Rudolf Schmid setzt auf eine Technologie, deren Ursprünge Ende des 19. Jahrhunderts zu finden sind. Damals entwickelte der Engländer Robert Stirling (1790–1878) einen revolutionären Motor. Durch Wärmezufuhr wird im Inneren der Anlage ein Kolben angetrieben (siehe Kasten). Der Stirlingmotor war nach seiner Erfindung lange weit verbreitet, der Verbrennungsmotor löste ihn dann aber ab. Bei Letzterem wird für die Energiegewinnung ein Treibstoff-Sauerstoffgemisch entzündet. Er ist heute in keinem Auto mehr wegzudenken.
Der Thörishauser Maschinenbauer Schmid hat zusammen mit dem Genfer ETH-Ingenieur Jean-Pierre Budliger ein neues Konzept entwickelt und einen Prototyp gebaut. Diesen stellte er letztes Wochenende der Öffentlichkeit vor. «Wir haben die Stirlingtechnologie nicht neu erfunden, aber gleichwohl revolutioniert», sagt Schmid.
Stromproduzierende Heizung
Das Grundprinzip: Eine Heizung ist als Wärme-Kraft-Kopplungsanlage (WKK) konzipiert, die neben Wärme auch gleich elektrischen Strom erzeugt. Damit wird die produzierte Energie gleich doppelt genutzt. Schmid rechnet damit, dass der neue Motor doppelt so viel Strom produziert wie vergleichbare Anlagen bisher. «Dies ermöglicht eine maximale Energieeffizienz», sagt Schmid gegenüber den FN. Grosse WKK seien schon im Einsatz. Sein Konzept für eine Mikro-WKK für einzelne Häuser – er bezeichnet es als «stromproduzierende Heizung» – hätten sich bisher aber kaum etabliert. Entweder habe sich der Wartungsaufwand als zu hoch oder der Wirkungsgrad als zu gering erwiesen.
Schmids Konzept ist international patentiert. Er erinnert sich: Am Anfang der Überlegungen stand die Tatsache, dass erneuerbare Energieträger oft nur zu bestimmten Zeitfenstern zur Verfügung stehen, Solaranlagen zum Beispiel im Sommer. Im Winter wird geheizt – Heizenergie ist dann in grossen Mengen vorhanden. «Eine herkömmliche Gas- oder Ölheizung produziert bis zu 1200 Grad Wärme», gibt Schmid zu bedenken. In den Radiatoren wird jedoch nur mit etwa 40 Grad geheizt. «Da wird Energie abgewertet», so Schmid. Seine Anlage könne nun zuerst Strom produzieren (siehe Kasten). «Die Abwärme reicht noch immer, um heizen zu können.» Und Wärme kann in einem Boiler zwischengespeichert werden.
Die Maschine habe einen hohen Wirkungsgrad: Bis zu 90 Prozent der freigesetzten Verbrennungswärme könne energetisch genutzt werden, davon 20 bis 25 Prozent als hochwertiger Strom. Dies zeigten Tests mit dem neu entwickelten Prototyp. Die Anlage brauche wenig Wartung, mache keinen Lärm und stosse deutlich weniger Schadstoffe aus als bisher bekannte Motoren, die zum Beispiel mit Gas betrieben werden. «Wir haben hier das ‹Foiferli› und das ‹Weggli›.»
Die Klimastiftung Schweiz half finanziell bei der Entwicklung und den Tests der neuartigen Maschine mit. Nun soll das Produkt auf den Markt kommen: Schmid verhandelt mit Heizungsherstellern, mit dem Ziel, dass diese dereinst unter Schmids Lizenz ein Produkt mit dieser Technologie herstellen können.
Zahlen und Fakten
Ein Kolben in Schwingung
Die Verbrennung eines Energieträgers in einer Heizung führt Rudolf Schmids neuer Anlage Wärme zu. Hitze dehnt sich aus. Durch diese Wärmezufuhr durchläuft ein Gas – konkret Helium – im abgeschlossenen Inneren einen Kreisprozess, der einen elastisch aufgehängten Kolben in Schwingung versetzt. Dieser ist mit einem Generator gekoppelt, der die mechanische Energie in Strom umwandelt. Auf der kalten Seite wird dem Motor über einen Kühler Wärme entzogen, die dann als Heizenergie verfügbar ist. Die Kolben laufen berührungsfrei in den Zylindern, sodass die Reibungsverluste gering sind. Die Maschine ist dadurch laut Schmid wartungsarm.
