Vaillant Hausenergieversorgung mit Brennstoffzelle

Brennstoffzelle

Vaillant Hausenergieversorgung

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Brennstoffzellentechnik

Prototyp des Vaillant Brennstoffzellen-Heizgerätes

[Bild Brennstoffzellen-Heizgeraet]

Vorteile für das Fachhandwerk

Das Brennstoffzellen-Heizgerät: ein innovatives Gerät mit einer revolutionären Technik, das ebenso einfach zu handhaben ist wie z.B. ein Brennwertgerät.

• Leicht zu planen für Neubau und Modernisierung
• Auszutauschen gegen jeden herkömmlichen Heizkessel
• Einfache Installation und Wartung


Vorteile für den Betreiber

• Energiekostenersparnis
• Produktion von Strom und Wärme dezentral, ohne Netzverluste
• Effektiver Beitrag zum Umweltschutz
• Voller Heiz- und Warmwasserkomfort


 

Leistungen des Brennstoffzellen-Heizgerätes

• Kraft-Wärme-Kopplung: Strom und Wärme in einem Gerät
• Hocheffiziente Energieausnutzung
• Reduziert Treibhausgase
• Hoher Systemwirkungsgrad auch bei Teillast
• Leicht intergrierbar in vorhandene Installation
 

Sparsam, Komfortabel, Umweltfreundlich

Das Vaillant Brennstoffzellen-Heizgerät liefert alles, was für den Komfort zu Hause notwendig ist: warmes Wasser und Heizenergie – und zusätzlich wertvollen Strom. Der Betreiber der Anlage kann so zum einen seine Energiekosten senken und zum anderen einen aktiven Beitrag zum Klimaschutz leisten – ohne auf gewohnten Komfort verzichten zu müssen.   Das Brennstoffzellen-Heizgerät ist für den Fachhandwerker leicht zu handhaben: Der Anschluß an das Heizungssystem und die Abgasanlage ist so einfach wie bei einem herkömmlichen Gas-Heizkessel. Hinzu kommt lediglich der Stromanschluß durch eine Elektrofachkraft.
Das erste Vaillant Brennstoffzellen-Heizgerät ist für Mehrfamilienhäuser konzipiert und wird 2008 auf den Markt gebracht. Kleinere Varianten für Einfamilienhäuser und Wohnungen werden später folgen.
 

Technik für die Zukunft die PEM*-Zelle

[Bild Funktionsprinzip der PEM-Zelle]
Funktionsprinzip der PEM*-Zelle
  Das Kernstück des Vaillant Brennstoffzellen-Heizgerätes ist die PEM-Zelle, in der elektrochemisch Wasserstoff H2 und Sauerstoff O2 zu reinem Wasser H2O reagieren. An der Anode gibt der Wasserstoff seine Elektronen ab, durchdringt die Elektrolytmembran und reagiert auf der Kathodenseite mit dem Sauerstoff zu Wasser. Bei dieser still ablaufenden Reaktion werden Elektronen ausgetauscht. Die Elektrolytmembran ist nur für die Wasserstoff-Protonen durchlässig und zwingt so die Elektronen, den Umweg über den Stromkreislauf zu nehmen: Strom fließt. Gleichzeitig wird Wärme frei, die vorteilhaft zur Brauchwassererwärmung und zu Heizzwecken genutzt werden kann.

* PEM = Proton Exchange Membran, protonenleitende Elektrolytmembran
 

Prozessflussdiagramm

Anlage mit Brennstoffzellen-Heizgerät und Warmwasserspeicher
[Bild Prozessflussdiagramm]

Vorbereitungen für Feldtests in Kooperation mit europäischen Entwicklungspartnern Die Entwicklung des Vaillant Brennstoffzellen-Heizgerätes (BZH) gelangt jetzt mit der Planung der ersten Reihe von Feldtests in eine wichtige Phase, im Laufe der kommenden drei Jahre werden in einigen europäischen Ländern sukzessive insgesamt über 400 Geräte eingesetzt.

Wir werden die Brennstoffzellentechnologie in der praktischen Anwendung für die Wärme- und Stromerzeugung sehr intensiv erproben", so Vaillant Geschäftsführer Dr. Michel Brosset. Unser primäres Ziel ist es, zusammen mit unseren auf ihren jeweiligen Gebieten führenden Kooperationspartnern ein Gerät zur Marktreife zu bringen, das höchste Qualitätsansprüche im Hinblick auf Funktionsfähigkeit und Zuverlässigkeit erfüllt.

Die Ergebnisse der Feldtests sind für uns ausschlaggebend für den Markteinführungstermin." Im Rahmen seines BZH-Innovationspreises hat Vaillant 1999 eine Entwicklungskooperation mit dem US-amerikanischen Hersteller Plug Power gestartet, einem der führenden Unternehmen auf dem Gebiet der Brennstoffzellentechnologie. Plug Power, das auch die Brennstoffzellen produzieren und für die Vaillant BZHs liefern wird, hat mit erfolgreichen Langzeittests die prinzipielle Eignung dieser Technologie für die dezentrale Stromerzeugung nachgewiesen: Mit zahlreichen Brennstoffzellen und dazugehörigen Reformern - darunter ein aus 15 baugleichen Prototypen bestehendes Testfeld - wurde in der Stromerzeugung eine Gesamtbetriebsdauer von über 100.000 Stunden bereits übertroffen. Damit hat die Brennstoffzellentechnik von Plug Power ihre solide Leistungsfähigkeit nachgewiesen.

Die intensiven gemeinsamen Entwicklungsaktivitäten konzentrieren sich jetzt auf die Optimierung der physikalisch-chemischen Prozesse der Gasaufbereitung und die praxisgerechte Gestaltung des Brennstoffzellen-Heizgerätes, also des gleichzeitig wärme- und stromerzeugenden Systems BZH. Als nächsten Schritt wird Vaillant ab Mitte 2001 zusammen mit den Partnern Ruhrgas, E.ON Engineering, ELE Emscher Lippe Energie und EUS Gesellschaft für Innovative Energieumwandlung die ersten Tests mit Niedertemperaturzellen mit protonenleitender Membran (PEM) in Nordrhein-Westfalen installieren. Das Bundesland fördert diese Kooperation im Rahmen des Programms "Rationelle Energienutzung" (REN).

Im Jahr 2002 beginnt ein weiterer aus Mitteln der Europäischen Union geförderter Feldtest mit etwa 50 dezentral installierten Systemen, die - mit einer zentralen Leitwarte verbunden - wie ein kleiner Kraftwerksblock gesteuert werden. Dieses "virtuelle Kraftwerk" wird die verbrauchsnahe Erzeugung in einzelnen Häusern mit dem Lastmanagement des vorgelagerten Niederspannungsnetzes verbinden und damit einmalig in Europa sein.

An diesem Vaillant BZH Test werden sich Plug Power Holland, die Gasversorger Gasunie/Niederlande und Ruhrgas, der Stromversorger RWE Power, die Universität Lissabon, die Universität/Gesamthochschule Essen, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Cogen Europe (Europäischer Verband für Kraft-Wärme-Kopplung) und die spanische Sistemas de Calor beteiligen.

Ferner hat Vaillant mit dem Oldenburger Energieversorgungsunternehmen EWE für das Jahr 2002 gemeinsame BZH-Tests mit einem Prototypen sowie im darauf folgenden Jahr mit 150 weiteren Geräten vereinbart.

Die umfangreichen Feldtests sind darauf ausgerichtet, die Praxistauglichkeit der innovativen Technik zu optimieren. Dabei wird auch die Integration des Fachhandwerks in die Geschäftsabläufe dieses neuen Marktsegmentes erprobt.

Nach Abschluss dieser Testphasen wird Vaillant zur breiten Markteinführung den Partner-Installateuren im Fachhandwerk ein Komplett-Paket bieten: Das Gerät inklusive Schulungen, Marketing-Unterstützung etc. Auf der Grundlage der Feldtest-Ergebnisse wird Vaillant die Systemoptimierung und Vermarktungsvorbereitung vorantreiben.

Wenn die Ergebnisse zufriedenstellend ausfallen, wird Vaillant seinem Entwicklungsplan entsprechend im Laufe des Jahres 2003 eine Pilotserie produzieren. Ab 2004 sollen Serienherstellung und Vermarktung beginnen. Die erste Modellreihe wird eine elektrische Leistung von 4,6 kW und eine Wärmeleistung von 7 kW aufweisen.

Diese BZHs werden in Mehrfamilienhäusern oder im Kleingewerbe als Ersatz für konventionelle Gas-Heizungsanlage oder in Ergänzung zu bestehenden Vaillant Heizgeräten installiert, die eine BZH-Nachrüstung ermöglichen.

Ihre gleichzeitige Strom- und Wärme-Erzeugung wird zu einem deutlich niedrigeren Primärenergieverbrauch und zu einem bis zu 50 Prozent geringeren CO2-Ausstoß als bei herkömmlicher Technik führen.

 


Ansprechpartner:

Friedhelm Steinborn

E-Mail:

steinborn@bhkw-info.de


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