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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: redaktion@okofen-e.comWeb: 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.