aus Heiz- und Stromkosten wird insgesamt erheblich sinken.

Abschließend sei angemerkt, dass es Fördermittel der Bundesregierung, für die Anschaffung eines BHKW gibt.

Wie wartungsintensiv ist das nanoBHKW?

Eine erschwingliche, betriebssichere und vor allem wartungsarme Technik ist der Wunsch aller Heizungskäufer. Die Erfahrung zeigt, dass dies bei dem aktuellen Stand der Technik nicht immer so gegeben ist…

Die Lösung ist das nanoBHKW als All-in-One-Anlage. Dank einer weltweit patentierten, integrierten Einschubvorrichtung (s. Foto), kann das BHKW schnell und unkompliziert getauscht werden. Durch diese kompakte Einheit ist es möglich, die Anlage im Zuge der jährlichen Wartung einfach zu wechseln. In wenigen Minuten ist Einschubvorrichtung getauscht, der reguläre Betrieb kann umgehend fortgesetzt werden.

Dies gewährt eine hohe Anlagenverfügbarkeit, spart zudem Zeit und Geld. Eine kostengünstige Wartung ist gegeben, Wartungsverträge ähnlich wie für eine herkömmliche Heizungsanlage sind geplant.

Wie hoch sind die Emissionen des nanoBHKW?

Die Klimaerwärmung ist aktuell für jeden spürbar. Neben den bekannten Ozonkillern – CO2 und NOx – ist die Emission der Wärme aus den Kühltürmen unseren Kraftwerken direkt verantwortlich für die Klimaerwärmung:

>Diese Energie, die Prozesswärme, wird im nano BHKW gespeichert und so sinnvoll genutzt.

> Der Schalldämpfer ist im Pufferspeicher verbaut.

> Durch die Anordnung in einem Stahlkessel (gefüllt mit 1.000 Liter Wasser), ist der Verbrennungsmotor des BHKW sehr leise.

> Der Pufferspeicher wird mittels Federn frei schwingend aufgehängt.

> Durch die Neutralisation der Abgase entweicht kein Ruß, kein Feinstaub; die Abgase werden reduziert.

Gibt es Fördermittel für das nanoBHKW?

BHKW bis 20kW werden derzeit bis zu 10.000,- Euro gefördert .

Bei der oben genannten Fördersumme handelt es sich um eine Kombination verschiedener Fördertöpfe.

Sowohl der Bund als auch die Länder haben eigene Programme, die kombinierbar sind. Nähere Informationen gibt’s z.B. bei der Energieagentur NRW.

https://www.energieagentur.nrw.de/kwk

Welcher Brennstoff kann verwendet werden?

Aktuell läuft das nanoBHKW mit Flüssiggas als Brennstoff, so genanntem LPG (Liquid Petrol Gas). Grundsätzlich können alle Kohlenstoffträger in unserem nanoBHKW als Brennstoff eingesetzt werden. Im Projektaufplan ist dies nach Prioritäten, unter anderem „nach dem Stand der Technik“ vorgesehen, geplant.

Das nanoBHKW mit einem Dieselmotor ist in der Entwicklung und kurzfristig soll eine Erweiterung auf LNG (Liquid Natural Gas / Erdgas) erfolgen.

Mittelfristig erfolgt die Umstellung auf nachwachsende Rohstoffe, allen voran „Rapsid Oils“ (Raps-, Sonnenblumen-, Palm-, Oliven-Öl, etc.). Auch weitere (nachwachsende) Rohstoffe sind als Kraftstofflieferant in unserem Projektablaufplan angedacht (CH4, Kohlegas). Dahingehend Energieträger, Gase die auch für die Brennstoffzelle prädestiniert sind. Eine Technologie die noch nicht serienreif ist aber langfristig zum Einsatz kommen wird.„

Wie funktioniert die Abwärme-Nutzung beim nanoBHKW?

Erst die Energiebilanz von Wohnhäusern zeigt uns wie und wo WIEVIEL Strom verbraucht wird.

In Deutschland wird das Warmwasser für Dusche, Spül- und Waschmaschine fast ausschließlich elektrisch erzeugt: In Summe macht das bis 80% unseres Stromverbrauchs aus.

Mit dem Betrieb eines nanoBHKW nutzt man hierzu die Abwärme und spart so bis zu 80% der Stromkosten, da die Abwärme des Motors mit ca. 600°C, sowie die des Generators mit ca. 150°C genutzt wird.

Das BHKW wird mit Öl gekühlt und die so gewonnene Abwärme direkt in den Pufferspeicher abgegeben, wo sie genutzt werden kann um Brauch- und Heizungswasser zu erhitzen.

Welche Rolle spielt der Pufferspeicher beim nanoBHKW?

Bedingt durch die geringen Wassermengen bei einer modernen Heizungsanlage kann der (Heizungs-) Brenner nicht ständig laufen, da die geringe Wassermenge ansonsten überhitzt würde. Durch wiederholte Kaltstarts der Heizungsanlagen wird aber unnötig Kraftstoff verbraucht und so die Umwelt belastet. Hier schafft das nanoBHKW dank des integrierten Pufferspeichers Abhilfe:

Bis zu 80% der elektrischen Energie im Haushalt werden für die Erwärmung von Wasser (ohne Heizung) verbraucht. So genanntes Brauchwasser, das für die Dusche, in der Spülmaschine und der Waschmaschine genutzt wird.

Im Pufferspeicher wird die Abwärme des Motors und/oder die solarthermische Energie vom Dach gespeichert. So der Kunde es wünscht oder die Wärmebedarfsrechnung dies fordert, können Solar-Kollektoren auf dem Dach installiert- und mit dem nanoBHKW kombiniert werden. Der Pufferspeicher, der Wärmetauscher und die sonstige Technik sind ja bereits vorhanden. Gleiches gilt natürlich auch für den Anschluss einer Scheitholz- oder Pelletheizung.

Vorteile des Pufferspeichers:

Beim nanoBHKW sind die Wärmetauscher für das Warmwasser direkt in den Puffer eingebaut, somit wird erheblich weniger Anlagentechnik (Hard- und Software) benötigt.

Die Heizungs- und Warmwassersteuerung darf als sehr einfach bezeichnet werden.

Durch die BHKW-Technik ist stets genügend heißes Brauchwasser vorhanden, sodass Spül- und Waschmaschine direkt an den Warmwasserkreislauf angeschlossen werden können (ohne Wärmetauscher!). Das führt zu erheblichen Einsparungen beim Material- und Installationsaufwand, sowie beim Stromverbrauch.

Da die Aufheizphase von Spül- und Waschmaschine wegfallen, ergibt sich ein kürzerer Anlagenlauf, der ebenfalls zu geringerem Stromverbrauch führt.

> Daraus resultiert eine höhere Lebensdauer von Spül- und Waschmaschine, weil der Tauchsieder kaum gebraucht wird.

> Für die Bereitstellung von Warmwasser wird kein separater Warmwasserspeicher benötigt

> Die Anlage ist nach der gültigen Trinkwasserverordnung konzipiert, somit besteht keine Legionellen-Gefahr.

> Die Solaranlage wird mit Wasser betrieben (kein Glykol als Wärmeträger), sodass eine höhere Effizienz bei der Nutzung der Solarthermie gegeben ist.

> Der Anschluss einer Stückholzheizung oder Pelletheizung ist möglich.

Was bedeutet lastabhängige Steuerung?

Eine effiziente Stromerzeugung ist durch die lastabhängige Anlagensteuerung gegeben.

Das bedeutet:

Der Motor läuft das ganze Jahr im Leerlauf konstant mit ca. 800 Umdrehungen/Minute und erzeugt so ca. 400 Watt elektrische Leistung, die als Grundlast (Kühlschrank, Standby-Geräte, etc.) ausreicht.

Sobald im Haus weitere Verbraucher eingeschaltet werden – somit mehr Strom benötigt wird – fährt das nanoBHKW seine Leistung hoch. Die Steuerungsanlage gibt automatisch Gas. Durch diese Drehzahlerhöhung erzeugt der Synchrongenerator mehr Strom.

Gleiches gilt auch für die Heizung: Wenn es draußen kalt ist, wird die Leistung des nanoBHKW automatisch gesteigert. Es wird mehr Heißwasser für die Heizung produziert, die Temperatur im Pufferspeicher gesteigert.

Die lastabhängige Steuerung bedeutet also, dass immer nur so viel Strom und/oder Wärme erzeugt wird, wie gerade notwendig ist. Somit wird Brennstoff nicht unnötig verbraucht und die Energieeffizienz des nanoBHKW erheblich gesteigert.

Wie funktioniert die Abgasreinigung?

Die Abgasreinigung besteht aus folgenden Komponenten:

> Katalysator

> Wärmetauscher

> Schalldämpfer

> Kondensator

> Neutralisator

Durch die Abkühlung der Abgase (diese haben Temperaturen von bis zu 600°C) im Pufferspeicher wird ein Kondensat erzeugt, das mittels Katalysator neutralisiert wird. Mit der Folge, dass lediglich neutrales CO2-Gas und neutrales Wasser entweichen. Auch hier verfahren wir nach einem minimalistischen Ansatz: Wir verwenden einen Katalysator, der aus Recyclingmaterial besteht, was eine zusätzliche Ressourcenschonung bedeutet.

Wer hat die Entwicklung des nanoBHKW finanziert?

Beim nanoBHKW handelt es sich um ein klassisches „Tüftlerprojekt“, das buchstäblich in der Garage entstanden ist. Das nanoBHKW wurde ohne Fremd-Finanzierung realisiert!

Das Projekt ist über die Jahre gewachsen. In einem Zeitraum von mehr als 7 Jahre wurde es mit der Hilfe und Unterstützung von fast 40 Partnern und Freunden umgesetzt.

Hubertus Weckmann:

“Am Anfang war da eine Idee. Ohne absehen zu können, auf was wir uns da einlassen, haben wir einfach begonnen….”

Welche sozio-ökonomischen Vorteile bietet das nanoBHKW?

Das nanoBHKW ist auf einen wartungsfreien Langzeitbetrieb von mehr als einem Jahr ausgelegt. Nach einem Jahr wird die Motor-/Generator-Einheit im Austauschverfahren gewechselt. Somit gibt es keine Betriebsunterbrechung der Anlage durch Wartung vor Ort. Der Antrieb des nanoBHKW mit Generator samt Steuerung kann mit Hilfe der patentierten Einschubvorrichtung zu Wartungszwecken in wenigen Minuten getauscht werden.

Es ist keine spezielle, höhere Ausbildung für diesen Austausch erforderlich. Hierdurch werden Arbeitsplätze im Servicebereich geschaffen.

Neben der effizienten Energieausnutzung besteht der ökonomische Anreiz darin, dass es sich beim nanoBHKW um ein preisbewusst konstruiertes Produkt handelt. So können sich auch einkommensschwache Familien ein nanoBHKW leisten und aktiv am Klimaschutz teilnehmen, ihre Energiewende selbst gestalten.

Welche gesetzlichen Grundlagen gibt es zu BHKW?

Im Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz, (KWKG) von 2002 wird der Bau von BHKW-Anlagen. gefordert. Die aktuelle Novellierung aus dem Jahr 2015 bringt es auf den Punkt:

§ 1 Zweck des Gesetzes

Zweck des Gesetzes ist es, im Interesse der Energieeinsparung, des Umweltschutzes und der Erreichung der Klimaschutzziele der Bundesregierung einen Beitrag zur Erhöhung der Stromerzeugung aus Kraft-Wärme-Kopplung in der Bundesrepublik Deutschland auf 25 Prozent bis zum Jahr 2020 durch die Förderung der Modernisierung und des Neubaus von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK-Anlagen), die Unterstützung der Markteinführung der Brennstoffzelle und die Förderung des Neu- und Ausbaus von Wärme- und Kältenetzen sowie des Neu- und Ausbaus von Wärme- und Kältespeichern, in die Wärme oder Kälte aus KWK-Anlagen eingespeist wird, zu leisten.

Zur Erläuterung: KWK steht für Kraft-Wärme-Kopplung, einer Kombination von Wärme- und Stromerzeugung, also einem BHWK.

Was ist das All-in-One-Prinzip?

Das nanoBHKW ist eine autarke Energiestation für Strom und Wärme. Wie der Name sagt, ein kleines (nano [gr] = Zwerg) für Ein- bis Eineinhalb-Familienhäuser.

Eine All-in-One-Technik, eine kompakte Anlage mit wenig Platzbedarf, die schnell und unproblematisch zu installieren ist und den gesamten Wärme-, sowie einen Großteil des Strombedarfs eines Einfamilienhauses abdeckt.

Die Kosten werden den Preis einer klassischen Heizungsanlage nicht übersteigen.

Hinzu kommt: Unser nanoBHKW erzeugt Strom und Wärme und erwirtschaftet so Gewinn.

Wo und wann kann ich ein nanoBHKW kaufen?

Mit der Serienreife des nanoBHKW ist in 2021 zu rechnen. Aktuell sind auf Basis des Laboraufbaus 10 Pilotanlagen geplant. Mit diesen Anlagen wird die Technik zur Serienreife gebracht. Ende 2021 werden voraussichtlich die ersten Anlagen für eine Kleinserie produziert.

Für den Vertrieb werden derzeit noch Lizenznehmer gesucht.