Что такое топливный элемент?
Как описано выше, нагрев топливного элемента - это система, которая работает несколько иначе, чем классический газовый или масляный котел. Поскольку в топливном элементе тепло и электричество генерируются посредством так называемого холодного сгорания. Этот электрохимический процесс особенно эффективен и, вопреки распространенному мнению, известен уже более 180 лет (история топливного элемента).
Что отличает нагрев топливных элементов?
Топливные элементы являются особенно эффективными производителями энергии, которые достигают эффективности около 90 процентов благодаря комбинированному производству электроэнергии и тепла. Для сравнения: обычная электростанция обычно не превышает 40 процентов. Это означает, что около 60 процентов используемой энергии выделяется в окружающую среду в виде неиспользованного тепла.
Отопление на топливных элементах особенно полезно для домовладельцев, если они также потребляют электроэнергию, которую они выработали в собственном доме. Потому что тогда им приходится покупать меньше энергии у коммунальных служб. Это создает финансовые преимущества и независимость от колебаний цен. В отличие от других генерирующих электричество нагревателей, топливный элемент достигает высокой электрической эффективности и вырабатывает электроэнергию и тепло практически в том же соотношении. Устройства теперь оптимизированы для использования в домах на одну и две семьи и экономичны. Здесь важно, что в дополнение к электричеству, тепло в вашем собственном доме разумно отводится. Это единственный способ эффективно вырабатывать электроэнергию.
В то же время протоны проскальзывают через разделительный слой, который является для них только проницаемым, и, с другой стороны, соединяются с электронами и кислородом из воздуха, образуя воду. Тепло, выделяемое во время реакции, может рассеиваться и передаваться в систему отопления. Подробнее об этом вы можете прочитать в нашей подробной статье: Как работает топливный элемент.
Больше чем один топливный элемент
В общем, количество энергии в одной ячейке настолько мало, что несколько из этих элементов объединяются, чтобы сформировать батареи для нагрева топливных элементов, вырабатывающих электричество.
Требования к отоплению топливными элементами
Если вы хотите использовать принцип топливного элемента в качестве обогревателя, вы должны отметить несколько моментов перед покупкой:
- Подключение газа должно быть доступно.
- Система центрального отопления (горячая вода и отопление помещения) должна существовать в доме или, по крайней мере, находиться на стадии планирования.
- Накопитель тепла должен быть интегрирован в систему.
- Дополнительное отопление должно быть установлено.
Почему определенные условия обеспечивают эффективную работу топливного элемента?
Газовое соединение важно для работы нагревателя топливного элемента. Потому что он нагревается с водородом! Это получается в нагревателе топливного элемента непосредственно из природного газа в так называемом риформинг-установке с помощью водяного пара.
Центральная система снова необходима, поскольку нагрев топливного элемента работает только тогда, когда тепло и электричество, также удаляются. В то время как электрическая энергия также может подаваться в общественную сеть, тепло в самом доме должно быть удалено посредством подготовки горячей воды и централизованного распределения тепла к поверхностям нагрева.
Накопитель тепла, например, в виде буферного хранилища, и дополнительный нагрев (котел с пиковой нагрузкой) обеспечивают длительное и равномерное время работы технологии нагрева. Потому что топливный элемент рассчитан на тепловую нагрузку базовой нагрузки. Если спрос превышен в зимние месяцы, включается котел с пиковой нагрузкой. Многие производители уже интегрировали его в качестве модуля конденсации, что делает систему в целом очень компактной.
Когда топливный элемент работает экономно?
Системы ТЭЦ, такие как топливные элементы, сегодня все еще довольно дороги и работают экономно только в том случае, если они вырабатывают много электричества, которое в лучшем случае также потребляется вами. Однако это может быть произведено только в том случае, если в доме также есть потребность в отоплении или горячей воде. Поскольку топливный элемент генерирует обе формы энергии - то есть электричество и тепло - в одинаковом соотношении, он генерирует больше электроэнергии, чем, например, ТЭЦ. По этой причине он особенно экономично работает в современных жилых зданиях с низкими потребностями в энергии.
Статья «Рентабельность нагрева топливных элементов» объясняет, когда топливный элемент полезен для домовладельцев.
Отопление топливными элементами также в старых зданиях?
ТЭЦ, с другой стороны, больше подходит для старых зданий, поскольку старые здания обычно требуют много тепла. Однако использование топливного элемента в старых зданиях не исключено. Нагреваемый объект и его энергетическое состояние все еще имеют решающее значение. Подробное сравнение между топливным элементом и ТЭЦ можно найти в нашей статье «ТЭЦ против топливного элемента». Там вы найдете все преимущества и недостатки соответствующих систем в деталях.
Стоимость топливного элемента
Как со всеми нагревателями, стоимость нагревателя топливного элемента составлена из различных компонентов. Эти:
- стоимость разработки топлива
- на покупку технологии
- и стоимость расхода топливных элементов
Расходы на подключение газа
Поскольку водород для управления нагревом топливного элемента получают из метана, хранящегося в природном газе, газовое соединение является необходимым условием для топливного элемента. Он состоит из двух частей: первая (между улицей и зданием) называется линией подключения к дому и должна быть создана поставщиком. Расходы на это составляют от 1500 до 3000 евро. Они могут быть выше, если расстояние до общественной газовой трубы велико.
Вторая часть газового соединения состоит из труб в самом здании. Эти транспортный газа из основного запорного устройства для всех потребителей. Если будет подключен только нагрев топливного элемента, вы можете ожидать от 1000 до 1500 евро. Если газовое соединение отсутствует, топливный элемент также может работать на сжиженном газе. Система резервуаров требуется, чтобы хранить это в доме. Обычно это устанавливается в саду и стоит от 1500 до 3000 евро. Здесь следует упомянуть, что большинство доступных на рынке моделей предназначены для классического природного газа.
Сколько стоит сам топливный элемент?
Электронагреватели являются молодой и сложной технологией. Расходы на отопление на топливных элементах в семейном доме могут составлять от 20 000 до 25 000 евро. Однако цены на отопление топливными элементами сильно различаются в зависимости от региона, производителя и поставщика услуг. Из-за этого заявленные затраты являются лишь приблизительными и служат ориентиром.
Продвижение отопления с помощью топливных элементов
Вы можете получить поддержку от KfW (Kreditanstalt für Wiederaufbau), которая поддерживает инновационные технологии с высокими грантами. В дополнение к базовой сумме в 5 700 евро, еще есть 450 евро на 100 Вт электроэнергии в рамках программы 433 «Энергоэффективное строительство и ремонт - субсидия на топливные элементы».
Пример: KfW финансирует систему отопления на топливных элементах мощностью 750 Вт на базовую сумму 5700 евро плюс 3375 евро (мощность 750 Вт x 45 евро за 1 Вт) = 9 075 евро.
Требования к финансированию таковы:
- привлекается консультант по энергетике
- топливный элемент встроен в отопительную и электрическую сеть здания
- выполняется гидравлическая балансировка
- договор на техническое обслуживание заключен на десять лет
Если все требования выполнены, финансирование должно быть подано до начала мероприятия.
Кроме того, вы можете получить фиксированную плату за электроэнергию, которую вы сами производите, через Федеральное управление экономики и экспортного контроля (BAFA). За это они получают четыре цента за киловатт-час за первые 60 000 часов работы. Поскольку финансирование ограничено системами с максимальной электрической мощностью в два киловатта, BAFA предоставляет до 4800 евро. Заявка подается при регистрации топливного элемента.
Эксплуатационные расходы топливного элемента
Расходы на эксплуатацию топливного элемента состоят из затрат на топливо, вознаграждения и экономии. Владельцы заводов получают наибольшую экономию, если они сами потребляют как можно больше электроэнергии. Потому что тогда никакая энергия не должна быть взята из общественной сети. По сравнению с вводным тарифом закона KWK, который в настоящее время составляет примерно от десяти до двенадцати центов за киловатт-час (состоит из надбавки ТЭЦ, биржевой цены на электроэнергию и вознаграждения за отказ от использования сети), стоимость электроэнергии, используемой компанией сегодня, составляет около 28 центов - цена на электроэнергию. Насколько высоки эксплуатационные расходы, зависит от различных факторов.
Здесь играют роль разные факторы:
- энергетическое состояние здания
- Нагрев поведения
- Количество использованной электроэнергии
Каковы преимущества и недостатки нагрева топливных элементов?
Нагреватели топливных элементов являются современными, эффективными и, как и другие системы, имеют ряд сильных и слабых сторон. Ниже приведен обзор преимуществ и недостатков топливного элемента:
| преимущества | недостаток |
|---|---|
| Выработка электроэнергии и тепла с высокой эффективностью | в зависимости от газа и его цены |
| Экономичная эксплуатация (даже при низких требованиях к теплу) | Сравнительно высокие затраты на приобретение |
| Компактная системная технология без шума | Регулярные работы по техническому обслуживанию на |
| меньше энергозатрат | как правило, не подходит в старых зданиях |
| Повышение независимости от изменений цен на электроэнергию | - |
| Высокие правительственные гранты | - |
| Благоприятное для климата воздействие и сокращение CO2 | - |
И если вы хотите игриво проверить полученные знания, наша викторина о нагреве топливных элементов - это то, что вам нужно! Все важные факты о топливных элементах, обработанных с первого взгляда, можно найти в «Инфографике о нагреве топливных элементов».