Brændselscelleopvarmningen producerer ikke kun varme og varmt brusevand, men også elektricitet som et "affaldsprodukt". For at kunne bruge en brændselscelle bæredygtigt er det fornuftigt at holde den i drift permanent: Sådan genererer du meget varme og elektricitet. Her kan du finde en oversigt over alt om finansiering, installation og energiomkostninger til opvarmning af brændselsceller.
Brændselscelleopvarmning: et overblik over de vigtigste ting
- Generering af energi i form af varme og elektricitet i en enhed på samme tid.
- Systemet fungerer særligt energieffektivt.
- De høje anskaffelsesomkostninger udlignes af lave energiomkostninger.
- Brændselscelleopvarmning gør dig uafhængig af el-udbyderen.
- Tilskud er mulige for typen af opvarmning.
Hvordan fungerer en brændselscellevarmer?
Kort sagt: I et brændselscelleopvarmningssystem nedbrydes gas kemisk og producerer varme og elektricitet. Princippet er også kendt under udtrykket ”kombineret varme og kraft”. Dette spørgsmål kan besvares lidt mere detaljeret, hvis du adskiller varmelegemet i dets komponenter. Den vigtigste del er "stakken", som kombinerer flere brændselsceller i en blok. Strukturen i en celle består af to elektroder (anode og katode) og en mellemliggende, semipermeabel membran eller en ionleder. For at fuldføre enheden er der en inverter og en reformer såvel som ilt og naturgas som energikilder. Afhængig af typen af brændselscelleopvarmning er der også en integreret gaskondenseringskedel, hvormed spidsbelastninger kan dækkes, samt en varmtvandsopbevaringstank.I denne kombination er det så et komplet varmt vand-, varme- og elsystem. Parallelt er der også enheder, der kun indeholder brændselscelleenheden; disse kan derefter føjes til en eksisterende gaskondenseringskedel.
Ved opvarmning af brændselsceller genererer brintmolekyler varme og elektricitet på vej gennem brændselscellen.
"Brændselscellen" er normalt en brint-ilt-brændselscelle. Naturgas tilføres reformatoren i varmesystemet, hvor den omdannes til brint og kulilte. I et andet trin behandles kulilte yderligere til kuldioxid. Det nyoprettede brint kan derefter føres til brændselscellemodulet inde i varmeren. Ved hjælp af en katalysator opdeles den i positive ioner og negative elektroner på brændselscellens anodeside. De negative elektroner producerer jævnstrøm på vej fra anoden til katoden (via den elektriske leder). Den førnævnte inverter konverterer den genererede jævnstrøm til vekselstrøm og gør elen tilgængelig til brug. Forrangsrækkefølgen er normalt:Først og fremmest er efterspørgslen efter indenlandsk elektricitet dækket, derefter opkræves ethvert batterilager, der kan være tilgængeligt - for eksempel for et e-køretøj -. Det resterende overskud føres ind i elnettet og betales af forsyningsselskabet. De positive ioner diffunderer igen gennem membranen til katoden, hvor de frigiver varme og vand, når de reagerer med ilt. Den genererede varme absorberes i systemet og overføres til varmeveksleren. Derefter opvarmes radiatorer, overfladevarme (f.eks. Gulvvarme) og varmt vand.De positive ioner diffunderer igen gennem membranen til katoden, hvor de frigiver varme og vand, når de reagerer med ilt. Den genererede varme absorberes i systemet og overføres til varmeveksleren. Derefter opvarmes radiatorer, overfladevarme (f.eks. Gulvvarme) og varmt vand.De positive ioner diffunderer igen gennem membranen til katoden, hvor de frigiver varme og vand, når de reagerer med ilt. Den resulterende varme absorberes i systemet og overføres til varmeveksleren. Derefter opvarmes radiatorer, overfladevarme (f.eks. Gulvvarme) og varmt vand.
Denne kemiske proces i brændselscellen kaldes "kold forbrænding". Koldt, fordi der ikke er nogen konventionel forbrænding, hvor et råmateriale forbrændes for at generere varme.
Øverst til højre er en gaskondenseringskedel, nederst til højre er brændselscellemodulet og til venstre er varmtvandsbeholderen. Dette skaber varme og elektricitet i de mindste rum i brændselscelleopvarmningssystemet.
Installation: Krav til installationen
Kravene til installation af et brændselscelleopvarmningssystem svarer til kravene til en kondenserende kedel:
- Da naturgas er grundlaget for generering af det krævede brint, er en gastilslutning absolut nødvendig. Dette kan gøres enten ved direkte forbindelse fra gasleverandøren eller ved en tank udenfor.
- Et luftudstødningssystem (LAS) som friskluftforsyning til opvarmningen og som et udløb for udstødningsgasserne. Alternativt kan en eksisterende skorsten bruges, forudsat at den ansvarlige distrikts skorstensfejer frigiver den som intakt.
- Da brændselscelleopvarmningen er en relativt stor anordning, er pladsbehovet større end for eksempel en kondenseringskedel til ren gas. Fordelen ved brændselscelleopvarmning er imidlertid, at den i sig selv er kompakt. Dette eliminerer behovet for komplekse rørledninger uden for huset.
Systemet er kompakt til ren installation og ordre i det tekniske rum.
Brændselscelleopvarmning: effektivitet og anvendelsesområder
Anvendelsesområdet for brændselscellen er ekstremt alsidig. I enfamiliesektoren er det i øjeblikket stadig underdog, hvorimod det oftere bruges som en kombineret varme- og kraftenhed i store industrianlæg eller flerfamiliehuse. Det viser sin alsidighed frem for alt uden for ren opvarmning. Det er især populært med bevægelige genstande, når en forbrændingsmotor ikke kan bruges. Brændselscelle-teknologi findes for eksempel i gaffeltrucks, busser og biler (sidstnævnte med en rækkevidde på op til 800 kilometer) og i ubåde og tog. Ved denne anvendelse er fokus imidlertid primært på at generere elektricitet - den resulterende varme er derefter affaldet eller biproduktet.
Takket være princippet om kombineret varme og kraft er brændselsceller særligt effektive. Det genererer varme og elektricitet med kun en kemisk reaktion. Den store fordel er, at et hus kan drives næsten uafhængigt - en interessant faktor for et lavenergihus eller et plusenergihus. Hvis den varme, der genereres ved maksimale belastningstider, ikke er tilstrækkelig til at opvarme Your-Best-Home.net eller varmt vand, f.eks., Er en gaskondenseringskedel tændt med nutidens komplette systemer.
Da dette bruger det samme råmateriale som brændselscellen, nemlig naturgas, supplerer systemerne hinanden perfekt. På grund af det faktum, at brugen af brændselscellen kun kan kontrolleres i begrænset omfang, giver installationen meget mening for at etablere en konstant grundforsyning.
En anden stor fordel er, at elproduktionen sammenlignet med solcelleanlægget ikke er afhængig af solen, men finder sted når som helst på dagen og især om natten så og når som helst på året. Mens solcelleanlæg hovedsageligt topper i produktionen om sommeren, men opvarmning har mest elektricitet om vinteren, giver brændselsceller en kontinuerlig mængde elektricitet hele året rundt. Især i tilfælde af strømsvigt kan et brændselscelleopvarmningssystem fortsætte med at forsyne Your-Best-Home.net med elektricitet. Derudover kan den genererede elektricitet tilføres til et eksternt batterilagringssystem for at forsyne huset med spidsbelastninger, før det føres ind i elnettet.
Mens andre varmesystemer såsom gaskondenserende kedler eller varmepumper kombineres med et solvarmesystem, giver denne type kombination ikke mening med en brændselscelle. Den kemiske reaktion i brændselscellen er designet til kontinuerlig drift med en effektivitet på over 90 procent. Hyppig kortsigtet drift (selv uden solvarme eller solceller) har den konsekvens, at stakken slides hurtigere, og derfor forkortes dens levetid. Brug med andre energiproducenter skal derfor planlægges nøjagtigt og designes individuelt til hvert projekt. En energileder til styring af de forskellige systemer er afgørende for at sikre en lang levetid for brændselscellen.
Brændselscelleopvarmning: et overblik over omkostningerne
Anskaffelsesomkostninger og installation
Brændselscellevarmeren er en forholdsvis dyr varmelegeme med høje anskaffelsesomkostninger. Afhængig af producent og model starter omkostningerne ved et nyt system på omkring 25.000 euro, og afhængigt af systemets størrelse er de næsten åbne. Holdbarheden af en stak i enfamiliesektoren angives i øjeblikket at være mindst ti år. Så snart en stak ikke længere kan bruges, er der to muligheder:
- Stakken erstattes af en ny, og systemet kan igen producere elektricitet og varme som normalt.
- Stakken behøver ikke at blive fornyet, og brændselscelleopvarmningen bruges kun ved hjælp af den integrerede gaskondenseringskedel.
Naturligvis fungerer den anden mulighed kun, hvis det er et komplet system. En brændselscellevarmer er ikke straks defekt, men kan fortsætte med at producere varme, selvom stakken svigter. Omkostningerne ved en ny stak er omkring 5.000 euro afhængigt af type og producent. Driftsomkostningerne til et brændselscelleopvarmningssystem er begrænset til gasforbrug og vedligeholdelsesomkostninger.
Lille modul med meget indhold.
Sammenlign effektiviteten og omkostningerne ved opvarmning af brændselsceller med andre systemer: Oversigt over opvarmningstyper 2020: Effektivitet, omkostninger og finansiering.
Juridiske regler og subsidier
Luft / udstødningssystemets type kan reguleres individuelt for hver føderal stat på en sådan måde, at et brandbeskyttelsesklasse F30-system ikke er tilstrækkeligt, men et F90-system skal bruges. Den ansvarlige distrikts skorstensfejer giver detaljerede oplysninger. I princippet kan du selv installere brændselscelleopvarmningen, men det anbefales at lade den udføres af et specialfirma. Sidst men ikke mindst skal forbindelsen til gasforbindelsen udføres af et specialfirma.
Ved første øjekast ser anskaffelsesomkostningerne ud til at være meget høje, men høje finansieringssummer er mulige til opvarmning af brændselsceller. Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) har ydet sit eget salgsfremmende lån til brændselsceller (program 433). Det beløb, der skal modtages, afhænger af to komponenter, systemets ydelsesklasse og de samlede støtteberettigede omkostninger: Performance-klasse: Hvert system modtager 5.700 euro som basisbeløb og yderligere 450 euro for hver 100 watt output.
Samlede støtteberettigede omkostninger : Hvert system modtager maksimalt 40 procent af de samlede støtteberettigede omkostninger. Disse inkluderer installationsomkostningerne, vedligeholdelsesomkostningerne for de første ti år med en fuld vedligeholdelseskontrakt og omkostningerne for en ledsagende energiekspert.
Kampagneeksempel:Et system med 1 kilowatt strøm og 30.000 euro i samlede støtteberettigede omkostninger modtager følgende finansiering: 5.700 euro basisbeløb + (450 euro x 10) = 10.200 euro.
Dette program kan suppleres med yderligere KfW-tilskud, for eksempel med lån 151 energieffektiv renovering eller 153 energieffektiv bygning. Uden for KfW-programmerne kan brændselscellen bruges med BAFA (Federal Office of Economics and Export Control) -finansiering i form af et tillæg for kraftvarme i overensstemmelse med KWKG-loven (lov til vedligeholdelse, modernisering og udvidelse af kraftvarmeproduktion ) kombineres.
