Vykurovanie palivovými článkami produkuje nielen teplo a teplú vodu zo sprchy, ale aj elektrinu ako „odpadový produkt“. Aby ste palivový článok mohli využívať trvalo udržateľným spôsobom, je logické udržiavať ho trvalo v prevádzke. Takto generujete veľa tepla a elektriny. Prehľad všetkého o financovaní, inštalácii a nákladoch na energiu na vykurovanie palivovými článkami nájdete tu.
Vykurovanie palivovými článkami: najdôležitejšie veci na prvý pohľad
- Výroba energie vo forme tepla a elektriny v jednom zariadení súčasne.
- Systém pracuje obzvlášť energeticky efektívne.
- Vysoké obstarávacie náklady sú vyvážené nízkymi nákladmi na energiu.
- Vykurovanie palivovými článkami vás robí nezávislým od dodávateľa elektriny.
- Dotácie sú možné na typ vykurovania.
Ako funguje ohrievač palivových článkov?
Stručne povedané: V systéme vykurovania palivových článkov sa plyn chemicky rozkladá a produkuje teplo a elektrinu. Tento princíp je známy aj pod pojmom „kombinovaná výroba tepla a elektriny“. Na túto otázku možno odpovedať trochu podrobnejšie, ak rozložíte ohrievač na jeho súčasti. Najdôležitejšou časťou je „komín“, ktorý kombinuje niekoľko palivových článkov do jedného bloku. Štruktúra článku sa skladá z dvoch elektród (anódy a katódy) a strednej, polopriepustnej membrány alebo iónového vodiča. Na dokončenie zariadenia je pridaný invertor a reformátor, ako aj kyslík a zemný plyn ako zdroje energie. Podľa typu vykurovania palivovými článkami je k dispozícii aj integrovaný plynový kondenzačný kotol, ktorým je možné pokryť špičkové zaťaženie, ako aj zásobník na teplú vodu.V tejto kombinácii potom ide o kompletný systém teplej vody, kúrenia a elektrickej energie. Zároveň existujú aj zariadenia, ktoré obsahujú iba zariadenie na palivové články; tieto je potom možné pridať k existujúcemu plynovému kondenzačnému kotlu.
Pri vykurovaní palivových článkov molekuly vodíka generujú teplo a elektrinu na svojej ceste palivovým článkom.
„Palivový článok“ je zvyčajne palivový článok vodík-kyslík. Zemný plyn sa privádza do reformátora vo vykurovacom systéme, kde sa premieňa na vodík a oxid uhoľnatý. V druhom kroku sa oxid uhoľnatý ďalej spracuje na oxid uhličitý. Novo vytvorený vodík sa potom môže privádzať do modulu palivových článkov v ohrievači. Pomocou katalyzátora sa štiepi na kladné ióny a záporné elektróny na strane anódy palivového článku. Negatívne elektróny vytvárajú na svojej ceste z anódy ku katóde (cez elektrický vodič) jednosmerný prúd. Vyššie uvedený invertor prevádza generovaný jednosmerný prúd na striedavý prúd a dáva k dispozícii elektrinu na použitie. Poradie je zvyčajne:Najskôr je pokrytý dopyt po domácej elektrine, potom sa spoplatní akékoľvek dostupné úložisko batérie - napríklad pre elektronické vozidlo. Zvyšný prebytok sa napája do elektrickej siete a platí za ňu spoločnosť. Kladné ióny zase difundujú cez membránu na katódu, kde pri reakcii s kyslíkom uvoľňujú teplo a vodu. Vytvorené teplo sa absorbuje v systéme a prechádza do výmenníka tepla. Toto potom ohrieva radiátory, povrchové kúrenie (napr. Podlahové kúrenie) a horúcu vodu.Kladné ióny zase difundujú cez membránu na katódu, kde pri reakcii s kyslíkom uvoľňujú teplo a vodu. Vytvorené teplo sa absorbuje v systéme a prechádza do výmenníka tepla. To potom ohrieva radiátory, povrchové kúrenie (napr. Podlahové kúrenie) a horúcu vodu.Kladné ióny zase difundujú cez membránu na katódu, kde pri reakcii s kyslíkom uvoľňujú teplo a vodu. Vytvorené teplo sa absorbuje v systéme a prechádza do výmenníka tepla. To potom ohrieva radiátory, povrchové kúrenie (napr. Podlahové kúrenie) a horúcu vodu.
Tento chemický proces v palivovom článku sa nazýva „studené spaľovanie“. Studený, pretože neexistuje bežné spaľovanie, pri ktorom by sa surovina spaľovala na teplo.
Vpravo hore je plynový kondenzačný kotol, vpravo dole modul palivových článkov a vľavo zásobník teplej vody. Takto sa vytvára teplo a elektrina v najmenších priestoroch vykurovacieho systému palivových článkov.
Inštalácia: Požiadavky na inštaláciu
Požiadavky na inštaláciu vykurovacieho systému s palivovými článkami sú podobné požiadavkám na kondenzačný kotol:
- Pretože zemný plyn je základom pre výrobu požadovaného vodíka, je absolútne nevyhnutné pripojenie plynu. To je možné dosiahnuť priamym pripojením od dodávateľa plynu alebo vonkajšou nádržou.
- Vzduchový výfukový systém (LAS) ako prívod čerstvého vzduchu pre kúrenie a ako výstup pre výfukové plyny. Alternatívne je možné použiť existujúci komín za predpokladu, že ho zodpovedný okresný kominár uvoľní ako neporušený.
- Pretože ohrev palivových článkov je pomerne veľké zariadenie, je potreba priestoru vyššia ako napríklad pri kondenzačnom kotle na čistý plyn. Výhodou vykurovania palivovými článkami je však to, že je vo svojej podstate kompaktný. To eliminuje potrebu zložitého potrubia mimo krytu.
Systém je kompaktný pre čistú inštaláciu a poriadok v technickej miestnosti.
Vykurovanie palivovými článkami: účinnosť a oblasti použitia
Oblasť použitia palivového článku je mimoriadne všestranná. V sektore rodinných domov je to v súčasnosti stále len smolař, zatiaľ čo vo veľkých priemyselných podnikoch alebo bytových domoch sa používa častejšie ako jednotka kombinovanej výroby elektriny a tepla. Ukazuje svoju všestrannosť predovšetkým mimo čisto kúrenia. Je obzvlášť obľúbený u pohybujúcich sa predmetov, keď nie je možné použiť spaľovací motor. Technológiu palivových článkov nájdeme napríklad vo vysokozdvižných vozíkoch, autobusoch a autách (druhý s dosahom až 800 kilometrov) a v ponorkách a vlakoch. Pri tomto použití sa však pozornosť sústreďuje predovšetkým na výrobu elektriny - vyrobené teplo je potom odpadom alebo vedľajším produktom.
Vďaka princípu kombinovanej výroby elektriny a tepla sú palivové články obzvlášť efektívne. Generuje teplo a elektrinu iba jednou chemickou reakciou. Veľkou výhodou je, že dom je možné prevádzkovať takmer nezávisle - čo je zaujímavý faktor pre nízkoenergetický dom alebo plus-energetický dom. Pokiaľ nie je teplo generované v špičkových dobách zaťaženia dostatočné na to, aby ste ohriali napríklad doménu Your-Best-Home.net alebo horúcu vodu, je pri dnešných kompletných systémoch zapnutý plynový kondenzačný kotol.
Pretože sa v ňom využíva rovnaká surovina ako v palivovom článku, konkrétne zemný plyn, systémy sa navzájom dokonale dopĺňajú. Vzhľadom na to, že využitie palivového článku je možné riadiť iba v obmedzenej miere, má zariadenie veľký zmysel pre zabezpečenie stáleho základného napájania.
Ďalšou veľkou výhodou je, že výroba elektriny v porovnaní s fotovoltaickým systémom nie je závislá od slnka, ale prebieha kedykoľvek počas dňa a predovšetkým v noci a kedykoľvek počas roka. Zatiaľ čo fotovoltaické systémy vrcholia hlavne v lete, ale kúrenie má v zime najviac elektriny, palivové články poskytujú nepretržité množstvo elektriny po celý rok. Najmä v prípade výpadku napájania môže systém vykurovania palivovými článkami naďalej napájať váš domén-Best-Home.net elektrinou. Okrem toho je možné vyrobenú elektrinu privádzať do externého systému skladovania batérií, ktorý napája dom špičkovým zaťažením predtým, ako sa napája do elektrickej siete.
Zatiaľ čo iné vykurovacie systémy, ako sú plynové kondenzačné kotly alebo tepelné čerpadlá, sú kombinované so solárnym tepelným systémom, tento typ kombinácie nemá zmysel pre palivový článok. Chemická reakcia palivového článku je navrhnutá pre nepretržitú prevádzku s účinnosťou nad 90 percent. Častá krátkodobá prevádzka (aj bez solárnej tepelnej alebo fotovoltaickej energie) má za následok to, že sa komín rýchlejšie opotrebováva a tým sa skracuje jeho životnosť. Využitie u iných výrobcov energie musí byť preto presne naplánované a navrhnuté individuálne pre každý projekt. Energetický manažér na riadenie rôznych systémov je nevyhnutný na zabezpečenie dlhej životnosti palivových článkov.
Vykurovanie palivovými článkami: náklady v skratke
Obstarávacie náklady a inštalácia
Ohrievač palivových článkov je pomerne drahý ohrievač s vysokými obstarávacími nákladmi. V závislosti od výrobcu a modelu sa náklady na nový systém začínajú približne na 25 000 eurách a v závislosti od veľkosti systému sú takmer otvorené. Čas použiteľnosti stohu v sektore rodinných domov sa v súčasnosti uvádza najmenej na desať rokov. Hneď ako už zásobník nemôžete použiť, existujú dve možnosti:
- Zásobník je nahradený novým a systém môže opäť ako obvykle vyrábať elektrinu a teplo.
- Zásobník nie je potrebné obnovovať a vykurovanie palivových článkov sa využíva iba pomocou integrovaného plynového kondenzačného kotla.
Druhá možnosť prirodzene funguje, iba ak ide o kompletný systém. Ohrievač palivových článkov nie je okamžite chybný, ale môže pokračovať vo výrobe tepla, aj keď dôjde k poruche komína. Cena nového stohu sa pohybuje okolo 5 000 eur, v závislosti od typu a výrobcu. Prevádzkové náklady na vykurovací systém palivových článkov sú obmedzené na spotrebu plynu a náklady na údržbu.
Malý modul s veľkým obsahom.
Porovnajte účinnosť a náklady na vykurovanie palivovými článkami s inými systémami: Prehľad typov vykurovania do roku 2020: Účinnosť, náklady a financovanie.
Právne predpisy a dotácie
Typ vzduchového / výfukového systému je možné pre každú spolkovú krajinu regulovať individuálne tak, že systém požiarnej ochrany F30 nestačí, musí sa však použiť systém F90. Zodpovedný okresný kominár poskytuje podrobné informácie. Inštaláciu ohrevu palivových článkov si v zásade môže urobiť sám, odporúča sa však, aby ju vykonala odborná firma. V neposlednom rade musí byť pripojenie k plynovej prípojke vykonané odbornou spoločnosťou.
Na prvý pohľad sa obstarávacie náklady zdajú byť veľmi vysoké, ale na vykurovanie palivových článkov sú možné vysoké sumy financovania. Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) poskytla vlastnú propagačnú pôžičku na palivové články (program 433). Suma, ktorá sa má prijať, závisí od dvoch komponentov, výkonovej triedy systému a celkových oprávnených nákladov: Výkonová trieda: Každý systém dostane 5 700 eur ako základnú sumu a ďalších 450 eur za každých 100 wattov energie alebo jej časti.
Celkové oprávnené náklady : Každý systém dostane maximálne 40 percent celkových oprávnených nákladov. Patria sem náklady na inštaláciu, náklady na údržbu počas prvých desiatich rokov so zmluvou o úplnej údržbe a náklady na sprievodného energetického odborníka.
Príklad propagácie:Systém s výkonom 1 kilowatt a celkovými oprávnenými nákladmi 30 000 eur prijíma nasledujúce financovanie: 5 700 eur základná suma + (450 eur x 10) = 10 200 eur.
Tento program je možné doplniť ďalšími dotáciami KfW, napríklad pôžičkami na 151 energeticky efektívnych renovácií alebo 153 energeticky efektívnych budov. Mimo programov KfW môžu byť palivové články použité s financovaním BAFA (Federálny úrad pre ekonomiku a kontrolu vývozu) vo forme príplatku za elektrinu z KVET v súlade so zákonom KWKG (zákon o údržbe, modernizácii a rozširovaní kombinovanej výroby tepla a elektriny). ) kombinovať.
