Încălzirea cu pilă de combustibil produce nu numai căldură și apă caldă de duș, ci și electricitate ca „produs rezidual”. Pentru a utiliza o celulă de combustibil în mod durabil, este logic să o mențineți în funcțiune permanent: în acest fel generați multă căldură și electricitate. Aici puteți găsi o prezentare generală a tuturor aspectelor legate de finanțare, instalare și costurile energetice pentru încălzirea cu pilă de combustibil.
Încălzirea cu pilă de combustibil: cele mai importante lucruri dintr-o privire
- Generarea de energie sub formă de căldură și electricitate într-un singur dispozitiv în același timp.
- Sistemul funcționează în mod eficient din punct de vedere energetic.
- Costurile ridicate de achiziție sunt compensate de costurile reduse ale energiei.
- Încălzirea cu pilă de combustibil te face independent de furnizorul de energie electrică.
- Sunt posibile subvenții pentru tipul de încălzire.
Cum funcționează un încălzitor cu pilă de combustibil?
Pe scurt: într-un sistem de încălzire cu pilă de combustibil, gazul este descompus chimic, producând căldură și electricitate. Principiul este cunoscut și sub termenul „căldură și putere combinate”. La această întrebare se poate răspunde puțin mai detaliat dacă dezasamblați încălzitorul în componentele sale. Cea mai importantă parte este „stiva”, care combină mai multe celule de combustibil într-un singur bloc. Structura unei celule este formată din doi electrozi (anod și catod) și o membrană intermediară, semipermeabilă sau un conductor ionic. Pentru a completa dispozitivul, există un invertor și un reformator, precum și oxigen și gaz natural ca surse de energie. În funcție de tipul de încălzire cu pilă de combustibil, există, de asemenea, un cazan de condensare cu gaz integrat, cu care pot fi acoperite sarcinile maxime, precum și un rezervor de stocare a apei calde.În această combinație, este apoi un sistem complet de apă caldă, încălzire și electricitate. În paralel, există și dispozitive care conțin doar dispozitivul cu celule de combustibil; acestea pot fi apoi adăugate la un cazan de condensare cu gaz existent.
În încălzirea celulelor de combustibil, moleculele de hidrogen generează căldură și electricitate în drumul lor prin celula de combustibil.
„Celula de combustibil” este de obicei o celulă de combustibil hidrogen-oxigen. Gazul natural este alimentat în reformator în sistemul de încălzire, unde este transformat în hidrogen și monoxid de carbon. În a doua etapă, monoxidul de carbon este procesat în continuare în dioxid de carbon. Hidrogenul nou creat poate fi apoi alimentat în modulul de pilă de combustibil din încălzitor. Cu ajutorul unui catalizator, acesta este împărțit în ioni pozitivi și electroni negativi pe partea anodică a celulei de combustibil. Electronii negativi produc curent continuu pe drumul lor de la anod la catod (prin conductorul electric). Invertorul menționat anterior convertește curentul continuu generat în curent alternativ și pune la dispoziție electricitatea pentru utilizare. Ordinea de prioritate este de obicei:În primul rând, este acoperită cererea de electricitate internă, apoi se încarcă orice stocare a bateriei care ar putea fi disponibilă - de exemplu, pentru un vehicul electric. Excedentul rămas este alimentat în rețeaua electrică și plătit de către utilitate. Ionii pozitivi la rândul lor se difuzează prin membrană către catod, unde eliberează căldură și apă atunci când reacționează cu oxigenul. Căldura generată este absorbită în sistem și transmisă schimbătorului de căldură. Aceasta încălzește apoi radiatoarele, încălzirea suprafeței (de exemplu, încălzirea prin pardoseală) și apa fierbinte.Ionii pozitivi la rândul lor se difuzează prin membrană către catod, unde eliberează căldură și apă atunci când reacționează cu oxigenul. Căldura generată este absorbită în sistem și transmisă schimbătorului de căldură. Aceasta încălzește apoi radiatoarele, încălzirea suprafeței (de exemplu, încălzirea prin pardoseală) și apa fierbinte.Ionii pozitivi la rândul lor se difuzează prin membrană către catod, unde eliberează căldură și apă atunci când reacționează cu oxigenul. Căldura generată este absorbită în sistem și transmisă schimbătorului de căldură. Aceasta încălzește apoi radiatoarele, încălzirea suprafeței (de exemplu, încălzirea prin pardoseală) și apa fierbinte.
Acest proces chimic din celula de combustibil se numește „ardere la rece”. Rece, deoarece nu există o incinerare convențională în care o materie primă este arsă pentru a genera căldură.
În partea dreaptă sus este un cazan cu condensare pe gaz, în partea dreaptă jos este modulul cu pilă de combustibil și în stânga este rezervorul de apă caldă. Acest lucru creează căldură și electricitate în cele mai mici spații din sistemul de încălzire cu pilă de combustibil.
Instalare: Cerințe pentru instalare
Cerințele pentru instalarea unui sistem de încălzire cu pilă de combustibil sunt similare cu cele pentru un cazan cu condensare:
- Deoarece gazul natural este baza pentru generarea hidrogenului necesar, o conexiune la gaz este absolut necesară. Acest lucru se poate face fie prin conectarea directă de la furnizorul de gaz, fie printr-un rezervor exterior.
- Un sistem de evacuare a aerului (LAS) ca sursă de aer proaspăt pentru încălzire și ca ieșire pentru gazele de eșapament. Alternativ, poate fi utilizat un coș de fum existent, cu condiția ca măturătorul de district responsabil să îl elibereze ca intact.
- Deoarece încălzirea cu pilă de combustibil este un dispozitiv relativ mare, necesarul de spațiu este mai mare decât, de exemplu, un cazan cu condensare cu gaz pur. Avantajul încălzirii cu pilă de combustibil este însă că este inerent compact. Acest lucru elimină necesitatea unor conducte complexe în afara carcasei.
Sistemul este compact pentru instalare curată și comandă în camera tehnică.
Încălzirea cu pilă de combustibil: eficiență și domenii de aplicare
Domeniul de aplicare al celulei de combustibil este extrem de versatil. În sectorul caselor unifamiliale, acesta este în prezent cel mai neînsuflețit, în timp ce este folosit mai des ca unitate combinată de căldură și putere în uzine industriale mari sau clădiri de apartamente. Își arată versatilitatea, mai presus de orice, în afara încălzirii pure. Este deosebit de popular în cazul obiectelor în mișcare atunci când un motor cu ardere internă nu poate fi utilizat. Tehnologia cu pilă de combustibil poate fi găsită, de exemplu, în stivuitoare, autobuze și mașini (acestea din urmă cu o autonomie de până la 800 de kilometri) și în submarine și trenuri. Cu această utilizare, totuși, accentul se pune în primul rând pe generarea de energie electrică - căldura generată este apoi deșeul sau un produs secundar.
Datorită principiului combinat al căldurii și puterii, celulele de combustibil sunt deosebit de eficiente. Generează căldură și electricitate cu o singură reacție chimică. Marele avantaj este că o casă poate fi operată aproape independent - un factor interesant pentru o casă cu consum redus de energie sau pentru o casă cu consum de energie. Dacă căldura generată la timpi de încărcare de vârf este insuficientă pentru a încălzi Your-Best-Home.net sau apa fierbinte, de exemplu, un cazan cu condensare pe gaz este pornit cu sistemele complete de astăzi.
Deoarece aceasta folosește aceeași materie primă ca și celula de combustibil, și anume gazul natural, sistemele se completează perfect. Datorită faptului că utilizarea celulei de combustibil poate fi controlată doar într-o măsură limitată, instalația are mult sens pentru a stabili o alimentare constantă de bază.
Un alt mare avantaj este că generarea de energie electrică, în comparație cu sistemul fotovoltaic, nu depinde de soare, ci are loc în orice moment al zilei și mai ales noaptea, precum și în orice moment al anului. În timp ce sistemele fotovoltaice au în principal vârful de producție vara, dar încălzirea are cea mai mare energie electrică iarna, celulele de combustibil furnizează o cantitate continuă de energie electrică pe tot parcursul anului. În special în cazul unei defecțiuni de curent, un sistem de încălzire cu pilă de combustibil poate continua să furnizeze electricitate companiei dvs.-Best-Home.net. În plus, energia electrică generată poate fi alimentată către un sistem extern de stocare a bateriei pentru a alimenta casa cu sarcini de vârf înainte de a fi alimentată în rețeaua electrică.
În timp ce alte sisteme de încălzire, cum ar fi cazanele cu condensare pe gaz sau pompele de căldură, sunt combinate cu un sistem solar termic, acest tip de combinație nu are sens cu o celulă de combustibil. Reacția chimică a celulei de combustibil este concepută pentru funcționarea continuă cu o eficiență de peste 90%. Funcționarea frecventă pe termen scurt (chiar și fără energie solară termică sau fotovoltaică) are consecința că stiva se uzează mai repede și, prin urmare, durata de viață a acesteia este scurtată. Prin urmare, utilizarea cu alți producători de energie trebuie planificată cu precizie și proiectată individual pentru fiecare proiect. Un manager de energie care să controleze diferitele sisteme este esențial pentru a asigura o durată lungă de viață a celulei de combustibil.
Încălzirea cu pilă de combustibil: costurile dintr-o privire
Costuri de achiziție și instalare
Încălzitorul cu pilă de combustibil este un încălzitor comparativ scump, cu costuri ridicate de achiziție. În funcție de producător și model, costurile pentru un nou sistem încep de la aproximativ 25.000 de euro și, în funcție de dimensiunea sistemului, sunt aproape deschise. Perioada de valabilitate a unui teanc în sectorul caselor unifamiliale este în prezent declarată a fi de cel puțin zece ani. De îndată ce o stivă nu mai poate fi utilizată, există două opțiuni:
- Stiva este înlocuită de una nouă, iar sistemul poate produce din nou electricitate și căldură, ca de obicei.
- Stiva nu trebuie reînnoită, iar încălzirea celulei de combustibil este utilizată numai prin intermediul cazanului cu condensare integrată pe gaz.
Desigur, a doua opțiune funcționează numai dacă este un sistem complet. Un încălzitor cu pilă de combustibil nu este defect imediat, dar poate continua să producă căldură chiar dacă stiva nu reușește. Costul unei stive noi este de aproximativ 5.000 de euro, în funcție de tip și producător. Costurile de funcționare pentru un sistem de încălzire cu pilă de combustibil sunt limitate la consumul de gaz și la costurile de întreținere.
Mic modul cu mult conținut.
Comparați eficiența și costurile încălzirii cu celule de combustibil cu alte sisteme: Prezentare generală a tipurilor de încălzire 2020: Eficiență, costuri și finanțare.
Reglementări legale și subvenții
Tipul sistemului de aer / evacuare poate fi reglat individual pentru fiecare stat federal, astfel încât să nu fie suficient un sistem de protecție împotriva incendiilor F30, dar trebuie utilizat un sistem F90. Coșul de coș de district responsabil oferă informații detaliate. Instalarea încălzirii cu pilă de combustibil se poate face, în principiu, de unul singur, dar este recomandabil ca aceasta să fie efectuată de o companie specializată. Nu în ultimul rând, racordul la racordul la gaz trebuie să fie realizat de o companie specializată.
Costurile de achiziție par a fi foarte mari la prima vedere, dar sunt posibile sume mari de finanțare pentru încălzirea cu pilă de combustibil. Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) a acordat propriul său împrumut promoțional pentru pilele de combustibil (programul 433). Suma de primit depinde de două componente, clasa de performanță a sistemului și costurile totale eligibile: Clasa de performanță: Fiecare sistem primește 5.700 de euro ca sumă de bază și încă 450 de euro pentru fiecare 100 de wați de putere sau o parte din aceasta.
Costuri eligibile totale : fiecare sistem primește maximum 40% din costurile eligibile totale. Acestea includ costurile de instalare, costurile de întreținere pentru primii zece ani cu un contract de întreținere complet și costurile pentru un expert în energie însoțitor.
Exemplu de promovare:Un sistem cu 1 kilowatt de putere și 30.000 de euro în total costuri eligibile primește următoarea finanțare: 5.700 de euro suma de bază + (450 de euro x 10) = 10.200 de euro.
Acest program poate fi completat cu alte subvenții KfW, de exemplu cu împrumuturi 151 renovare eficientă din punct de vedere energetic sau 153 clădiri eficiente din punct de vedere energetic. În afara programelor KfW, pilele de combustibil pot fi utilizate cu finanțare BAFA (Oficiul Federal pentru Economie și Control al Exporturilor) sub formă de suprataxă pentru energia electrică din cogenerare în conformitate cu legea KWKG (legea pentru întreținerea, modernizarea și extinderea căldurii și puterii combinate) ) să fie combinate.
