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Brennstoffzelle : Der Traum vom Haus als Selbstversorger

Kombination aus Solarzellen und Brennstoffzelle

Wie ein Haus zum Selbstversorger mit Strom wird, und das auch noch ganz ohne fossile Energieträger, hat jetzt ein junges Unternehmen auf der Sanitärmesse ISH demonstriert. Die Home Power Solutions (HPS) aus Berlin kombiniert dazu Solarzellen und Brennstoffzelle, der Wasserstoff kommt nicht mehr aus Erdgas, sondern wird mit Strom erzeugt, der aus der eigenen Photovoltaik-Anlage stammt. Die grundlegende Idee wurde schon in einigen Leuchtturmprojekten realisiert, sie sei hier aber erstmals für den Einsatz als Produkt konzipiert, das bald auf dem Markt verfügbar sein soll, sagt Zeyad Abul-Ella, der Gründer und Geschäftsführer von HPS. Gerade nicht benötigter Strom wird nicht nur kurzfristig in Batterien gespeichert, sondern zerlegt Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff; bei Bedarf kann über die Brennstoffzelle wieder verstromt werden. Die Einheit funktioniert wie eine Miniaturausgabe der als Power to Gas bekannten Anlagen, die derzeit getestet werden, um überschüssigen Strom aufzunehmen. Für die Umwandlung wird ein Elektrolyseur eingesetzt, der mittels elektrischer Energie Wasser aufspaltet. Der Vorgang entspricht der Umkehrung einer Brennstoffzelle.

Das System namens Picea arbeitet mit einer Niedertemperatur-Brennstoffzelle und einem Elektrolyseur, die übereinander in einem Stahlgehäuse auf drei Quadratmetern Platz finden, es wird einzeln in den Keller verfrachtet und dort vom Installateur montiert. Energiespeicher, Heizung und Wohnraumbelüftung sind integriert. Die Kunst liege im Zusammenspiel aller Komponenten, erklärt Abul-Ella. Denn Brennstoffzelle und Elektrolyseur arbeiten am effizientesten, wenn sie kontinuierlich betrieben werden. Die Wohnungsluft wird durch den Schrank geführt, die Abwärme dadurch nahezu vollständig genutzt, außerdem ist eine Wärmerückgewinnung aus der Abluft vorgesehen. Der von den Solarzellen bereitgestellte Strom wird, sofern er nicht sofort verwendet wird, vom Elektrolyseur mit 2,5 kW elektrischer Leistung in Wasserstoff umgewandelt. Der Wasserstoff wird auf 300 bar komprimiert und in handelsüblichen Tanks außerhalb des Hauses gelagert. Um die Sicherheit braucht sich dabei niemand Sorgen zu machen, die Pilotanlage ist geprüft und zugelassen.

Die Brennstoffzelle mit 1,2 kW und einem elektrischen Wirkungsgrad von 55 Prozent gibt laut HPS in Verbindung mit dem integrierten Batteriespeicher von 25 kWh Kapazität als Dauerleistung 8 kW und 20 kW als Spitzenleistung ab. Der Wasserstoffspeicher aus Flaschenbündeln fasst 1000 kWh auf drei Quadratmetern Fläche, er wird auch an Wintertagen bei Sonnenschein immer wieder aufgefüllt. Der Speicher lässt sich, wie das gesamte System, modular erweitern. Die jährliche Stromversorgung mit einer 10-kWp-Photovoltaikanlage gibt HPS mit 3000 bis 6000 kWh an, ausreichend für ein Einfamilienhaus. Der integrierte Wärmespeicher fasst 45 kWh. Die Anlage ist stromgeführt, wenn die Abwärme nicht reicht, muss konventionell geheizt werden. Die Einsparung an Kohlendioxid-Emissionen soll zwischen 2350 und 3500 Kilogramm jährlich liegen.

Das System kommuniziert mit seinem Besitzer über App, das Energiemanagement berücksichtigt dabei auch Wetterdaten. Sollte in extrem lichtarmen Zeiten der selbstproduzierte Strom voraussichtlich nicht reichen, meldet die App frühzeitig Bedarf. HPS garantiert die Selbstversorgung ohne Stromanschluss und liefert notfalls Wasserstoff in Flaschen.

Die Pilotanlage ist in Berlin installiert, weitere sind in Planung. Sie werden bei den Gesellschaftern und Investoren stehen, es sind bekannte Leute aus der Energiebranche. Im nächsten Jahr soll der Verkauf an Endkunden starten. Der Preis steht noch nicht fest, Picea werde aber deutlich günstiger sein, als alle Komponenten einzeln zu erwerben, verspricht Abul-Ella. Wir schätzen, dass die komplette Anlage einschließlich der Solarzellen einen mittleren fünfstelligen Betrag kosten dürfte. Für die fernere Zukunft lässt sich der Gedanke weiterspinnen – Einsatz als virtuelles Kraftwerk, tausend Picea zusammen bieten 1 GWh Speicher. Dazu wird dann freilich halt doch wieder ein Netzanschluss gebraucht.

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