Brennstoffzelle Einfamilienhaus

Zu den Kleinstblockheizkraftwerken gehörten stromerzeugende Heizungen mit einer Brennstoffzellentechnik. Sie funktionieren nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung. Dabei wird nicht nur Strom, sondern auch Wärme im niedrigen Leistungssegment produziert. Daher eignen sich diese kleine BHKW für den Gebrauch für Ein- und Mehrfamilienhäuser. Zu herkömmlichen BHKW mit einem Verbrennungsmotor basiert hier die Energieerzeugung mit Hilfe einer Brennstoffzelle. Bei der Brennstoffzelle Einfamilienhaus kommt die kalte Verbrennung zum Einsatz.

Brennstoffzelle Einfamilienhaus – wie funktioniert die Energieerzeugung?

Unter Zuführung von Wasserstoff beginnen Brennstoffzellen zu arbeiten. Mit einer sogenannten Knallgasreaktion verbindet sich der Wasserstoff mit zugeführtem Sauerstoff und wird zu Wasser. Bei diesem chemischen Vorgang wird elektrische Spannung aufgebaut, welche dann in der Brennstoffzelle für die Stromerzeugung genutzt wird. Während des Vorgangs, auch kalte Verbrennung genannt, wird Reaktionswärme freigesetzt, die dann für die Wärme des Heizwassers oder Brauchwassers herangezogen wird.

Brennstoffzelle Einfamilienhaus – Ablauf einer Reaktion

Die Funktion im Detail:

1. Eine Brennstoffzelle besteht aus zwei Elektroden, der Anode (-) und der Kathode (+), sowie einer Membran, die sich zwischen beiden befindet. Sie ist mit einem Katalysator (zum Beispiel Platin) beschichtet.
2. Wasserstoff wird über den Reformer zugeführt und in Elektronen (-) und Protonen (+) gespalten. Die Elektronen bewegen sich zur Anode und werden im äußeren Kreislauf zur Produktion von Strom genutzt.
3. Die freien Protonen wandern durch die Membran zur Kathode, verbinden sich mit Sauerstoff und nehmen zusätzlich ein Elektron von der Kathode auf. Die dadurch entstehende Reaktionswärme wird zur Erwärmung von Heiz- und Brauchwasser  genutzt.
4. Das entstehende Wasser wird abgeführt und kann für den erneuten Vorgang der Wasserstoffspaltung sowie zur Kühlung der Brennstoffzellen-Heizung genutzt werden.

Reicht die Brennstoffzelle für ein durchschnittliches Einfamilienhaus aus?

In der Regel erreichen Sie mit einem Brennstoffzellen-Heizgerät eine elektrische Leistung zwischen ein und zwei Kilowatt, was für den Grundbedarf von Einfamilienhäusern ausreicht und ungefähr zehn bis 30 Prozent der Spitzenwärmeleistung abdeckt. Zusätzlich wird ein Heizkessel hinzugeschaltet beziehungsweise ist in den Anlagen bereits ein Kessel integriert. Damit erhöhen Sie die Leistung von ein Kilowatt auf die notwendige Spitzenwärmeleistung von 20 Kilowatt, so dass Ihr Haus auch im Winter mit der nötigen Wärme versorgt wird.
Das sind Ihre Vorteile einer dezentralen Energieversorgung (hier am Beispiel der Elcore 2400):

✓ Mit einer Elcore-Brennstoffzelle erreichen Sie bis zu 8.000 Betriebsstunden pro Jahr und sparen bis zu 50Prozent Ihrer Energiekosten ein.
✓ Ihr Haus wird das ganze Jahr mit ausreichend Wärme versorgt. Zusätzlich deckt der erzeugte Strom bis zu 70 Prozent Ihres Gesamtstromverbrauchs.
✓ Sie sparen gegenüber einem herkömmlichen Brennwertgerät jährlich bis zu 40 Prozent an Treibhausgas-Emissionen ein und verbessern so automatisch die CO2-Bilanz.

Ist die Anschaffung für Hausbesitzer immer sinnvoll?

Ob sich das Heizen mit Hilfe von Brennstoffzellen-Technologie wirklich lohnt, hängt unter anderem von Ihrem Wärme-, Strom-, und Warmwasserverbrauch ab. Dementsprechend müssen Sie die erforderliche Leistung Ihrer Brennstoffzellen-Heizung berechnen. Denn für die Auslegung ist eine hohe jährliche Laufzeit erforderlich, damit durch eine entsprechende Anzahl an Betriebsstunden ausreichend Stromerlöse erwirtschaftet werden.

Ebenso sollten Sie den Grad der Sanierung, der Verlauf der Versorgungsleitungen und nötige bauliche Anpassungen bedenken. Eine detaillierte Vorab-Checkliste stellt der Bundesverband Verbraucherschutz zur Verfügung.

Eine Brennstoffzellen-Heizung ist in der Anschaffung kostenintensiver als herkömmliche Heizgeräte, deshalb ist es für die weitere Planung sowie den Einbau empfehlenswert, fachmännische Beratung einzuholen. Die Anschaffungskosten liegen derzeit zwischen 10.000 Euro und 20.000 Euro, wobei individuelle notwendige Baumaßnahmen sowie die Installation nicht im Preis inbegriffen sind.