Das Wasserstoff-Speichergerät
Die Speicherung von elektrischer Energie aus Fotovoltaikanlagen wird auch im Bereich privater Wohnhäuser eine immer wichtigere Rolle einnehmen. Um die Stromnetze zu entlasten und einen wirtschaftlichen Vorteil zu generieren, sollte der Solarstrom möglichst selbst genutzt und auch zwischengespeichert werden. Tageszeitliche Schwanungen können gut mit Batterien ausgeglichen werden, doch für längere Zeiträume sind diese zu teuer und ökologisch nicht vertretbar. Hier kommt das Wasserstoffgerät von ennoble power zum Einsatz!
Die H2 Power Bank ist vergleichbar mit einem herkömmlichen Solarspeicher. Das Gerät ist auf eine elektrische Leistung von 1-2 kW ausgelegt. In dem Wasserstoffgerät wird mit einem Elektrolyseur Wasserstoffgas produziert, das über längere Zeiträume in Gasflaschen gespeichert werden kann. Diese sind deutlich kostengünstiger als Lithium-Ionen-Batterien. Die Speicherkapazität ist durch außenaufgestellte Gitterboxen mit Gasflaschen beliebig erweiterbar.
Es können 4 Fotovoltaikmodule dirket an das Gerät angeklemmt werden. Alternativ kann das Gerät über einen Spannungswandler an eine bestehende Solaranlage angeschlossen werden. Hiermit wird zunächst intern eine Pufferbatterie geladen. Im Winter produziert die Brennstoffzelle elektrische Energie, die über einen Wechselrichter und einen 230 V Anschluss in das Hausnetzwerk eingespeist wird.
Bei Stromausfall funktioniert das Gerät als Notstromaggregat – über Wochen und Monate hinweg.
Aufstellung und Einbausituation
Das Wasserstoffgerät von enoble power kann am Carport, in der Garage oder im Heizungskeller aufgestellt werden, wo außreichende Abluft und ein direkter Anschluss an das Heizungssystem gegeben sind.
Das Wasserstoffgerät gilt als ideale Erweiterung Ihres Batteriespeichers. Mit einer Kapazität von rund einer Megawattstunde Energie in Form von Wasserstoff, kosten die Gasflaschenspeicher nur gut ein Fünftel von gewöhnlichen Lithium-Ionen-Batteriespeichern. Das Wasserstoffgerät wird einfach in die Haustechnik integriert, so dass im Winter auch die Abwärme der Brennstoffzelle für die Beheizung von Warmwasser und Heizung genutzt werden kann. So wird eine Gesamteffizienz von über 90% erreicht.
Prototyp im autarken Betrieb
Im Labor von ennoble power wird aktuell ein kompaktes Wasserstoffgerät für die saisonaler Speicherung von Solarenergie entwickelt und erprobt. Hiermit wird im Sommer überschüssiger Fotovoltaikstrom einem Elektrolyseur zugeführt, der Wasserstoff produziert und in Stahlflaschen unter Druck speichert.
Ein Prototyp des Wasserstoffgerätes befindet sich gerade in der Testphase im autarken Inselbetrieb an einer Fotovoltaikanlage mit Batteriespeicher betrieben. Durch die netzentkoppelte Betriebsweise ist die Herstellung von grünem Wasserstoff nach aktuellen EU-Richtlinien garantiert. Dies ist besonders relevant für den Betrieb von Brennstoffzellenheizgeräten im Winter, da diese Geräte nur noch eine staatliche Förderung erhalten, wenn sie mit grünem Wasserstoff betrieben werden können.
Aufgrund eines innovativen Konzeptes ist das Gerät besonders kostengünstig in der Herstellung und damit gut geeignet für den Einsatz im privaten Bereich. Die Leistung des Gerätes wurde für einen Bereich von wenigen Kilowatt konzipiert, ist aber grundsätzlich skalierbar und ausbaufähig.
Der AEM Elektrolyseur
Im Bereich der Elektrolyse setzt ennoble power auf eine neuartige Anion Exchange Membran (AEM). Vergleichbar mit einer PEM, bewegen sich hier geladene Ionen innerhalb einer stabilen Membranstruktur, wobei in einer AEM negativ geladene Anionen (OH– Ionen) den Ladungstransport ermöglichen. Hiermit kann grundsätzlich eine hohe Effizienz der Energiewandlung erzielt und gleichzeitig eine nennenswerte Druckdifferenz zwischen den Elektroden aufgebaut werden. Auch bei dieser Technologie kommen günstige Nickel-Katalysatoren zum Einsatz, sodass auf teure Edelmetalle wie Platin und Iridium verzichtet werden kann.
Ein vergleichbarer AEM Druck-Elektrolyseur wird auch im Labor für Brennstoffzellentechnik der FRANKFURT UNIVERSITY UAS entwickelt und erprobt (www.frankfurt-university.de/brennstoffzellenlabor). Hierbei werden Gasdiffusionselektroden aus Raney-Nickel von der Firma Gaskatel eingesetzt. Der Elektrolyseur erzeugt Wasserstoffgas mit einem Druck von bis zu 80 bar, so dass Gasflaschen zumindest teilweise befüllt werden können, ohne dass hierfür ein teurer mechanischer Verdichter erforderlich ist.