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Solare Heizungsunterstützung:

ausein

Über welche effiziente Erdgas-Technik wollen Sie sich informieren?

Brennwert + Solar Strom erzeugende Heizung Gaswärmepumpe Brennstoffzelle

Brennwert + Solar

Alles Gute kommt von oben:
Effizienz-Kombination Brennwert + Solar

Erdgas-Brennwertheizungen arbeiten besonders effizient, da sie die beim Heizen entstehende Abgaswärme nicht ungenutzt lassen, sondern erneut dem Heizkreislauf zuführen. Über eine Regelung wird die aktuell benötigte Heizleistung stufenlos angepasst, um nicht unnötig Energie zu verbrauchen.

Im Beispiel sehen wir ein wandhängendes Brennwertgerät*, das sich einfach mit Solarthermie-Systemen kombinieren lässt. Dieses nutzt kostenlose Sonnenenergie und kann in jeder Region für die Warmwasserbereitung eingesetzt werden. Aufgrund ihrer kompakten Abmessungen, lassen sich Brennwertgeräte sowohl in Wohn- als auch Hauswirtschaftsräumen, sowie im Keller, platzsparend unterbringen. Auch eine Einbindung als Dachheizzentrale ist möglich. Im Vergleich zu älteren Systemen lassen sich durch die Kombination von Brennwert und Solar bis zu 55 % der klimaschädlichen CO2-Emissionen einsparen.

* Je nach Leistungsbedarf und Raumgröße, können natürlich auch bodenstehende Kessel verwendet werden.

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Speicher + System

Vom Wärmespeicher aus werden optimal abgestimmt die Wärmeströme von den „Erzeugern“, wie z. B. einer Brennwertheizung oder der Solaranlage zu den „Verbrauchern“ wie der Dusche oder Waschbecken geregelt. Im Wärmespeicher wird vorrangig Solarenergie in Form von Warmwasser gespeichert. Damit jederzeit Wohlfühlwärme bereit gestellt werden kann, heizt die Brennwerttherme bedarfsgerecht und modulierend hinzu. Die benötigte Größe des Wärmespeichers ist davon abhängig, ob neben der Warmwasserbereitung auch eine solare Heizungsunterstützung geplant ist. Im Beispiel wird ein Speicher gezeigt, welcher für beide Einsatzzwecke ausgelegt ist.

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Funktionsprinzip

Wie funktioniert eine Erdgas-Brennwertheizung im Detail?

1. Das Erdgas verbrennt unter Luftzufuhr. Dabei entsteht nutzbare Verbrennungswärme.

2. Die Wärme wird mittels Wasser im Heizungsvorlauf zum Heizungssystem und in den Wärmespeicher transportiert.

3. Durch Abkühlung der Verbrennungsgase (Abgase) unter den Taupunkt von ca. 55°C wird die im Wasserdampf enthaltene Energie in Form von Verdunstungswärme freigesetzt. Das dabei entstehende Kondensat wird in die Kanalisation abgeleitet.

4. Die Nutzung der Kondensationswärme (latente Wärme) führt zu einem zusätzlichen Wärmegewinn von bis zu 11 %.

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Dachheizzentrale

Flexible Aufstellmöglichkeiten: Vor allem in Neubauten können Sie Ihr Gerät nach Wunsch auch platzsparend unter dem Dach platzieren.

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Nacht / Schlechtwetter

Steht während der Nacht oder Schlechtwetterperiode keine ausreichende Wärme aus der Solarthermie oder dem Speicher zur Verfügung, übernimmt die Erdgas-Brennwertheizung die gesamte Wärmeversorgung. Sie ist in der Lage auch schwankende Leistungsanforderungen kurzfristig abzudecken.

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Solarmodule

Flach- oder Vakuumröhrenkollektoren nutzen die Sonnenstrahlung zur Wärmegewinnung und geben die gewonnene Energie an den Wärmespeicher des Systems ab. Mit einer Kollektorfläche von 1 bis 1,5 qm pro Person können im Jahr bis zu 60 % des Energiebedarfs bei der Warmwasserbereitung abgedeckt werden – von Mai bis September sogar bis zu 100 %!

Soll neben der Warmwasserbereitung auch die Raumheizung mit Solarenergie unterstützt werden, ist eine Kollektorfläche von 2 bis 4 qm pro Person erforderlich. Je nach Dämmstandard des Hauses, lassen sich so 10 bis 30 % – in Niedrigenergiegebäuden bis zu 50 % – der Brennstoffenergie einsparen.

Speicher + System Funktionsprinzip Dachheizzentrale Nacht / Schlechtwetter Solarmodule Erdgasnetz der Zukunft

Brennwert + Solar

Alles Gute kommt von oben:
Effizienz-Kombination Brennwert + Solar

Erdgas-Brennwertheizungen arbeiten besonders effizient, da sie die beim Heizen entstehende Abgaswärme nicht ungenutzt lassen, sondern erneut dem Heizkreislauf zuführen. Über eine Regelung wird die aktuell benötigte Heizleistung stufenlos angepasst, um nicht unnötig Energie zu verbrauchen.

Im Beispiel sehen wir ein wandhängendes Brennwertgerät*, das sich einfach mit Solarthermie-Systemen kombinieren lässt. Dieses nutzt kostenlose Sonnenenergie und kann in jeder Region für die Warmwasserbereitung eingesetzt werden. Aufgrund ihrer kompakten Abmessungen, lassen sich Brennwertgeräte sowohl in Wohn- als auch Hauswirtschaftsräumen, sowie im Keller, platzsparend unterbringen. Auch eine Einbindung als Dachheizzentrale ist möglich. Im Vergleich zu älteren Systemen lassen sich durch die Kombination von Brennwert und Solar bis zu 55 % der klimaschädlichen CO2-Emissionen einsparen.

* Je nach Leistungsbedarf und Raumgröße, können natürlich auch bodenstehende Kessel verwendet werden.

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Speicher + System

Vom Wärmespeicher aus werden optimal abgestimmt die Wärmeströme von den „Erzeugern“, wie z. B. einer Brennwertheizung oder der Solaranlage zu den „Verbrauchern“ wie der Dusche oder Waschbecken geregelt. Im Wärmespeicher wird vorrangig Solarenergie in Form von Warmwasser gespeichert. Damit jederzeit Wohlfühlwärme bereit gestellt werden kann, heizt die Brennwerttherme bedarfsgerecht und modulierend hinzu. Die benötigte Größe des Wärmespeichers ist davon abhängig, ob neben der Warmwasserbereitung auch eine solare Heizungsunterstützung geplant ist. Im Beispiel wird ein Speicher gezeigt, welcher für beide Einsatzzwecke ausgelegt ist.

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Heizung

Das Heizungssystem eines Gebäudes sollte unter Berücksichtigung von Design und Komfort genau auf die Heizlast abgestimmt und individuell raumweise zu regeln sein. Um den größtmöglichen Solaranteil im Heizkreislauf zu erzielen, kommt es vor allem auf die Heizungsregelung an. Sie ist für das perfekte Zusammenspiel der einzelnen Systemkomponenten erforderlich. Abhängig von der Raumtemperatur und der Witterung, berechnet sie, wann es sinnvoll ist „zuzuheizen” und wann die erzielten Solarerträge für einen ausreichenden Wärme- und Warmwasserkomfort sorgen.

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Funktionsprinzip

Wie funktioniert eine Erdgas-Brennwertheizung im Detail?

1. Das Erdgas verbrennt unter Luftzufuhr. Dabei entsteht nutzbare Verbrennungswärme.

2. Die Wärme wird mittels Wasser im Heizungsvorlauf zum Heizungssystem und in den Wärmespeicher transportiert.

3. Durch Abkühlung der Verbrennungsgase (Abgase) unter den Taupunkt von ca. 55°C wird die im Wasserdampf enthaltene Energie in Form von Verdunstungswärme freigesetzt. Das dabei entstehende Kondensat wird in die Kanalisation abgeleitet.

4. Die Nutzung der Kondensationswärme (latente Wärme) führt zu einem zusätzlichen Wärmegewinn von bis zu 11 %.

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Dachheizzentrale

Flexible Aufstellmöglichkeiten: Vor allem in Neubauten können Sie Ihr Gerät nach Wunsch auch platzsparend unter dem Dach platzieren.

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Nacht / Schlechtwetter

Steht während der Nacht oder Schlechtwetterperiode keine ausreichende Wärme aus der Solarthermie oder dem Speicher zur Verfügung, übernimmt die Erdgas-Brennwertheizung die gesamte Wärmeversorgung. Sie ist in der Lage auch schwankende Leistungsanforderungen kurzfristig abzudecken.

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Solarmodule

Flach- oder Vakuumröhrenkollektoren nutzen die Sonnenstrahlung zur Wärmegewinnung und geben die gewonnene Energie an den Wärmespeicher des Systems ab. Mit einer Kollektorfläche von 1 bis 1,5 qm pro Person können im Jahr bis zu 60 % des Energiebedarfs bei der Warmwasserbereitung abgedeckt werden – von Mai bis September sogar bis zu 100 %!

Soll neben der Warmwasserbereitung auch die Raumheizung mit Solarenergie unterstützt werden, ist eine Kollektorfläche von 2 bis 4 qm pro Person erforderlich. Je nach Dämmstandard des Hauses, lassen sich so 10 bis 30 % – in Niedrigenergiegebäuden bis zu 50 % – der Brennstoffenergie einsparen.

Speicher + System Funktionsprinzip Dachheizzentrale Heizung Nacht / Schlechtwetter Solarmodule Erdgasnetz der Zukunft

Strom erzeugende Heizung

Eine KWK-Anlage ist nicht nur eine sparsame Heizung, sondern auch ein kleines Kraftwerk für die eigenen vier Wände. Das System besteht aus einem Erdgas-Verbrennungsmotor und einem Generator. KWK-Anlagen nutzen den Brennstoff Erdgas hoch effizient, da gleichzeitig Strom und Heizwärme erzeugt werden.

Für Einfamilienhäuser sind kleinere Versionen der Strom erzeugenden Heizung besonders geeignet. Die so genannten „Mikro-KWK-Geräte“ haben in etwa die Größe einer Waschmaschine und können bis zu 60 % des Strombedarfs eines durchschnittlichen 4-Personen-Haushalts abdecken.

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Speicher + System

Die bei der Stromerzeugung im Verbrennungsmotor entstehende Wärme wird in einem so genannten „Pufferspeicher“ zwischengelagert.

Das bedeutet: Auch wenn mehr Heizwärme und warmes Wasser als üblich angefordert werden, ist ein konstantes Wärmekomfortniveau gewährleistet.

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Heizung

Die Wärme, welche bei der Stromerzeugung im Verbrennungsmotor entsteht, wird über einen „Wärmetauscher“ ausgekoppelt und für Heizung und Warmwasserbereitung verwendet. Diese optimierte Nutzung der Abgaswärme trägt zur hohen Effizienz der Kraft-Wärme-Kopplung bei. Die eingesetzte Energie wird doppelt genutzt, wodurch sehr hohe Wirkungsgrade von bis zu 90 % des Gesamtsystems erreicht werden können.

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Eigenstromnutzung

Mit einer innovativen Strom erzeugenden Heizung reduzieren sich die Energiebezugskosten deutlich. Durch die gleichzeitige Stromerzeugung können in der Regel ca. 60 % des Haushaltsstrombedarfs durch die Eigenproduktion abgedeckt werden.

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Einspeisung

Jede Kilowattstunde Strom, die selbst erzeugt und verbraucht wird, reduziert die Strombezugskosten. Überschüssig erzeugter Strom kann ins Netz eingespeist werden und wird vergütet.

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Funktionsprinzip

Wärme und Strom aus einem Gerät: So funktioniert die Kraft-Wärme-Kopplung.

Eine KWK-Anlage besteht aus einem Erdgas-Verbrennungsmotor und einem Generator. Das System erzeugt Wärme und Strom. Der Strom wird vorrangig für den Eigenbedarf und die Heizwärme zur Deckung des Gebäudewärmebedarfs sowie zur Warmwasserbereitung genutzt. Nicht selbst genutzter Strom kann in das öffentliche Stromnetz eingespeist und durch den regionalen Netzbetreiber vergütet werden. Es lassen sich zwei wesentliche KWK-Technologien unterscheiden:

Geräte mit Stirling und Otto-Motor Heizgeräte.

Stirling-Heizgerät

Erwärmen, abkühlen, Energie gewinnen: So funktioniert das Stirling-Heizgerät.

Der Stirlingmotor arbeitet mit einer externen, kontinuierlichen Verbrennung. Es ist ein externer Verbrennungsmotor. In diesem befindet sich ein mit Arbeitsgas, wie z. B. Helium, gefüllter Zylinder. Er besteht aus drei Komponenten: einem Verdränger- und Arbeitskolben sowie einem Generator.

Zunächst wird eine Seite des Zylinders durch einen Gasbrenner erwärmt, während die andere mit Wasser aus dem Heizkreis des Gebäudes gekühlt wird. Anschließend wird das Arbeitsgas über den Verdrängerkolben abwechselnd von der kalten auf die warme Seite transportiert. Dadurch entsteht eine Druckdifferenz, die den Arbeitskolben in Bewegung setzt. Er ist Bestandteil des Generators, welcher die Bewegung in elektrischen Strom umwandelt. Die Abwärme des Brenners und des Arbeitsgases wird zur Beheizung des Gebäudes genutzt.

Otto-Motor-Heizgerät

Mehr als heiße Luft: So funktioniert das Otto-Motor-Heizgerät.

Das KWK-System arbeitet nach dem Prinzip der internen Verbrennung im Ottomotor. In diesem wird Erdgas mit angesaugter Luft vermischt und mit Hilfe eines Zündfunkens zur kontrollierten Explosion gebracht. Dabei entstehen Verbrennungsgase, welche sich ausdehnen. Der verursachte Überdruck setzt eine Kolbenbewegung in Gang. Diese wird auf eine Welle übertragen, die den Generator zur Stromerzeugung antreibt. Entstehende Abwärme wird für Raumheizung und Warmwasserbereitung genutzt.

Speicher + System Funktionsprinzip Heizung Eigenstromnutzung Einspeisung Erdgasnetz der Zukunft

Gaswärmepumpe

Das Beste aus zwei Welten: Die Gaswärmepumpe verbindet die Vorzüge der bewährten Brennwerttechnik mit erneuerbaren Energien. Als primäre Antriebsenergie fungiert Erdgas mit einem Anteil von ca. 75 % – hinzu kommen ca. 25 % Umweltwärme aus Erde, Luft und Sonnenenergie.

Mit dieser Kombination stößt das System in eine neue Effizienzdimension vor: Derzeit sind Wirkungsgrade bis zu 118 % möglich – mit Entwicklungs-Potenzial nach oben. Der Wirkungsgrad gibt das Verhältnis zwischen eingesetzter – also Antriebsenergie – und gewonnener Nutzwärme an.

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Speicher + System

Der Wärmespeicher regelt optimal abgestimmt die Wärmeströme von den „Erzeugern“, z. B. einer Gaswärmepumpe oder Solaranlage, zu den „Verbrauchern“, wie Dusche und Heizkörper. Steht nicht genügend Wärme aus Umweltenergie zur Verfügung, kann der Gasbrenner der Gaswärmepumpe auch ohne Umweltwärme im „Direktheizbetrieb“ genutzt werden.

Zudem wird im Wärmespeicher die gewonnene Umweltenergie eingelagert, damit auch bei steigenden Anforderungen (alternativ: Komfortansprüchen) jederzeit saubere Wohlfühlwärme bereit gestellt werden kann.

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Heizen und kühlen

Klimaanlage inklusive: Die Gaswärmepumpe macht heizen und kühlen gleichzeitig möglich. Gaswärmepumpen sorgen das ganze Jahr für konstant hohen Wärmekomfort. In den Sommermonaten können sie aber auch für die Kühlung des Hauses genutzt werden.

Hierfür wird die Wärme mithilfe der Fußbodenheizung dem Wohnraum entzogen und – abhängig von der genutzten Wärmequelle – z. B. über einen Kollektor ins Erdreich abgeleitet.

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Warmwasserbereitung

Je nach eingebundener Wärmequelle nehmen Gaswärmepumpen Umweltwärme auf und geben die gewonnene Energie an das Speichersystem ab.

Vom Speichersystem aus werden optimal abgestimmt die Wärmeströme zu den „Verbrauchern“ wie der Dusche oder Waschbecken geregelt.

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Wärmequellen

Gaswärmepumpen lassen sich mit unterschiedlichen regenerativen Wärmequellen kombinieren: Erdwärme, Luft, Grundwasser oder Sonne. Welche Wärmequellen am besten für Ihr Objekt geeignet sind, hängt von der geographischen Lage und der Beschaffenheit des Grundstücks ab. Heizungsbau-Fachbetriebe und Geologie-Experten unterstützen Sie bei der Auswahl des richtigen Systems.

Erdwärme

Erdwärme lässt sich entweder über Kollektoren oder Erdsonden gewinnen. Beide Systeme enthalten eine spezielle Wärmeträgerflüssigkeit, z. B. Ammoniak-Wasser, um die im Erdreich gespeicherte Wärme aufnehmen und zur Gaswärmepumpe transportieren zu können. Dabei arbeitet ein Erdkollektor horizontal in 1,2 bis 1,5 Meter Tiefe – eine Erdsonde wird senkrecht, bis zu 100 Meter tief, in den Boden eingelassen.

Luft

Die Außenluft lässt sich über Ventilatorensysteme nutzen, welche Luft ansaugen, deren Wärme entnehmen und abgekühlt wieder ins Freie abgeben.

Grundwasser

Unser Grundwasser hat eine Durchschnittstemperatur von 10° bis 15°C. Ausreichend warm, um es mit einem Saug- oder Schluckbrunnen fördern und mit Hilfe der Gaswärmepumpe für Heizung und Warmwasserbereitung nutzbar zu machen.

Solarkollektor

Sonnenenergie ist sauber, kostenlos und überall verfügbar. Mit Hilfe von Solarkollektoren lässt sie sich einfach als Umgebungswärmequelle für Ihre Gaswärmepumpe verwenden. Heizungshersteller bieten kombinierte Lösungen aus einer Gaswärmepumpe und Kollektoren an. Je nachdem, ob Sie ausschließlich warmes Wasser solar bereiten wollen, oder zusätzlich Ihre Heizung unterstützen möchten, benötigen Sie weniger bzw. mehr Kollektorfläche.

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Funktionsprinzip

Wie ein Kühlschrank, der Wärme erzeugt: So funktioniert die Gaswärmepumpe.

Gaswärmepumpen nutzen, mit Ausnahme von Zeolith-Heizgeräten, das bewährte Funktionsprinzip des Kühlschranks – nur auf umgekehrte Weise. Während der Kühlschrank dem Innenraum Wärme entzieht und nach außen abgibt, entnimmt eine Gaswärmepumpe der Umgebung die Wärme und gibt diese als Heizenergie an den Heizkreislauf ab.

Man unterscheidet zwischen diesen Arten der Gaswärmepumpe: Gasmotorisch, Absorption sowie Adsorption

1. Verdampfen

Der Verdampfer entzieht der Umgebung Wärme. Dabei wechselt das im System enthaltene Kältemittel in den gasförmigen Zustand.

2. Verdichten

Der entstehende Dampf wird mittels eines Kompressors verdichtet und auf ein höheres Temperaturniveau gebracht.

3. Verflüssigen

Im dritten Schritt gibt das dampfförmige Kältemittel seine Wärme im Verflüssiger/Kondensator an das Heizungssystem ab und wird dabei flüssig.

4. Entspannen

Zum Schluss baut ein Entspannungsventil den Überdruck ab, so dass das Kältemittel wieder Umweltwärme aufnehmen und der Prozess von vorne beginnen kann.

Gasmotorische Gaswärmepumpen

werden mit Erdgas betrieben. Um den Verdichter in Gang zu setzen, kommt ein Verbrennungsmotor zum Einsatz. Dieser sollte schallgedämmt sein, um störende Betriebsgeräusche zu vermeiden.

Diese Gaswärmepumpen arbeiten primärenergetisch effizienter als Elektro-Wärmepumpen, da sich die Abwärme – welche beim Verbrennungsprozess entsteht – zusätzlich als Heizwärme nutzen lässt.

Absorptions-Gaswärmepumpen

nutzen Erdgas anstelle elektrischer Antriebsenergie. In einem Systemkreislauf wird eine Wasser-Ammoniak-Lösung und Helium als Hilfsgas transportiert, sodass bewegliche Teile, wie z. B. Pumpen, für den Betrieb nicht erforderlich sind. Dadurch sind Absorptions-Gaswärmepumpen sehr ausfallsicher und praktisch wartungsfrei.

Adsorptions-Gaswärmepumpen

machen sich die physikalischen Eigenschaften eines besonderen Minerals zu eigen: Zeolith bindet („adsorpiert“) Wasserdampf und saugt sich wie ein Schwamm voll, wobei Wärme entsteht, die an das Heizsystem abgeführt wird. Bei der Trocknung des Minerals durch einen Erdgasbrenner tritt das zuvor gespeicherte Wasser als Dampf wieder aus, kondensiert und gibt Wärme an das Heizsystem ab. Durch die Umkehrung dieses Prozesses kann Wärme aus der Umgebung eingekoppelt werden.

Speicher + System Funktionsprinzip Heizung Wärmequellen Wärmequellen Warmwasserbereitung Erdgasnetz der Zukunft

Brennstoffzelle

Die Brennstoffzelle: Macht Wasserstoff für die zukünftige Energieversorgung nutzbar.

Neben Blockheizkraftwerken (BHKW), werden auch Brennstoffzellen-Heizgeräte Wärme und Strom aus einem Gerät liefern. Auch sie arbeiten nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung. Mit einem feinen Unterschied: Die eingesetzte Primärenergie Erdgas wird nicht „heiß verbrannt“, sondern elektrochemisch in Energie umgewandelt.

Brennstoffzellen-Heizgeräte eignen sich für die komplette Wärmeversorgung im Haus und können sowohl im Neubau als auch bei der Modernisierung eingesetzt werden. Warmes Wasser und Heizwärme können fast vollständig vom Brennstoffzellen-Heizgerät zur Verfügung gestellt und in einem Wärmespeicher bevorratet werden. Nur bei Spitzenlasten, z. B. bei besonders niedrigen Außentemperaturen, schaltet sich das integrierte Brennwertgerät zu.

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Pufferspeicher

Brennstoffzellen-Heizgeräte sollten in Kombination mit einem Pufferspeicher betrieben werden. So kann auch bei höherem Heiz- und Warmwasserbedarf über einen längeren Zeitraum eine gleichmäßige Wärmeerzeugung garantiert werden. Zudem wird häufiges Ein- und Ausschalten des Geräts vermieden.

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Heizung

Die Wärme, welche bei der Stromerzeugung im Verbrennungsmotor entsteht, wird über einen „Wärmetauscher“ ausgekoppelt und für Heizung und Warmwasserbereitung verwendet. Diese optimierte Nutzung der Abgaswärme trägt zur hohen Effizienz der Kraft-Wärme-Kopplung bei. Die eingesetzte Energie wird doppelt genutzt, wodurch sehr hohe Wirkungsgrade von bis zu 90 % des Gesamtsystems erreicht werden können.

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Eigenstromnutzung

Mit einer innovativen Strom erzeugenden Heizung reduzieren sich die Energiebezugskosten deutlich. Durch die gleichzeitige Stromerzeugung können in der Regel ca. 60 % des Haushaltsstrombedarfs durch die Eigenproduktion abgedeckt werden.

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Einspeisung

Jede Kilowattstunde Strom, die selbst erzeugt und verbraucht wird, reduziert die Strombezugskosten. Überschüssig erzeugter Strom kann ins Netz eingespeist werden und wird vergütet.

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Funktionsprinzip

Wohlfühlwärme durch kalte Verbrennung: So funktioniert die Brennstoffzelle.

Brennstoffzellen-Heizgeräte machen sich ein sehr simples Prinzip zunutze, das fast jeder aus dem Chemie-Unterricht in der Schule kennt: Die Elektrolyse – nur auf umgekehrte Weise. Denn Wasserstoff hat die natürliche Eigenschaft, von sich aus zusammen mit Sauerstoff wieder zu Wasser reagieren zu wollen.

Unter kontrollierten Bedingungen kommt es ohne externe Energiezufuhr zu einer „Knallgasreaktion“. Dieser Vorgang wird als „kalte Verbrennung“ bezeichnet. Hierbei entsteht elektrische Energie und Wärme.

So funktioniert die Brennstoffzelle

Eine Brennstoffzelle besteht aus zwei Elektroden – der Anode (Minuspol) und der Kathode (Pluspol). Sie sind getrennt durch den Elektrolyt mit einer festen, ionendurchlässigen Membran. Jede der Elektroden ist mit einem Katalysator beschichtet, z. B. Nickel oder Platin. Nachdem Wasserstoff der Anode zugeführt wurde, teilt er sich in Elektronen und Protonen.

Die freien Elektronen werden als brauchbarer elektrischer Strom durch den äußeren Kreislauf genutzt. Die Protonen breiten sich durch den Elektrolyt zur Kathode aus. An der Kathode verbindet sich der Sauerstoff aus der Luft mit Elektronen aus dem äußeren Kreislauf und Protonen. Gemeinsam ergeben sie Wasser und Wärme.

Zwischen Kathode und Anode kann sich nun eine Spannung aufbauen. Verbindet man beide Elektroden miteinander, fließen die Elektronen von der Anode zur Kathode und liefern so Antriebsenergie. Die Reaktionswärme kann zusätzlich zum Heizen genutzt werden. Wasserstoff kann direkt zugeführt werden oder auch Erdgas mit einem vorgeschalteten Reformer.

PEM

Bei der Protonenaustauschmembran Brennstoffzelle (engl. Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC), oder auch Polymerelektrolyt Brennstoffzelle (engl. Polymer Electrolyte Fuel Cell, PEFC) genannt, handelt es sich um eine Niedertemperaturbrennstoffzelle, die bei Betriebstemperaturen von ca. 50-100°C arbeitet. Als Elektrolyt kommt eine Polymermembran zum Einsatz.

Vor- / Nachteile

Wesentliche Vorteile der PEM Brennstoffzelle sind ein gutes dynamisches Verhalten, wodurch dieser Brennstoffzellentyp für die ganzjährige Hausenergieversorgung gut geeignet ist.

Nachteile sind hohe Anforderung an die Reaktionsgaserzeugung bezüglich sehr niedriger Kohlenmonoxidgehalte sowie ein aufwändiges Wassermanagement.

SOFC

Bei der Festoxidbrennstoffzelle (engl. Solid Oxide Fuel Cell, SOFC) handelt es sich um eine Hochtemperaturbrennstoffzelle, die bei Betriebstemperaturen von ca. 800-1000°C arbeitet. Als Elektrolyt kommt ein fester keramischer Werkstoff zum Einsatz.

Vor- / Nachteile

Wesentliche Vorteile der Festoxidbrennstoffzelle sind die Unempfindlichkeit gegenüber Kohlenmonoxid (CO) im Reaktionsgas sowie ein einfacher Systemaufbau.

Nachteile sind, bedingt durch die hohen Betriebstemperaturen, hohe Werkstoffansprüche und lange Aufwärmphasen.

Pufferspeicher Funktionsprinzip Eigenstromnutzung Einspeisung Erdgasnetz der Zukunft

Impressum

Herausgeber

BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V.
Reinhardstr. 32
10117 Berlin

Telefon +49 30 / 300 199-0
Telefax +49 30 / 300 199-3900
E-Mail info@bdew.de

Präsident: Dipl. Ing. Johannes Kempmann

Hauptgeschäftsführung: Stefan Kapferer (Vorsitzender der BDEW-Hauptgeschäftsführung und Mitglied des Präsidiums)

Amtsgericht Charlottenburg, VR 26587 B
Umsatzsteuer ID: DE 814902527

Weitere Informationen finden Sie unter "Rechtliches".

Zuletzt geändert: Juni 2017

Redaktion und Konzeption

Arbeitsgruppe "Erdgastechnik" der Projektgruppe "Erdgasanwendungen im Markt"

Ansprechpartner
Ingram Täschner
Fachgebietsleiter Biogas und Erdgasanwendung
E-Mail ingram.taeschner@bdew.de

Realisierung

F-ID
Feldkircher Identity GmbH
Kollwitzstraße 1
73728 Esslingen am Neckar
www.f-id.com

Info zur App

Version: 2.1