Hybridkonzept mit Brennstoffzelle und Photovoltaik

Kombination beider Anlagen sorgt für ganzjährig hohe Autarkie

Angesichts steigender Strompreise lohnt es sich für Hausbesitzer, mit einer Photovoltaikanlage möglichst viel Strom für den Eigenverbrauch zu erzeugen. Das planten auch die Eigentümer eines ehemaligen, restaurierten Dreiseithofes in Brandenburg. Da die vorhandene Ölheizung immer öfters ausfiel, entschied sich die achtköpfige Familie für ein innovatives Hybridkonzept, das ein Brennstoffzellenheizgerät mit einer PV-Anlage kombiniert. Strom und Wärme werden dabei zugleich erzeugt. In Kombination mit einem Energiespeicher lässt sich bei der Stromversorgung ein Autarkiegrad von über 85 Prozent erreichen.

Die PV-Anlage besteht aus 20 HIT-Solarstrommodulen von Panasonic mit einer Gesamtleistung von 5,7 kW
Das Brennstoffzellen-Heizgerät erzeugt als Nebenprodukt der Wärme Strom
Stromüberschüsse werden in einem Solarstromspeicher mit 4 kWh Speicherkapazität gespeichert, der technisch in der Lage ist, den Strom von beiden Erzeugungsanlagen aufzunehmen

Die Brennstoffzellenheizung besitzt zwei Einheiten: ein Brennstoffzellenmodul von Panasonic sowie ein Gasbrennwertgerät von Viessmann. Besteht Wärmebedarf im Haus, schaltet sich das Gerät ein und wandelt zugeführtes Erdgas in ein wasserstoffreiches Brenngas, das in der Brennstoffzelle mit Luftsauerstoff zu Wasser reagiert. Dabei entsteht Wärme und Gleichstrom. Dieser wird von einem Wechselrichter in die übliche Netzspannung umgewandelt. Das Gasbrennwertgerät geht automatisch in Betrieb, wenn die Wärme aus dem Brennstoffzellenmodul an besonders kalten Tagen nicht ausreicht oder wenn innerhalb kurzer Zeit viel warmes Wasser benötigt wird.

Die PV-Anlage besteht aus zwanzig HIT-Solarstrommodulen von Panasonic mit einer Gesamtleistung von 5,7 kW. Sie ist auf dem Dach des ehemaligen Stalls installiert. Die Erzeugungskurven des Brennstoffzellenheizgeräts und der PV-Anlage passen gut zusammen: In den Wintermonaten, wenn die PV-Module wegen niedriger Solarstrahlung wenig elektrische Energie liefern, übernimmt die Brennstoffzelle den Großteil der Stromproduktion. Denn zwischen November und Februar wird viel Heizwärme benötigt, das heißt, es fällt nebenher viel Strom ab. In der warmen Jahreszeit, wenn Heizwärme selten benötigt wird, produziert die PV-Anlage rund achtzig Prozent des Jahresertrags an Solarstrom.

Der erzeugte Strom wird zunächst im Haus verbraucht. Überschüsse werden in einem Solarstromspeicher mit 4 kWh Speicherkapazität gespeichert, der technisch in der Lage ist, den Strom von beiden Erzeugungsanlagen aufzunehmen. Entstehen weitere Überschüsse, werden diese gegen Vergütung ins öffentliche Netz eingespeist. Von Mai 2017 bis April 2018 lag der Stromverbrauch der Familie bei 3.884 kWh. Über 85 Prozent davon konnte sie auf das ganze Jahr hochgerechnet durch eigene Erzeugung decken. Rund 570 kWh mussten in Zeiten schwacher Stromproduktion zugekauft werden, was jährlichen Stromkosten von lediglich 170 Euro entspricht. Daneben entstanden in Zeiten mit Überschussproduktion Einnahmen durch die Stromeinspeisung ins Netz.

Hersteller Brennstoffzellenmodul: Panasonic, Ottobrunn; Hersteller Gasbrennwertgerät: Viessmann Werke, Allendorf

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Immer mehr Prosumer-Haushalte produzieren Strom, den sie selbst verbrauchen oder ins öffentliche Stromnetz einspeisen.

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Glossar A-Z

Prosumer

Beispiel eines Solarmoduls zur Stromerzeugung

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Elektro

Stromerzeugung und -versorgung

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