Power, der die Puste nie ausgeht!

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Leon Berger
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1 Fuel Cells Die Brennstoffzelle im Westerwald-Treff Power, der die Puste nie ausgeht!

2 Die Brennstoffzelle im Westerwald-Treff Die Projektpartner Das Brennstoffzellen-Projekt im Hotelpark Westerwald-Treff der Firma Ehlscheid ist ein RWE Gemeinschaftsprojekt. RWE Rhein-Ruhr AG, T.B.E. GmbH und RWE Fuel Cells GmbH haben zusammen vertriebliche und technische Aufgaben übernommen. Das Projekt CO 2 -Einsparungen, die Unterstützung umweltfreundlicher Technologien sowie das Thema dezentrale Energieversorgung haben für RWE große Bedeutung. RWE wendet die Brennstoffzellen-Technik seit einigen Jahren an, testet und bewertet sie: Derzeit sind zwölf Geräte der Leistungsklasse < 10 kw bei Projektpartnern der RWE Fuel Cells GmbH am Netz. Brennstoffzellen für stationäre Anwendungen sind allerdings noch ein F&E-Thema, die Entwicklung der Technologie zur Marktreife benötigt weiterhin Zeit. Die technische Ausreifung der Brennstoffzelle schreitet nur voran, wenn sich neben Herstellern und Anwendern wie RWE Privat- und Geschäftsleute finden, die solche Innovationen in ihren Häusern bzw. Unternehmen einsetzen wollen. Demonstrationsprojekte wie hier im Westerwald-Treff bieten die Möglichkeit, wertvolle Betriebserfahrungen mit der Brennstoffzelle zu sammeln. Hieraus ergeben sich wichtige Erkenntnisse für die Brennstoffzellen-Hersteller im Hinblick auf geeignete Anwendungsfelder, deren spezifische Anforderungen und somit eine zielgerichtete Weiterentwicklung der Anlagen. Wirkungsgrade der aktuellen Brennstoffzellen- Generation liegen bei cirka 30% elektrisch und 50% thermisch. Das Gerät liefert Strom und Wärme, die vollständig im Objekt genutzt werden. Vorteile, die die Brennstoffzelle bietet: Die Wärme dient der Beheizung des Schwimmbads, das auch im Sommer beheizt werden muss. Es besteht ein ganzjähriger Wärmebedarf. Brennstoffzellen für den Hausenergiebereich und Kleingewerbe stellen Wärme zum Heizen und für die Warmwasserbereitung zur Verfügung sowie Strom, der im Objekt verbraucht oder ins Netz eingespeist werden kann. Anlagen im kleinen Leistungsbereich kommen z.b. vom amerikanischen Brennstoffzellen-Hersteller IdaTech mit Leistungen von 4,6 kw elektrisch und 7 kw thermisch. Bei der Brennstoffzelle im Westerwald-Treff handelt es sich um eine neue Anlagengeneration: Die durchschnittliche Verfügbarkeit ist mit rund 90% deutlich höher als bei älteren Anlagen. Neben Wärme erzeugt die Anlage zudem Strom, der ansonsten aus dem Netz bezogen werden müsste. Das Hotel spart also Energiekosten. Auch CO 2 wird eingespart: Es entsteht rund ein Drittel weniger CO 2 bei dieser Art der Versorgung im Vergleich zur Beheizung des Pools mit konventioneller Technik und einem Strombezug aus dem Netz. Darüber hinaus werden Schadstoffemissionen wie Schwefeldioxid (SO 2 ), Kohlenmonoxid (CO) und Stickoxide (NO x ) drastisch reduziert.

Das Funktionsprinzip Brennstoffzellen erzeugen Strom und Wärme aus Wasserstoff und Sauerstoff, indem sie chemische Energie auf direktem Weg in elektrische Energie umwandeln.

Der Elektrolyt ist eine Trennwand, die dafür sorgt, dass Sauerstoff und Wasserstoff nicht direkt aufeinander treffen.

3 Das Funktionsprinzip Brennstoffzellen erzeugen Strom und Wärme aus Wasserstoff und Sauerstoff, indem sie chemische Energie auf direktem Weg in elektrische Energie umwandeln. Eine Brennstoffzelle besteht im Wesentlichen aus einem Elektrolyt und zwei Elektroden (Anode und Kathode). Der Elektrolyt ist eine Trennwand, die dafür sorgt, dass Sauerstoff und Wasserstoff nicht direkt aufeinander treffen. Stattdessen kommt es zu einer kontrollierten elektrochemischen Reaktion: An die Anode wird Wasserstoff herangeführt, an die Kathode Sauerstoff. An der Anode bilden sich positiv geladene Wasserstoff-Ionen und an der Kathode negativ geladene Sauerstoff- Ionen. Dadurch entsteht zwichen beiden Elektroden eine elektrische Spannung wie zwischen den Polen einer Batterie und genau wie bei einer Batterie lässt sich diese Spannung nutzen. Brennstoffzellen erzeugen Gleichstrom. Um eine nutzbare Leistung zu erzielen, werden viele Zellen in Serien- und Parallelschaltung zu Stapeln, auch Stacks genannt, zusammengeschlossen. Für die Einspeisung ins Stromnetz oder die Versorgung von Wechselstromgeräten wird ein Wechselrichter eingesetzt, der aus dem Gleichstrom der Brennstoffzelle Wechselstrom erzeugt.

Brennstoffzelle) Leistung Elektrisch: ca. 4,6 kw Thermisch: ca.

4 Die Brennstoffzelle Hersteller: IdaTech, U.S.A. Brennstoffzellen-Typ: PEMFC (Polymer Elektrolyte Membrane Fuel Cell; Polymer Elektrolyt Membran Brennstoffzelle) Leistung Elektrisch: ca. 4,6 kw Thermisch: ca. 7 kw Brennstoff: Erdgas Wirkungsgrade Elektrisch: ca. 30 % Thermisch: ca. 50 % Durchschnittliche Verfügbarkeit: ca. 90 % Betriebstemperatur: ca. 70 C Abmessungen: 70 x 100 x 170 cm (L x B x H)

5 Kathode H 2 O Anode H 2 O 2 H 2 H 2 O Elektrolyt

6 RWE Fuel Cells GmbH Lars Kaufmann Gutenbergstraße Essen T02443/ F 02443/ E lars.kaufmann@rwe.com I RWE Rhein-Ruhr AG Wolfgang-Helmut Jung Neue Jülicher Straße Düren T 02292/ F 02292/ E wolfgang-helmut.jung@rwe.com T.B.E. GmbH Uwe Dietze Theodor-Heuss-Straße Duisburg T 0203/ F 0203/ E uwe.dietze@rwe.com

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