Lastzyklus-Methode: TFZ entwickelt realitätsnahe Testmethode für Biomassekessel
Straubing, 17.01.2024. Weil nicht immer gleichbleibend viel Wärme von Kesseln abgenommen wird, kommt es zu schwankenden Wärmeanforderungen bei Biomassekesseln. Klassischerweise durchlaufen sie Prüfungen, sogenannte Typenprüfungen, bevor sie zugelassen werden. Jedoch finden diese bisher unter idealisierten Bedingungen statt und spiegeln damit nicht die reelle Effizienz und das Emissionsverhalten der Kessel wider. Aus diesem Grund entwickelten die Wissenschaftler des Technologie- und Förderzentrums (TFZ) in Straubing zusammen mit Bioenergy and Sustainable Technologies (BEST) die Lastzyklus-Methode. Die realitätsnahen Ergebnisse sollen vor allem den Herstellern helfen, die Kesseltechnik weiter zu optimieren. Alle Ergebnisse des Forschungsprojekts veröffentlicht das TFZ nun im Bericht Nr. 79.
„Neu an der Lastzyklus-Methode ist, dass der reale Betrieb nachgestellt wird“, erklärt Claudia Schön, Wissenschaftlerin am TFZ. Die praxisnahe Prüfmethode bindet ungünstige Betriebszustände in die Typenprüfung mit ein. Beispielsweise wird auch der Kesselneustart oder den Taktbetrieb – also das Ein- und Ausschalten des Kessels wegen des geringen Wärmebedarfs – erfasst. Im Vergleich zu bisherigen Prüfergebnissen ist die Lastzyklus-Methode imstande, höhere Emissionen und verringerte Effizienz dieser Betriebszustände abzubilden. Bei einer gängigen Typenprüfungen laufen die Kessel konstant auf einer Leistung von 100 % bzw. 30 %. In diesem Ideal werden die schwankenden Anforderungen des Biomassekessels nicht berücksichtigt. Jedoch gibt es schon jetzt hochwertige und optimal eingestellte Pelletkessel, welche unter realen Bedingungen sehr niedrige Emissionswerte erzielen. „Mit Hilfe der Lastzyklus-Methode können Heizkessel noch weiter optimiert werden, sodass der Brennstoff optimal ausgenutzt wird und wenig Emissionen entstehen“, meint Claudia Schön.
Die Lastzyklus-Methode wurde zunächst in einem Ringversuch mit insgesamt sechs Instituten wiederholt und validiert. Abschließend wurde sie an zehn automatisch beschickten Biomassekesseln (Pellet- und Hackgutkessel) im niedrigen Leistungsbereich von bis zu 30 kW sowie einem Ölkessel angewendet. Dabei wurden auch die Vor- und Nachteile eines Betriebs mit Pufferspeicher herausgearbeitet. „Die Methodik hinter der neuen Prüfung haben wir in einem englischsprachigen Methodenhandbuch zusammengefasst, welches die Lastzyklus-Methode genau beschreibt und der nationalen sowie internationalen Industrie dienen soll“, so Claudia Schön.
Die Forschungsarbeiten wurden vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) gefördert. Das TFZ arbeitete hierfür mit Bioenergy and Sustainable Technologies (BEST) und dem Deutschen Pelletinstitut (DEPI) zusammen.
Die Publikation sowie das englischsprachige Methodenhandbuch können kostenlos unter www.tfz.bayern.de heruntergeladen werden.
Am Feuerungsprüfstand des TFZ in Straubing wurde die Lastzyklus-Methode entwickelt und getestet (Bild: TFZ).
