Sunmachine: Pellet-BHKW mit Stirlingmotor

SUNMACHINE GmbH – Das (ehemalige) Unternehmen

Sunmachine
Bildquelle: Sunmachine

Die Sunmachine GmbH wurde 2005 von von Eckhart Weber, als „Sunmachine Gesellschaft für Stirling-Technologien mbH“ in Nürnberg gegründet und später mit der „Sunmachine Vertriebsgesellschaft mbH“ zur „Sunmachine GmbH“ fusioniert.

Investorenstruktur: Das Unternehmen Sunmachine hatte bereits drei Finanzierungsrunden durchlaufen. Das Startkapital brachte Ulrich Seitz 2005 auf. Seit Juni 2007 war Dr. Dagobert Kotzur technischer Geschäftsführer und Hauptinvestor. Zum August 2009 übernahm Christoph Ostermann die alleinige Geschäftsführung der Sunmachine GmbH. Seitz und Kotzur blieben Gesellschafter von Sunmachine. Im Januar 2010 wurde die Geschäftsführung um Ralf Grass (Technischer Leiter), Heiner Hüppelshäuser (Leiter Entwicklung) und Peter Berger (Leiter Materialwirtschaft) erweitert. Als direkter Mitgesellschafter und in Form einer stillen Beteiligung hatte sich Ende 2007 die BayBG Bayerische Beteiligungsgesellschaft, München, im Rahmen der dritten Investitionsrunde bei der Sunmachine GmbH engagiert. Das Beteiligungskapital umfaßte ein Gesamtinvestitionspaket von 11,8 Mio. € und diente zum Ausbau der Produktionskapazitäten sowie zum Erreichen der Serienreife für die Mini-BHKW.


An der letzten Finanzierungsrunde nahm auch ein Investor aus dem Bereich der Erneuerbaren Energien teil. Mit einem Beteiligungskapital in Höhe von 600.000 Euro im Dezember 2007 sowie einem weiteren nachrangigen Darlehen in Höhe von 1,4 Millionen Euro Anfang 2008 hat sich die ABO Wind AG an der Sunmachine GmbH beteiligt. Letzter Mehrheitseigner war ein Schweizer Investor, der im Juli 2009 in das Unternehmen Sunmachine einstieg.

Junge Technologie: Die Erfahrungen der Vergangenheit, mit rund 400 ausgelieferten Sunmachine Pellet Mikro-Blockheizkraftwerken, zeigten in der Praxis den Optimierungsbedarf der Anlage. Die notwendigen Service- und Wartungsintervallen waren kürzer als erwartet. Deshalb musste Sunmachine im Oktober 2009 die Produktion stark zurückfahren. Der Fokus liegt danach auf der Zuverlässigkeit der Sunmachine.

Restrukturierung: Nachdem Sunmachine in der Vergangenheit auf drei Standorte (Hauptsitz Wildpoldsried, Entwicklungszentrum Nürnberg, Produktion Kaufbeuren) verteilt war, beschloss man Anfang 2010 die Zusammenlegung und den Umzug der Standorte Wilpoldsried und Kaufbeuren in das nahe gelegene Kempten. Im ersten Quartal 2010 beschäftigte Sunmachine noch 85 Mitarbeiter, nachdem man in 2009 noch 100 Mitarbeiter zählte.

SUNMACHINE Insolvenz

Insolvenzantrag: Der Hauptgesellschafter, der die Finanzierung der Sunmachine GmbH in den letzten Monaten des Unternehmens mit über 22 Millionen Euro bestritten hatte, teilte am 27.04.2010 mit, dass er den Finanzierungsbedarf von weiteren ca. 25 Millionen EUR bis zur eventuellen Marktreife des Produktes nicht mehr weiter finanzieren wird. Zusätzlich wurde ein halbes Jahr lang versucht, einen Co-Investor zu finden, der die finanziellen Lasten mitträgt. Dieses leider auch ohne Erfolg. Die Gesellschaft war damit zahlungsunfähig und die Geschäftsführung war verpflichtet, unverzüglich Insolvenzantrag zu stellen.

Wie geht’s weiter?

BAFA-Rückforderung: Da die ausgelieferten rund 400 Sunmachine-BHKW (bis auf rund 10 Geräte von engagierten „Do-it-Yourself“-Besitzern) samt und sonders still stehen, kommt es für die Besitzer zu allem Unglück noch dicker. Die Voraussetzungen für  die BAFA-Förderung sind durch den Stillstand der Geräte im Nachhinein nicht gegeben und werden daher von der BAFA zurückgefordert!

Sachsen Stirling: Die Fa. Sunmachine soll inkl. aller Rechte und Patente für 900.000 EUR an die Fa. Sachsen Stirling (09575 Eppendorf) verkauft worden sein. Allerdings hört man auch gut zwei Jahre nach der Sunmachine-Insolvenz nichts von diesem Unternehmen. Einen Internetauftritt gibt es bis dato nicht.

ti ingenieurservice: Letzte  Hoffnung für die Besitzer der havarierten Sunmachine-BHKW könnte ein engagierter Ingenieur aus Amberg sein. Dr.-Ing Karl Tschörtner besitzt selbst eine Sunmachine und versucht  derzeit die zentralen Problemfelder zu analysieren und technisch in den Griff zu bekommen. Sein erklärtes Ziel ist ein Wartungsintervall von einem Jahr. Angesichts einer Lebenserwartung des Erhitzerkopfes von erfahrungsgemäß gerade einmal 700 Stunden ist  das nicht nur ambitioniert, damit ist auch klar ein zentrales Problemfeld definiert. Neben dem Erhitzerkopf des Motors macht vor allem der Kurbeltrieb mit derzeit rund 2.000 Betriebsstunden Lebenserwartung Ärger. Gelingt es ihm, seine eigene Sunmachine hinreichend standfest zu machen, will er Reparatursets anbieten. Damit könnten die leidgeprüften Sunmachine-Besitzer dann ihre BHKW nachrüsten und endlich ans laufen bringen.

Technische Daten Sunmachine Pellet

Die Sunmachine heizt mit Pellets und erzeugt gleichzeitig Strom. 2 Kilogramm Pellets ersetzen 1 Liter Heizöl. Ein Kubikmeter geschütteter Pellets weist etwa den gleichen Heizwert auf wie 320 Liter Heizöl und benötigt für die Lagerung nur etwa doppelt soviel Platz.

Sunmachine Pellet
AnwendungsbereichEin- und Mehrfamilienhäuser, Kleingewerbe
BrennstoffHolzpellets nach DIN plus
Brennstoffverbrauchca. 3 kg Pellets pro Betriebsstunde (ca. 50 Ct)
Geräuschniveau49 dB(A) in 1 m Entfernung
Motor1-Zylinder-Stirling-Motor
Hubraum520 ccm
Drehzahlbereich500-1.000 U/min
Emissionswerte NOx195 (mg/m3)
Emissionswerte CO113 (mg/m3
elektrische Leistung (Strom)1,5 – 3,0 kW
thermische Leistung (Wärme)4,5 – 10,5 kW
Wirkungsgrad elektrisch20 – 25%
Gesamtwirkungsgradca. 90%
Abmessungen (BxHxT)76,0 x 159,0 x 116,0 cm
Platzbedarf (BxT)Seitenabstand am zentralen Anschluss min. 80 cm,
Seitenabstand einer weiteren Seite min. 80 cm,
beide übrigen Seiten min. 40 cm;
freier Abstand nach oben min. 40 cm
Gewicht410 kg (ohne Verkleidung)
Vorlauftemperatur50-75°C
Rücklauftemperaturmax. 60°C (optimal 30°C)
Stromanschlussein 230 V-Netzanschluss (Steuerspannung), 16 A;
ein 400 V-Drehstromanschluss für die Einspeisung ins Netz
Sonst. Anschlüsseein Kanalisationsanschluss zur Kondensatableitung
Zulassungenn.v.
BAFA-Förderungmax. 4.650 €, kein Umweltbonus

Sunmachine Preis

Der Preis der Sunmachine lag bei ca. 23.000 € (ohne Puffer, Anbindung etc.), zusammen mit einem 1.000 l Pufferspeicher, einem Pellets-Austragungssystem und einem Frischwassermodul lag der Preis dann bei rund 30.000 €. Die Sunmachine Vertriebs GmbH argumentierte für den laufenden Betrieb folgendermaßen:

  • Brennstoffverbrauch/Stunde: 3 kg Pellets
  • Brennstoffkosten/Stunde: ca. 0,50 €
  • Stromproduktion/Stunde: 3,0 kWh
  • Stromertrag/Stunde: 0,735 €
  • Gewinn/Heizstunde: 0,23 € (inkl. MWSt)

Sunmachine Arbeitsprinzip

50l-Tagesbehälter: Die Pellets werden per LKW angeliefert und in das Pelletlager (Sacksilo oder Erdtank) eingeblasen. Von diesem Tank werden die Presslinge nach Bedarf portionsweise und vollautomatisch per Vakuumförderung in den Sunmachine- Tagesbehälter mit einem Fassungsvermögen von 50 Litern eingesaugt.

Sunmachine_3
Bildquelle: Sunmachine
Gasflamme
Bildquelle: Sunmachine

Raketenflamme: Eine Förderschnecke transportiert die Pellets in den oberen Teil der Sunmachine, von wo sie Stück für Stück auf einen 300 Grad heißen Sieb fallen, der von einer elektrischen Heizwendel zuvor auf Pelletzündtemperatur vorgeheizt wurde. Ein Glutsensor beobachtet nach der Zündung das Glutbett und gibt die Pelletzufuhr frei. Entsprechend der Helligkeit werden dann automatisch Pellets nachgeworfen. Durch das Erhitzen der Pellets entsteht brennbares Holzgas. Das Gas wird entzündet und die so entstehende um die 850 Grad heiße Flamme treibt den Stirlingmotor an. Die Gasflamme steht bei der Sunmachine übrigens Kopf. Bei dem sogenannten Upside-down-Brenner düst die Flamme wie bei einer Rückstoßrakete mit 80-90 km/h von oben nach unten auf den Stirlingmotor.

Keine Asche: Durch die raketenartige Flamme entsteht ein sogenannter „Potenzialwirbel“ der die wenige Asche, die bei der Verbrennung anfällt noch mehrfach weiterverbrennt bis hin zur Mineralisierung. Die verbliebenen Mineralpunkte werden mit dem Kondensat ausgespült und können bedenkenlos in die öffentliche Kanalisation geleitet werden. Wer möchte, kann das Kondensat auch sammeln und als Mineraldünger verwenden. Im Vergleich zu herkömmlichen Pelletheizungen hat die Sunmachine eine deutlich rückstandsärmere Verbrennung.

Stirlingmotor: Anders als bei den üblichen Verbrennungsmotoren wird bei einem Stirlingmotor der Brennstoff nicht innerhalb des Motors verbrannt. Ein Stirlingmotor, oft auch als „Heißluftmotor“ bezeichnet,  wird durch eine äußere Energiequelle angetrieben. Das kann eine Flamme, Sonnenenergie, oder die Wärme einer Hand sein. Dem Stirling ist es grundsätzlich egal, woher die Wärme kommt. Im Falle der Sunmachine ist es die Verbrennungshitze von Pellets. Das im Motor eingeschlossene Arbeitsgas (Stickstoff) dehnt sich durch die Zuführung der Flammenhitze aus. Über einen integrierten Wärmetauscher wird das Gas wieder abgekühlt, zieht sich zusammen und wird dem Kreislauf wieder erneut zugeführt. So wird das Temperaturgefälle zwischen Brennerflamme und dem Heizwasser in Bewegung umgewandelt und treibt den Stromgenerator an. Die abgenommene Wärme wird als Heizwärme und für das Warmwasser genutzt.


Prinzipbedingt kommt der Stirlingmotor ohne Getriebe, Ventile, Anlasser, und Motorenöl aus. Durch die externe Verbrennung bleibt der Motorinnenraum frei von Rückständen und Verschleiß. Der Sunmachine-Stirlingmotor ist so konstruiert, dass er laut Simulation bis zu 80.000 Stunden wartungsfrei laufen soll. Insbesondere die Anforderungen der Sunmachine an die Qualität und Lagerung der Pellets sind allerdings nicht zu unterschätzen und führten in der Vergangenheit zu unerwarteten Ablagerungen und entsprechend verkürzten Wartungsintervallen.

Schallschutzhaube: Die gesamte Sunmachine-Einheit wird von einer Schallschutzhaube abgedeckt. So wird ein vergleichsweise ruhiges Arbeitsgeräusch von va 45-49 dB (A) erreicht.

Sunmachine Wechselrichter
Bildquelle: Sunmachine

Steuereinheit: Das Touch-Panel befindet sich auf der Frontverkleidung des Wechselrichters und ermöglicht die Bedienung der gesamten Energiestation und der Heizungssteuerung. Der Betriebszustand und die Bedienfunktionen werden auf einem grafischen Display am Wechselrichter dargestellt. Das Display besitzt eine berührungssensitive Oberfläche (Touch-Screen).

Pellets: Für den reibungslosen Betrieb der Sunmachine ist die Wahl der Pellets und deren Lagerung ausschlaggebend. Für die Wirtschaftlichkeit der Anlage ist die Wahl der Pellets ebenfalls von Bedeutung. Als nachwachsender Brennstoff sind Pellets CO2-neutral. Aus diesem Grund wird der mit ihnen erzeugte Strom der Sunmachine in Deutschland nach dem Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) finanziell gefördert, wenn er in das s öffentliche Versorgungsnetz eingespeist wird. Ab dem 1. Januar 2009 wird der Strom der Sunmachine mit 22,67 Ct./kWh vergütet, wenn Pellets aus nachwachsenden Rohstoffen (Nawaro) eingesetzt werden. Bei gewöhnlichen Pellets beträgt die Vergütung 16,67 Ct./kWh.

Pufferspeicher: Für einen guten Dauerlauf ist eine korrekte hydraulische Einbindung in das jeweilige Heizungssystem erforderlich. Weiterhin ist ein Wärmespeicher als Pufferspeicher mit Schichtfunktion mit min. 1.000l Fassungsvermögen empfohlen. Ziel ist es, den Wärmebedarf und die Wärmeerzeugung so zu entkoppeln, dass die Taktzeiten des BHKW verringert werden. Erst wenn der Pufferspeicher geladen ist, schaltet das Mini-BHKW ab, so dass der Wärmebedarf dann aus dem Pufferspeicher gedeckt werden kann.

Sunmachine Video

Wer eine Sunmachine in Aktion sehen/hören möchte, kann sich das folgende Video anschauen. Es zeigt eine Sunmachine Pellet in Betrieb. Die Anlage hatte zum Zeitpunkt des Videos ca. 2.800 Betriebsstunden geleistet und beheizt ein Haus mit 280 m² Wohnfläche. Angeschlossen ist ein 1.000 l Pufferspeicher mit Frischwassermodul.


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