Thermoelektrischer Generator für die autarke Stromversorgung einer Zentralheizung?

    Ein thermoelektrischer Generator ist im Prinzip ein inverses Peltier-Element, dass man von Camping-Kühlboxen kennt. Ein Peltier-Element erzeugt Kälte durch Strom. Beim Thermoelektrischen Generator ist es genau umgekehrt; er erzeugt Strom aus einer Temperaturdifferenz.

    Mich würde interessieren, ob
    1. man so einen thermoelektrischen Generator in den Heizkessel einer Zentralheizung einbauen kann
    2. und man damit dann so viel Strom erzeugen könnte, dass man die Zentralheizung auch bei einem Stromausfall autark betreiben kann, also ob der erzeugte Strom für die Elektrik der Zentralheizung ausreicht. (Denn ohne autarke Stromquelle läuft die Zentralheizung bei einem Stromausfall nicht.)

    Danke im voraus.

    COTG.

    Die schnelle Antwort: Nein.

    Die lange Antwort: ein TG bringt lt. Wikipedia 17% des Carnot-Wirkungsgrads. Letzerer liegt bei einer Heizung selbst im günstigsten Fall (siedendes Wasser, 0° Außentemperatur) bei weniger als 27%. und 17% von 27% ergibt gerade mal 4,56% - im Idealfall! Das bedeutet: Optimale Wärmeableitung, konstante Temperaturspreizung, ...

    Der Regelfall wird eher sein: 65° Wassertemperatur, 10° Umgebungstemperatur. Da bleiben dann noch ca. 2% Wirkungsgrad übrig.
    Alleine die Umwälzpumpe benötigt schon mal ca. 50W. Wenn die Heizung nochmal selbiges benötigt (also in Summe 100W). Du brauchst also konstant 5.000W thermische Leistung, um das Werk am Laufen zu halten.

    Man könnte natürlich Batterien und Wechselrichter dazwischenschalten, dann könnte sich das ausgehen: Aber dann ist man nicht mehr weit weg von einer Inselanlage.
    Ein 45W-TE kostet in der Bucht aktuel 580 €. Allerdings sind die 45 W bei 450°C (Gesamtwirkungsgrad: ca. 10%). Du brauchst also 10 von den Dingern! Oder mehr.
    Um dieses Geld bekommst du eine schöne 5 kWp-PV-Anlage, die selbst bei miesem Winterwetter noch ca. 100W (selbst in den schwächsten Monaten) bringt. Und du hast von Februar bis Oktober Strom ohne Ende!

    There is no such thing as too much backup!

    Ein Brennwertkessel ist aber kein thermoelektrischer Generator. Ersterer bringt mittels Brennstoff (üblicherweise Gas) das Wasser auf eine höhere Temperatur. Dieser Prozess kann sehr effizient sein.
    Letzterer erzeugt (vereinfacht gesagt) Strom, indem er die Temperaturdifferenz zwischen A und B in elektrische Ladung umsetzt. Und je höher die Temperaturdifferenz ist, desto höher ist auch die transportierte Ladung. Dieser Prozess wiederum ist aber nicht sehr effizient.

    There is no such thing as too much backup!

    Zitat von Bardo Thodol im Beitrag #4
    Ein Brennwertkessel ist aber kein thermoelektrischer Generator. Ersterer bringt mittels Brennstoff (üblicherweise Gas) das Wasser auf eine höhere Temperatur. Dieser Prozess kann sehr effizient sein.


    Und bei einem Brennwertkessel hat manBauart bedingt keine Möglichkeit

    , den thermoelektrischen Generator an die Brennkammer zu schrauben?

    Zitat von tanziopa im Beitrag #5
    Es gibt ähnliche Systeme am Markt (Heizkessel mit Sterling-Motor), die Wärme und Strom liefern.


    Ein Sterling-Motor hat zwar einen höheren Wirkungsgrad als ein thermoelektrischer Generator. Ich habe aber Angst, dass der drehende Motor schneller über die Jahre verschleisst als ein mechanisch ruhender thermoelektrischer Generator.

    COTG.

    Zitat von consuli im Beitrag #6
    Und bei einem Brennwertkessel hat man Bauart bedingt keine Möglichkeit, den thermoelektrischen Generator an die Brennkammer zu schrauben?



    Möglicherweise. Kommt auf den jeweiligen Kessel an. Ist aber fast irrelevant: Die beiden Wirkungsgrade sind für jeweils unterschiedliche Aussagen herzunehemen. Der Wirkungsgrad des Brennwertkessels sagt aus, welcher Anteil des Heizwerts des verwendeten Heizmaterials tatsächlich in nutzbare Wärme umgesetzt werden kann.

    Hier wird es erstmal ein wenig verwirrend, weil man zuerst einmal den richtigen Wirkungsgrad des Brennwertkessels ermitteln muss. Teilweise werden ja Wirkungsgrade von > 100% angegeben, was natürlich physikalisch totaler Schwachsinn ist. Die Hintergründe kann man unterhttps://www.wohnnet.at/energie/heizung/brennwertkessel-19301

    nachlesen.

    Gehen wir einfach davon aus, dass ein Wirkungsgrad von angeblichen 106% in Echt ca. 95% bedeuten. Das bedeutet, dass aus 1 m³ Gas mit einem Heizwert von 10 kWh/m³ 9,5 kWh nutzbare Wärme erzeugt werden können. 0,5 kWh gehen als Verlust in die Umwelt.

    Erst ab diesem Zeitpunkt kommt der Wirkungsgrad des TG zum Tragen: Von den 9,5 kWh werden ca. 2% (=190 Wh) in elektrische Energie umgesetzt -wenn

    du jede Stunde 1 m³ Gas für dein Warmwasser aufwendest. Bei der Heizung (Vorlauftemperatur 45°C) ist der Wirkungsgrad des TG übrigens bei gerade mal 1,4%.

    Das alles setzt aber voraus, dass du einen effizienten Wärmeübergang von z.B. Heizkessel auf den/die TG hast (lies: Wärmetauscher). Ohne substanzielle Änderungen am Kessel wird das also nix.

    Wie gesagt: Ich würde mir den Strom anders erzeugen. Hast du z.B. einen eigenen Gastank, kaufe dir einen Honda-Generator mit Gas-Umsrüstung, und du hast für alle Zeiten genug Strom. Wenn du damit am Netz hängst: Schreib' die Heizung als nicht krisenfest ab und schau generell, welche Alternativen du hast!

    There is no such thing as too much backup!

    Durchaus ganz interessant für Häuslebesitzer, die von Dir verlinkte werbewirksame Berechnung des Wirkungsgrads einer (Brennwert-)Heizung durch die Heizungshersteller.


    Nichts desto trotz zielte meine Frage eigentlich darauf, ob der prädistinierte Anbringungsort für einen thermoelektrischen Generator bei einem Brennwertheizung bereits durch dessen spezielle Anlagen belegt/ zugebaut ist. Der oben gelinkte thermoelektrischen Generator hat einen Arbeitsbereich von 450 Grad. Ergo muss man ihn nah am Feuer platzieren, also an der Brennkammer. Bei einer Ölheizung alter Bauart ist das auch kein Problem. Da bestand die Brennkammer einfach aus einem Quader, der oben Wärmeleitzinken hatte, die die Wärme zum darüber liegenden Warmwasserkessel leiteten. Sobald ich die äußere Wäremedämmung der Brennkammer einer alten Heizung freilege, hätte ich einen näherungsweise 450° heißen Platz, an dem ich den thermoelektrischen Generator anbringen könnte.

    Bei einer Brennwertheizung gibt es aber noch viel mehr Geschmeuß, Abgaswärmetauscher und so weiter.

    Daher meine Frage:
    Wo/ an welcher Stelle einer Brennwertheizung könnte ich den thermoelektrischen Generator am besten anbringen?

    COTG.

    Da, wo du die größte Temperaturdifferenz zustande bringst. Z.B. am Abgasrohr.
    Der Wirkungsgrad vom thermoelektrischen Generator lebt von einer hohen Temperaturspreizung. Je heißer die eine Seite und je kühler die andere Seite ist, desto mehr Strom erzeugt er.

    There is no such thing as too much backup!

    Zitat von Bardo Thodol im Beitrag #9
    Da, wo du die größte Temperaturdifferenz zustande bringst. Z.B. am Abgasrohr.


    Nun ist aber gerade die Eigenart einer Brennwertheizung, dass ihr Abgas durch den Abgaswärmetauscherprozess fast kalt ist.

    Außerdem scheint es mir eher schwierig zu sein, einen planen (flachen) thermoeletrischen Generator auf einem runden Rohr zu montieren.

    COTG.

    Sag' ich ja: Ein TG an einer Brennwertheizung ist alles andere als sinnvoll! Dir fehlt hier schlicht und ergreifend die Temperaturspreizung!!!

    So gut wie jede andere Lösung ist kosteneffizienter und zuverlässiger.
    Wenn du Gas als Brennstoff hast: Rüste einen Honda EU 10i oder 22i auf Gasbetrieb um. Kostet einen Bruchteil der TG-Lösung, ist unabhängig von der Wärmeproduktion und spart dir tausende Euro an Investitionskosten.

    There is no such thing as too much backup!