Zagrijavanje gorivih ćelija ne proizvodi samo toplinu i vruću vodu za tuširanje, već i električnu energiju kao "otpadni proizvod". Da bi gorivu ćeliju koristili održivo, ima smisla trajno je održavati u radu: Tako generirate puno topline i električne energije. Pregled svega o financiranju, instalaciji i troškovima energije za grijanje gorivih ćelija možete pronaći ovdje.
Grijanje gorivih ćelija: najvažnije stvari na prvi pogled
- Stvaranje energije u obliku topline i električne energije u jednom uređaju istovremeno.
- Sustav djeluje posebno energetski učinkovito.
- Visoki troškovi nabave nadoknađeni su niskim troškovima energije.
- Grijanje gorivih ćelija čini vas neovisnim od dobavljača električne energije.
- Moguće su subvencije za vrstu grijanja.
Kako funkcionira sustav grijanja gorivih ćelija?
Ukratko: U sustavu grijanja gorivih ćelija plin se kemijski razgrađuje, proizvodeći toplinu i električnu energiju. Načelo je poznato i pod pojmom "kombinirana toplina i energija". Na ovo pitanje možete odgovoriti malo detaljnije ako rastavite grijač na njegove dijelove. Najvažniji dio je "hrpa" koja kombinira nekoliko gorivih ćelija u jedan blok. Struktura ćelije sastoji se od dvije elektrode (anode i katode) i srednje, polupropusne membrane ili ionskog vodiča. Da bi se uređaj dovršio, tu su pretvarač i reformator, kao i kisik i prirodni plin kao izvori energije. Ovisno o vrsti grijanja gorivih ćelija, postoji i integrirani kondenzacijski plinski kotao, kojim se mogu pokriti vršna opterećenja, kao i spremnik tople vode.U ovoj kombinaciji to je kompletan sustav tople vode, grijanja i električne energije. Paralelno s tim, postoje i uređaji koji sadrže samo uređaj gorivih ćelija; oni se zatim mogu dodati postojećem plinskom kondenzacijskom kotlu.
U zagrijavanju gorivih ćelija, molekule vodika stvaraju toplinu i električnu energiju na putu kroz gorivu ćeliju.
"Gorivna ćelija" je obično vodikova kisikova gorivna ćelija. Prirodni plin dovodi se u reformator u sustavu grijanja, gdje se pretvara u vodik i ugljični monoksid. U drugom koraku ugljični monoksid se dalje prerađuje u ugljični dioksid. Novostvoreni vodik može se zatim dovoditi u modul gorivih ćelija unutar grijača. Uz pomoć katalizatora dijeli se na pozitivne ione i negativne elektrone na anodnoj strani gorivne ćelije. Negativni elektroni stvaraju istosmjernu struju na putu od anode do katode (preko električnog vodiča). Spomenuti pretvarač generiranu istosmjernu struju pretvara u izmjeničnu i čini električnu energiju dostupnom za upotrebu. Redoslijed prioriteta je obično:Prije svega, pokriva se potreba za električnom energijom u zemlji, a zatim se naplaćuje svako skladište baterije koje može biti dostupno - na primjer za e-vozilo. Ostatak viška dovodi se u električnu mrežu i plaća komunalna služba. Pozitivni ioni zauzvrat difundiraju kroz membranu do katode, gdje oslobađaju toplinu i vodu kad reagiraju s kisikom. Generirana toplina apsorbira se unutar sustava i prenosi u izmjenjivač topline. Tada se zagrijavaju radijatori, površinsko grijanje (npr. Podno grijanje) i topla voda.Pozitivni ioni zauzvrat difundiraju kroz membranu do katode, gdje oslobađaju toplinu i vodu kad reagiraju s kisikom. Generirana toplina apsorbira se unutar sustava i prenosi u izmjenjivač topline. Tada se zagrijavaju radijatori, površinsko grijanje (npr. Podno grijanje) i topla voda.Pozitivni ioni zauzvrat difundiraju kroz membranu do katode, gdje oslobađaju toplinu i vodu kad reagiraju s kisikom. Generirana toplina apsorbira se unutar sustava i prenosi u izmjenjivač topline. Tada se zagrijavaju radijatori, površinsko grijanje (npr. Podno grijanje) i topla voda.
Ovaj kemijski proces unutar gorivne ćelije naziva se "hladnim izgaranjem". Hladno jer ne postoji uobičajeno spaljivanje u kojem se sirovina sagorijeva da bi se stvorila toplina.
Gore desno je plinski kondenzacijski kotao, dolje desno modul gorivih ćelija, a lijevo spremnik tople vode. To stvara toplinu i električnu energiju u najmanjim prostorima u sustavu grijanja gorivih ćelija.
Instalacija: Zahtjevi za instalaciju
Zahtjevi za ugradnju sustava grijanja gorivih ćelija slični su onima za kondenzacijski kotao:
- Budući da je prirodni plin osnova za stvaranje potrebnog vodika, plinski priključak je prijeko potreban. To se može postići izravnim spajanjem dobavljača plina ili spremnikom izvana.
- Sustav za ispuh zraka (LAS) kao dovod svježeg zraka za grijanje i kao izlaz za ispušne plinove. Alternativno se može koristiti postojeći dimnjak, pod uvjetom da ga odgovorni okružni dimnjačar pusti kao netaknut.
- Budući da je grijanje gorivih ćelija relativno velik uređaj, potreban je prostor veći od, na primjer, kotla za kondenzaciju čistog plina. Prednost zagrijavanja gorivih ćelija je u tome što je sam po sebi kompaktan. To eliminira potrebu za složenim cjevovodima izvan kućišta.
Sustav je kompaktan za čistu ugradnju i red u tehničkoj sobi.
Zagrijavanje gorivih ćelija: učinkovitost i područja primjene
Područje primjene gorivne ćelije izuzetno je svestrano. U sektoru obiteljskih kuća, on je trenutno još uvijek nedovoljan, dok se češće koristi kao kombinirana jedinica za grijanje i napajanje u velikim industrijskim pogonima ili višestambenim zgradama. Pokazuje svoju svestranost prije svega izvan čistog grijanja. Posebno je popularan kod pokretnih predmeta kada se ne može koristiti motor s unutarnjim izgaranjem. Tehnologija gorivih ćelija može se naći, na primjer, u viličarima, autobusima i automobilima (potonji s dometom do 800 kilometara) te u podmornicama i vlakovima. Međutim, ovom je upotrebom fokus prvenstveno na proizvodnji električne energije - proizvedena toplina tada je otpad ili nusproizvod.
Zahvaljujući principu kombinirane topline i energije, gorivne ćelije su posebno učinkovite. Samo jednom kemijskom reakcijom stvara toplinu i električnu energiju. Velika je prednost što se kućom može upravljati gotovo neovisno - zanimljiv čimbenik za niskoenergetsku kuću ili plus-energetsku kuću. Ako je toplina generirana u vrijeme vršnog opterećenja nedovoljna za zagrijavanje vašeg-Best-Home.net ili tople vode, na primjer, plinski kondenzacijski kotao uključuje se s današnjim kompletnim sustavima.
Budući da se ovdje koristi ista sirovina kao gorivna ćelija, odnosno prirodni plin, sustavi se savršeno nadopunjuju. Zbog činjenice da se upotreba gorivne ćelije može kontrolirati samo u ograničenoj mjeri, instalacija ima puno smisla kako bi se uspostavila stalna osnovna opskrba.
Druga velika prednost je ta što proizvodnja električne energije, u usporedbi s fotonaponskim sustavom, ne ovisi o suncu, već se odvija u bilo koje doba dana, a posebno noću, kao i u bilo koje doba godine. Iako fotonaponski sustavi uglavnom dosežu vrhunac ljeti, ali grijanje ima najviše električne energije zimi, gorivne ćelije osiguravaju kontinuiranu količinu električne energije tijekom cijele godine. U slučaju nestanka struje, sustav grijanja gorivih ćelija može i dalje opskrbljivati Vaš-Best-Home.net električnom energijom. Pored toga, proizvedena električna energija može se napajati u vanjski sustav za pohranu baterija kako bi se kuća napajala vršnim opterećenjima prije nego što se napaja u električnu mrežu.
Dok se drugi sustavi grijanja poput plinskih kotlova za kondenzaciju ili dizalica topline kombiniraju sa solarnim toplinskim sustavom, ova vrsta kombinacije nema smisla s gorivom ćelijom. Kemijska reakcija gorivne ćelije dizajnirana je za kontinuirani rad s učinkovitošću od preko 90 posto. Čest kratkotrajni rad (čak i bez solarne topline ili fotonaponskih elemenata) rezultira time da se dimnjak brže troši, a samim time i njegov radni vijek se skraćuje. Stoga se uporaba s ostalim proizvođačima energije mora precizno planirati i dizajnirati pojedinačno za svaki projekt. Energetski menadžer za kontrolu različitih sustava neophodan je kako bi se osigurao dug životni vijek gorivne ćelije.
Zagrijavanje gorivih ćelija: ukratko troškovi
Troškovi nabave i instalacije
Grijač gorivih ćelija relativno je skup grijač s visokim troškovima nabave. Ovisno o proizvođaču i modelu, troškovi za novi sustav počinju s oko 25 000 eura i, ovisno o veličini sustava, gotovo su otvoreni. Trenutačno je navedeno da je rok trajanja stoga u sektoru obiteljske kuće najmanje deset godina. Čim se stog više ne može koristiti, dvije su mogućnosti:
- Sklop se zamjenjuje novim i sustav može ponovno proizvoditi električnu energiju i toplinu kao i obično.
- Sklop ne treba obnavljati, a grijanje gorivih ćelija koristi se samo pomoću integriranog kotla za kondenzaciju plina.
Naravno, druga opcija djeluje samo ako je to cjelovit sustav. Grijač gorivih ćelija nije odmah neispravan, ali može nastaviti proizvoditi toplinu čak i ako skup ne uspije. Cijena novog stoga iznosi oko 5.000 eura, ovisno o vrsti i proizvođaču. Tekući troškovi sustava grijanja gorivih ćelija ograničeni su na potrošnju plina i troškove održavanja.
Mali modul s puno sadržaja.
Usporedite učinkovitost i troškove grijanja gorivih ćelija s drugim sustavima: Pregled vrsta grijanja 2020: učinkovitost, troškovi i financiranje.
Pravni propisi i subvencije
Vrsta zraka / ispušnog sustava može se regulirati pojedinačno za svaku saveznu državu na takav način da sustav klase zaštite od požara F30 nije dovoljan, već se mora koristiti sustav F90. Odgovorni okružni dimnjačar pruža detaljne informacije. Instalacija grijanja gorivih ćelija u principu se može obaviti u vlastitom pogonu, ali poželjno je da to izvede specijalistička tvrtka. I na kraju, ali ne najmanje važno, priključak na plinski priključak mora izvesti specijalizirana tvrtka.
Na prvi pogled čini se da su troškovi nabave vrlo visoki, ali mogući su visoki iznosi financiranja za grijanje gorivih ćelija. Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) osigurao je vlastiti promotivni zajam za gorivne ćelije (program 433). Iznos koji treba primiti ovisi o dvije komponente, klasi izvedbe sustava i ukupnim prihvatljivim troškovima: Klasa izvedbe: Svaki sustav prima 5.700 eura kao osnovni iznos i dodatnih 450 eura za svakih 100 vata snage ili njenog dijela.
Ukupni prihvatljivi troškovi : Svaki sustav prima najviše 40 posto ukupnih prihvatljivih troškova. To uključuje troškove instalacije, troškove održavanja za prvih deset godina s potpunim ugovorom o održavanju i troškove pratećeg energetskog stručnjaka.
Primjer promocije:Sustav s 1 kilovatom snage i 30.000 eura ukupnih prihvatljivih troškova dobiva sljedeće financiranje: 5.700 eura osnovni iznos + (450 eura x 10) = 10.200 eura.
Ovaj se program može nadopuniti daljnjim subvencijama KfW-a, na primjer zajmovima 151 energetski učinkovita obnova ili 153 energetski učinkovita zgrada. Izvan programa KfW, gorivna ćelija može se koristiti uz financiranje BAFA (Savezni ured za ekonomiju i kontrolu izvoza) u obliku nadoplate za CHP električnu energiju u skladu sa Zakonom o KWKG (zakon o održavanju, modernizaciji i proširenju kombinirane topline i energije ) biti kombinirani.
