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Strom und Wärme auS HolzpelletS
Die Verwirklichung der Vision einer dezentralen Energie-versorgung ist unsere Mis-sion. Das Besondere daran?
ÖkoFEN entwickelt eine CO2-neutrale Technologie mit Holzpellets als Energieträger,
welche ein Gebäude zeitgleich sowohl mit Wärme als auch
mit Strom versorgt.
Unser Leben ist ohne Strom und Wärme nicht mehr vor-stellbar. In Zukunft wird der
heimische und nachwachsen-de Rohstoff Holz - in Form von Pellets - die Energie für unse-
ren Alltag bereitstellen.
Wärme und Strom mit reinem GeWiSSen
Effizienter - Unabhängiger - Sauberer als bisher.
Die Vision
Die Visionäre der Pelletsheizungsbranche:
ÖkoFEN Geschäftsführer Herbert und
Stefan Ortner
Kraft-Wärme-KopplunG mit StirlinGmotor
Eine fast vergessene Techno-logie erlebt ihre zweite Blüte. Die Energiewende machte es möglich, eine 200 Jahre alte Erfindung durch High-Tech-
Entwicklung auf den neuesten Stand der Technik zu bringen.
Die wohl bekannteste und auch gängigste Form der kombinierten Wärme- und
Stromgewinnung ist die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK). Die-ses System steht auch für das Projekt ÖkoFEN_e im Fokus
der Entwicklung.
Ein geeigneter Weg, die Kraft-Wärme-Kopplung technisch zu realisieren ist der Einsatz eines
Stirlingmotors. Stirlingma-schinen sind wie kein anderer Energiewandler in der Lage, nachwachsende Brennstoffe emissionsarm und klimaneu-
tral in Bewegungsenergie umzuwandeln.
ÖkoFEN_e
Strom WärmE
PEllEtS-HEizuNg
StirliNg-motor
ein HerauSforderndeS projeKt braucHt
StarKe und erfaHrene partner
Microgen Engine Corporation und ÖkoFEN vereinen diese Eigenschaf-ten. Zwei Spezialisten, die Pioniere sind, bündeln ihre Kräfte um das zu
erreichen, was viele versucht, jedoch noch niemand erreicht hat -
die Entwicklung eines Pelletskraft-werks für Zuhause.
Microgen Engine Corporation arbei-tet seit vielen Jahren an der Entwick-
lung eines serienreifen Freikolben-Stirlingmotors. Seit 1995 hat das
Unternehmen 200 Millionen Euro in die Entwicklung des Produkts
investiert.
Die Anstrengungen haben sich gelohnt. Seit 2010 verfügt Microgen
Engine Corporation über die weltweit einzige erfolgreiche Serienproduktion
von Stirlingmotoren.
ÖkoFEN ist es bereits nach kurzer Entwicklungszeit gelungen, die Microgen Stirling-Technik in eine
Pelletsheizung zu integrieren.
Die EntwicklungMärz 2010:
Kooperationsverein-barung Microgen
Engine Corporation/ÖkoFEN
Herbst 2010: Erste erfolgreiche
Tests am Prüfstand
Sommer bis Herbst 2011:
Optimierung des Prototypen
Frühjahr bis Herbst 2012:
Langzeittests des KWK-Systems am
Prüfstand
Dezember 2012: Offizieller Start des
Feldtests in Österreich
Frühjahr 2010: Entwicklung Ver-
brennungskonzept für ÖkoFEN_e
Frühjahr 2011: Optimierung der Anströmeinheit
November 2011:Erfolgreiche Typen-
prüfung der PELLEMATIC
SMART_e
Herbst 2012: Auswahl der ersten
Feldtest- kandidaten
5. Dezember 2012: Erste Feldtestanlage
geht ans Netz
Sommer 2010: Entwicklung des
ÖkoFEN_e Prototyps
März 2011: Erstmals dauerhaft
1 kW elektrische Leistung
Frühjahr und Sommer 2012:
Vorbereitung des Feldtests
November 2012: Prüfbericht für
Pellematic Smart_e wird veröffentlicht
Frühjahr 2013: Installation weiterer Feldtestanlagen in
Österreich
Aufbau desmicrogen Stirlingmotors
Stirlingkopf
Verdrängerkolben
Arbeitskolben
Kupferspule
Feder
Wärmeübertragerrippen
Wassergekühlter Bereich
magnetband
Der Freikolben Stirlingmo-tor der Fa. Microgen Engine
Corporation arbeitet in einem hermetisch abgeschlossenen
System mit Helium als Arbeits-gas. Die Kolbenbewegung wird in einem integrierten
Generator in 1 kW elektrische Energie umgewandelt.
(Wechselstrom mit 50 Hz)
funKtionSWeiSe
• Der Verdrängungskolben drückt Helium durch den Regenerator vom Kopf zum Kühler. Die Feder am ge-genüberliegenden Gehäu-seboden drückt den Kolben wieder nach oben.
• Das Helium wird abwech-selnd erhitzt und abgekühlt; es dehnt sich aus und zieht sich wieder zusammen. Da-bei entsteht eine Druckwelle.
• Der Arbeitskolben wird durch die Druckwellen nach oben und unten bewegt.
• Der magnetische Arbeits-kolben ist umgeben von der feststehenden Magnetspu-le mit Kupferwicklungen. Dadurch entsteht Wechsel-strom.
Dieser Zyklus wiederholt sich 50-mal pro Sekunde.
Die nach der Stromerzeugung verbleibende Wärme wird für die Wohnraumbeheizung und
Trinkwassererwärmung genutzt.
Der Stirlingmotor
ÖkoFEN PEllEmAtiC SmArt_e Prototyp
pellematic Smart_e
ÖkoFEN_e stellt eine Weiter-entwicklung der PELLEMATIC SMART – einem Schichtspei-cher mit Pelletsbrennwertmo-dul und Heizungshydraulik auf kleinstem Raum dar. Aufgrund der guten Erfahrungen werden
auch bei der PELLEMATIC SMART_e alle technischen Komponenten in nur einem
Gerät vereint.
Aus ÖkoFEN_e wird nun PEllEmAtic SmArt_e.
Der Pelletsbrenner und der Stirlingmotor von Microgen
werden in einen ca. 600-Liter-Schichtspeicher integriert. Auf
nur rund 1,5 m² Stellfläche, kompakt und ansprechend verpackt, entsteht die erste
Strom produzierende Pellets-heizung von ÖkoFEN.
Um einen verbesserten Wär-meübergang am Erhitzerkopf des Stirlingmotors (= Wärme-übergang vom Rauchgas auf den Stirlingmotor) zu erzielen
wurde zusätzlich eine spezielle Anströmeinheit entwickelt.
Da es brennstoffbedingt zu Verunreinigungen am Er- hitzerkopf kommen kann, wurde zudem eine vollau-tomatische Reinigungsein-
richtung für den Erhitzerkopf entwickelt und bereits
erfolgreich getestet.
Das Erfolgskonzept
technische Eckdatentechnische Daten (lt. typenprüfung gemäß EN 303-5) Einheit Pellematic Smart_e
Nennwärmeleistung (bei Kondenswasserbildung) kW 15,6
Brennstoffwärmeleistung (bei Nennwärmeleistung Hu) kW 14,8
Elektrische Leistung Watt 1000
Höhe mm 1960
Breite mm 1175
Tiefe mm 1150
Gesamtwirkungsgrad bei Nennlast % 102
Wasserinhalt l 520
Emissionen (Auszug)
Staub mg/Nm³ 4
CO mg/Nm³ 31
pellematic Smart_e
Die Pellematic Smart_e verfügt neben einem integrierten Stirlingmotor serienmäßig auch
über ein Pellets-Brennwertmodul.
Zusammen mit der bereits vor- installierten Hydraulik werden
diese Komponenten in einen 600-liter Pufferspeicher zum effizientesten Pellets-
KWK-System integriert.
Bild links (v. li. n. re.): Große Freude über die 1. Strom erzeugende Pelletsheizung von ÖkoFEN: Stefan Pumberger (ÖkoFEN Technik), Roland Pargfrieder (Technik), Stefan Ortner (GF ÖkoFEN), Herbert Ortner (GF ÖkoFEN), Vro-ni und Willi Hopfner (Besitzer der Feldtestan-lage), Miriam Gahleitner (ÖkoFEN_e Projekt-leitung), Michael Mayr (Technik)
Neben Pellets setzt Willi Hopfner auch
schon lange die Energie der Sonne ein,
um Strom zu erzeugen
meilenstein in der Ökofen
firmengeschichte:
Nach 2-jähriger Entwicklungs-arbeit konnte im Dezember 2012 offiziell der Feldtest in
Österreich gestartet werden. Anfang Dezember ging die
erste Feldtestanlage bei Willi Hopfner in Lembach ans Netz. Das System produziert Wärme mit 14 Kilowatt thermischer
Leistung und Strom mit 1 Kilo-watt elektrischer Leistung.
Der Eigenverbrauch der Fa-milie soll nun vorwiegend mit
dem eigenen, im Keller erzeug-ten Strom abgedeckt werden, der überschüssige Strom wird
ins Netz eingespeist.
Im Langzeittest bei unter-schiedlichen Endkunden soll
nun genügend Praxiserfahrung gesammelt werden um später
in Serie gehen zu können.
Die Auswahl der Feldtestkun-den erfolgte nach verschiede-nen Anforderungen (alleiniger Wärmeerzeuger, Grundlastkes-sel in Kombination mit einem weiteren Wärmeerzeuger, etc.) um so viele unterschiedliche Erfahrungen wie möglich zu
gewinnen.
In den nächsten Monaten werden vor allem noch
Anlagen in der Nähe zur Firmenzentrale Niederkappel installiert. Der Feldtest wird dann in weiterer Folge auf
ganz Österreich mit bis zu 40 Anlagen ausgeweitet.
Feldteststart
Energiepionier Willi Hopfner mit seinem
Elektrofuhrpark
Österreich - ZentraleÖkoFEN PelletsheizungGewerbepark 1A-4133 NiederkappelTel. 0043 (0) 72 86 / 74 50Fax 0043 (0) 72 86 / 74 50-10E-Mail: [email protected]: www.okofen-e.com
Projekt ÖkoFEN_eDas Pelletskraftwerkfür zuhause
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Das Projekt wurde aus Mitteln des Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) sowie aus Landesmitteln gefördert.