Die Brennstoffzelle, die Heizung der nächsten Generation

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Emilia Hella Fürst
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1 Die Brennstoffzelle, die Heizung der nächsten Generation Themen: Funktionsweise Marktübersicht Einsatzbereich Erfahrung Thomas Basler SenerTec-Center Südbaden GmbH

2 Funktionsweise der Erdgas-Brennstoffzelle Strom Erdgas Wärme Auch eine Brennstoffzelle ist Kraft-Wärme-Kopplung

3 Funktionsweise der Erdgas-Brennstoffzelle Erdgas Wasser Luft Luft Entschwefelung Reformer Prox-Reaktion LTS = Niedertemperaturverschiebung Brennstoffzellen- Stack Das Erdgas wird gereinigt und entschwefelt Vor dem Reformprozess wird Erdgas mit Wasserdampf vermischt Aus Erdgas und Wasserdampf entsteht bei Temperaturen bis ca. 700 C Wasserstoff und Kohlendioxid Aus Wasserstoff und Sauerstoff aus der Luft wird in einem elektrochemischen Prozess Strom erzeugt

700h Stromeigennutzen im Jahr 50% - 80% 20 70%

4 Die Brennstoffzelle im Vergleich zur Herkömmlichen KWK Technik Elektrischer Wirkungsgrad 10 14% 24 30% 32 60% Laufzeiten im Jahr 3.000h 4.500h 3.000h 6.000h 6.000h 8.700h Stromeigennutzen im Jahr 50% - 80% 20 70% 70% 90% KWK Anlagen im Wohngebäude Stirling - Motor Verbrennungsmotor Brennstoffzelle

Stand der Brennstoffzellentechnik 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 Jährliche Produktionsmenge Annual Volume 59721 Akkumulierte Produktionsmenge Accumurated Volume 38400 20803 21321 8415

5 Stand der Brennstoffzellentechnik Jährliche Produktionsmenge Annual Volume Akkumulierte Produktionsmenge Accumurated Volume In Japan wurden seit 2009 bereits ca Brennstoffzellen installiert Alleine im Jahr 2016 wurden Anlagen in Japan für Eigenheime verkauft. Zubau in Deutschland nimmt rasant Fahrt. Der Absatz hat um 90% in 2016 zugenommen Seit 2009 Förderung mit bis zu 50% der Investitionskosten

6 Stand der Brennstoffzellentechnik

7 Stand der Brennstoffzellentechnik

8 Brennstoffzellensysteme im Überblick Bei den zwei für die Hausenergieversorgung gängigsten Typen handelt es sich um die PEMFC (engl. Proton Exchange Membrane Fuel Cell) und die SOFC (engl. Solid Oxide Fuel Cell) Brennstoffzellen.

9 Erdgas-Brennstoffzelle für das Einfamilienhaus Typ Niedertemperatur-PEM-Brennstoffzellen Elektrische Nettoleistung Thermische Leistung Elektrischer Wirkungsgrad (H i ) Thermischer Wirkungsgrad 700 W 960 W 37,7 % 56 % Gesamtwirkungsgrad > 91 %

10 Erdgas-Brennstoffzelle Zusatzheizgerät mit Brennwerttechnik Pufferspeicher Energiemanager Hydraulikmodul mit Frischwasserstation 27 Liter/Min. und 2 gemischten Heizkreisen Brennstoffzelle

11 Einsatzbereich Brennstoffzelle mit PEMFC Technologie Gebäudeparameter: 1-2 Familienhaus Maximale Wärmeleistung: 950 W- 28 kw (DHW) Optimaler Gebäude-Wärmebedarf: bis kwh/a Strombedarf ab kwh/a Gasanschlussleistung 29 kw Systemauslegungstemperaturen 60/40 C

Vertrieb, Montage und Service Installation durch den zertifizierten Fachhandwerker Wartung Brennstoffzelle, 3-jährlich Brennwertgerät, jährlich Preis Komplettsystem Komplettsystem aus

12 Vertrieb, Montage und Service Installation durch den zertifizierten Fachhandwerker Wartung Brennstoffzelle, 3-jährlich Brennwertgerät, jährlich Preis Komplettsystem Komplettsystem aus Brennstoffzelle, Brennwertgerät, interner Verrohrung, LAS-System, 300 l Puffer mit Systemtrennung, Energiemanager, Warmwasser-Bereitung über Frischwasserstation, einem geregelten und einem optionalen Heizkreis im Hydraulikmodul 10 Jahre Sicherheitspaket ca zzgl. Installation Förderung KFW Programm 433: KWK-Zuschlag: 1.680

13 Erfahrung Brennstoffzelle Praxisbeispiel Freiburg Au Praxisbeispiel Freiburg Merzhausen

Schacht, Raumluftunabhängiger Betrieb, Erforderliche Raumhöhe < 2,10 m

14 Flexible Abgasführungund und Aufstellung Gemeinsame Abgaszusammenführung Spitzenastkessel und Brennstoffzelle DN 80, bis zu 23 m Höhe, LAS 1 oder im Schacht, Raumluftunabhängiger Betrieb, Erforderliche Raumhöhe < 2,10 m Aufstellung Brennstoffzelle rechts Aufstellung Brennstoffzelle links 1 : Luft-Abgas-System

15 Planung und Installation Brennstoffzelle Zu beachten: Ordentlicher hydraulischer Abgleich zwingend erforderlich (in Einrohrheizungen sehr schwer umzusetzen) Eventueller Austausch von Heizkörper notwendig Verbrennungsluft / kein alter Ölkaminzug verwendbar Internetanschluss zwingend erforderlich / Fernwartung

16 Erste Erfahrungen beim Einbau- und Betrieb

17 Erste Erfahrungen beim Einbau- und Betrieb 600,0 erz. el. Leistung in W seit IB 500,0 Leistung in Watt 400,0 300,0 200,0 Pel.durchschn. in W bez auf Bh Pel.durchschn. in W bez auf h 100,0 0,0

18 Herzlichen Dank für Ihre Zeit Fragen?

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