Нагряването на горивните клетки не само произвежда топлина и топла вода за душ, но също така и електричество като „отпадъчен продукт“. За да използвате устойчиво горивната клетка, има смисъл да я поддържате постоянно в експлоатация: Ето как генерирате много топлина и електричество. Тук можете да намерите преглед на всичко относно финансирането, инсталацията и разходите за енергия за отопление на горивни клетки.
Отопление на горивни клетки: най-важните неща с един поглед
- Генериране на енергия под формата на топлина и електричество в едно устройство едновременно.
- Системата работи особено енергийно ефективно.
- Високите разходи за придобиване се компенсират от ниските енергийни разходи.
- Отоплението на горивни клетки ви прави независими от доставчика на електроенергия.
- Възможни са субсидии за вида отопление.
Как работи нагревателят на горивни клетки?
Накратко: В отоплителната система с горивни клетки газът се разлага химически, произвеждайки топлина и електричество. Принципът е известен и под термина „комбинирана топлинна и електрическа енергия“. На този въпрос може да се отговори малко по-подробно, ако разглобите нагревателя на неговите компоненти. Най-важната част е „стекът“, който комбинира няколко горивни клетки в един блок. Структурата на клетката се състои от два електрода (анод и катод) и междинна, полупропусклива мембрана или йонен проводник. За завършване на устройството има инвертор и реформатор, както и кислород и природен газ като енергийни източници. В зависимост от вида на отоплението на горивните клетки има и интегриран газов кондензен котел, с който могат да се покрият пикови натоварвания, както и резервоар за топла вода.В тази комбинация това е цялостна система за топла вода, отопление и електричество. Успоредно с това има и устройства, които съдържат само устройство с горивни клетки; те след това могат да бъдат добавени към съществуващ газов кондензен котел.
При нагряването на горивните клетки молекулите на водорода генерират топлина и електричество по пътя си през горивната клетка.
„Горивната клетка“ обикновено е водородно-кислородна горивна клетка. Природният газ се подава в риформинга в отоплителната система, където се превръща във водород и въглероден окис. Във втори етап въглеродният оксид се преработва допълнително във въглероден диоксид. След това новосъздаденият водород може да бъде подаден към модула на горивната клетка в нагревателя. С помощта на катализатор той се разделя на положителни йони и отрицателни електрони от анодната страна на горивната клетка. Отрицателните електрони произвеждат постоянен ток по пътя си от анода към катода (чрез електрическия проводник). Гореспоменатият инвертор преобразува генерирания постоянен ток в променлив и прави електричеството достъпно за използване. Редът на приоритет обикновено е:На първо място се покрива търсенето на битова електроенергия, след което се зарежда всяко съхранение на батерията - например за електронно превозно средство. Останалият излишък се подава в електрическата мрежа и се заплаща от комуналната компания. Положителните йони от своя страна дифундират през мембраната до катода, където отделят топлина и вода, когато реагират с кислород. Генерираната топлина се абсорбира в системата и се предава към топлообменника. След това се загряват радиатори, повърхностно отопление (напр. Подово отопление) и топла вода.Положителните йони от своя страна дифундират през мембраната до катода, където отделят топлина и вода, когато реагират с кислород. Генерираната топлина се абсорбира в системата и се предава към топлообменника. След това се загряват радиатори, повърхностно отопление (напр. Подово отопление) и топла вода.Положителните йони от своя страна дифундират през мембраната до катода, където отделят топлина и вода, когато реагират с кислород. Генерираната топлина се абсорбира в системата и се предава към топлообменника. След това се загряват радиатори, повърхностно отопление (напр. Подово отопление) и топла вода.
Този химичен процес в горивната клетка се нарича "студено горене". Студено, тъй като няма конвенционално изгаряне, при което суровината се изгаря за генериране на топлина.
В горния десен ъгъл е кондензен газов котел, в долния десен е модулът на горивните клетки, а вляво е резервоарът за топла вода. Това създава топлина и електричество в най-малките пространства в отоплителната система на горивните клетки.
Инсталация: Изисквания за инсталацията
Изискванията за инсталиране на отоплителна система с горивни клетки са подобни на тези за кондензен котел:
- Тъй като природният газ е основата за генериране на необходимия водород, газовата връзка е абсолютно необходима. Това може да стане или чрез директна връзка от доставчика на газ, или чрез резервоар отвън.
- Система за изпускане на въздух (LAS) като подаване на свеж въздух за отоплението и като изход за отработените газове. Като алтернатива може да се използва и съществуващ комин, ако отговорният дистрибутор на комин го освободи като непокътнат.
- Тъй като отоплението на горивните клетки е относително голямо устройство, изискването за пространство е по-голямо от, например, кондензационен котел с чист газ. Предимството на отоплението с горивни клетки обаче е, че по своята същност е компактно. Това елиминира необходимостта от сложни тръбопроводи извън корпуса.
Системата е компактна за чист монтаж и ред в техническото помещение.
Нагряване на горивни клетки: ефективност и области на приложение
Областта на приложение на горивната клетка е изключително гъвкава. В сектора на еднофамилните къщи понастоящем той все още е аутсайдер, докато по-често се използва като комбиниран топлоенергиен блок в големи промишлени предприятия или жилищни сгради. Той показва своята гъвкавост преди всичко извън чисто отопление. Той е особено популярен при движещи се обекти, когато не може да се използва двигател с вътрешно горене. Технологията с горивни клетки може да бъде намерена например в мотокари, автобуси и автомобили (последните с обхват до 800 километра) и в подводници и влакове. При това използване обаче фокусът е предимно върху генерирането на електричество - получената топлина след това е отпадък или страничен продукт.
Благодарение на принципа на комбинирана топлина и мощност, горивните клетки са особено ефективни. Той генерира топлина и електричество само с една химическа реакция. Голямото предимство е, че една къща може да се експлоатира почти самостоятелно - интересен фактор за къща с ниска енергия или къща с допълнителна енергия. Ако топлината, генерирана при пикови времена на натоварване, не е достатъчна, за да загреете Your-Best-Home.net или топла вода, например, газов кондензационен котел се включва с днешните цялостни системи.
Тъй като тук се използва същата суровина като горивната клетка, а именно природен газ, системите се допълват перфектно. Поради факта, че използването на горивната клетка може да се контролира само в ограничена степен, инсталацията има много смисъл, за да се установи постоянно основно захранване.
Друго голямо предимство е, че производството на електроенергия, в сравнение с фотоволтаичната система, не зависи от слънцето, а се осъществява по всяко време на деня и най-вече през нощта и по всяко време на годината. Докато фотоволтаичните системи достигат пик на производство най-вече през лятото, но отоплението има най-много електричество през зимата, горивните клетки осигуряват непрекъснато количество електричество през цялата година. Особено в случай на прекъсване на електрозахранването, отоплителната система с горивни клетки може да продължи да доставя на Your-Best-Home.net електричество. В допълнение, генерираното електричество може да бъде подадено към външна система за съхранение на батерии, за да снабди къщата с пикови натоварвания на мощността, преди тя да бъде подадена в електрическата мрежа.
Докато други отоплителни системи като газови кондензационни котли или термопомпи се комбинират със слънчева термична система, този тип комбинация няма смисъл с горивна клетка. Химичната реакция на горивната клетка е предназначена за непрекъсната работа с ефективност от над 90 процента. Честата кратковременна експлоатация (дори без слънчева топлинна енергия или фотоволтаици) води до това, че стекът се износва по-бързо и следователно експлоатационният му живот се съкращава. Следователно използването с други производители на енергия трябва да се планира точно и да се проектира индивидуално за всеки проект. Енергийният мениджър за управление на различните системи е от съществено значение за осигуряване на дълъг експлоатационен живот на горивната клетка.
Отопление на горивни клетки: накратко разходите
Разходи за придобиване и монтаж
Нагревателят на горивни клетки е сравнително скъп нагревател с високи разходи за придобиване. В зависимост от производителя и модела разходите за нова система започват от около 25 000 евро и в зависимост от размера на системата са почти отворени. Понастоящем срокът на годност на стека в сектора на еднофамилните домове е даден най-малко десет години. Веднага след като стекът вече не може да се използва, има две възможности:
- Стекът се заменя с нов и системата отново може да произвежда електричество и топлина, както обикновено.
- Не е необходимо подновяването на стека и отоплението на горивните клетки се използва само с помощта на вградения газов кондензен котел.
Разбира се, вторият вариант работи само ако е цялостна система. Нагревателят на горивни клетки не е незабавно дефектен, но може да продължи да произвежда топлина, дори ако стекът се повреди. Цената на нов стек е около 5000 евро, в зависимост от вида и производителя. Експлоатационните разходи за отоплителна система с горивни клетки са ограничени до консумацията на газ и разходите за поддръжка.
Малък модул с много съдържание.
Сравнете ефективността и разходите за отопление с горивни клетки с други системи: Преглед на типовете отопление 2020: Ефективност, разходи и финансиране.
Правни разпоредби и субсидии
Типът въздух / изпускателна система може да се регулира индивидуално за всяка федерална провинция по такъв начин, че системата от клас пожарозащита F30 да не е достатъчна; Отговорният районен коминочистач предоставя подробна информация. По принцип можете да инсталирате отоплението на горивните клетки сами, но е препоръчително да го извършите от специализирана компания. Не на последно място, свързването към газовата връзка трябва да се извършва от специализирана фирма.
На пръв поглед разходите за придобиване изглеждат много високи, но са възможни големи суми за финансиране за отопление на горивни клетки. Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) предостави собствен промоционален заем за горивни клетки (програма 433). Сумата, която трябва да бъде получена, зависи от два компонента, класа на производителност на системата и общите допустими разходи: Клас на производителност: Всяка система получава 5 700 евро като основна сума и още 450 евро за всеки 100 вата мощност или част от нея.
Общо допустими разходи : Всяка система получава максимум 40 процента от общите допустими разходи. Те включват разходите за монтаж, разходите за поддръжка за първите десет години с пълен договор за поддръжка и разходите за придружаващ енергиен експерт.
Пример за промоция:Система с 1 киловат мощност и 30 000 евро общо допустими разходи получава следното финансиране: 5 700 евро базова сума + (450 евро х 10) = 10 200 евро.
Тази програма може да бъде допълнена с допълнителни субсидии от KfW, например със заеми 151 енергийно ефективно обновяване или 153 енергийно ефективни сгради. Извън програмите KfW горивните клетки могат да се използват с финансиране от BAFA (Федерална служба за икономика и контрол на износа) под формата на надбавка за електричество за когенерация в съответствие със закона KWKG (закон за поддържане, модернизация и разширяване на комбинираната топлинна и електрическа енергия ) да се комбинират.
