Energiemanagement mittels Wasserstoff im privaten Haushalt

Inhaltsverzeichnis

• Einleitung
• Problemstellung
• Forschungsfrage
• Ziele der Arbeit
• Bezugsrahmen
• Herstellung von Wasserstoff
• Verfahren zur Wasserstoffherstellung
• Photochemische Herstellung
• Dampfreformierung
• Photobiologische Wasserstoff-Produktion
• Elektrolyseverfahren
• Alkalische Elektrolyse
• PEM Elektrolyse
• Hochtemperatur Elektrolyse
• Die Brennstoffzelle
• Funktionsprinzip
• Typen der Brennstoffzelle
• PEMFC
• NT-PEMFC
• High-Temperature-Proton-Exchange-Membrane-FC (HT-PEMFC)
• Solod Oxide Fuel Cell (SOFC)
• Aufbau der Brennstoffzelle
• Einzelzelle
• Zellstapel- Stack
• Speicherung von H2
• Druckspeicher
• Speicherung in flüssiger Form
• Wasserstoffspeicherung in Metallhydriden
• Einsatz von Brennstoffzellen im privaten Haushalt
• Anforderungen an den privaten Haushalt
• Der durchschnittliche Einfamilienhaushalt
• Das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung
• Anforderung an eine µ-KWK
• Einbindung in den privaten Haushalt
• Arten der Brennstoffzellen für den privaten Haushalt
• Integration der Brennstoffzelle im Haushalt
• Anbieter von autarken Systemen
• Home Power Solution (HPS)
• Bestandteile von Picea

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die Arbeit beleuchtet die Anwendungsmöglichkeiten von Brennstoffzellen im privaten Haushalt. Ziel ist es, die verschiedenen Einsatzmöglichkeiten einer Brennstoffzelle in einem Haushalt zu bewerten und ihr Zukunftspotenzial im Bereich der Energieversorgung einzuschätzen.

• Verschiedene Verfahren zur Wasserstoffproduktion und deren Eignung für den Einsatz im privaten Haushalt
• Struktur und Funktionsweise unterschiedlicher Brennstoffzelltypen
• Methoden zur Speicherung von Wasserstoff für den Einsatz in Brennstoffzellen
• Integration von Brennstoffzellensystemen in den privaten Haushalt und deren wirtschaftliche Aspekte
• Marktanalyse und Bewertung des Zukunftspotenzials von Brennstoffzellen im Privathaushalt

Zusammenfassung der Kapitel

• Einleitung: Die Einleitung stellt das Thema der Arbeit, die umweltfreundliche Energieversorgung, vor und erklärt die Relevanz von Brennstoffzellen im Kontext der Energiewende. Die Arbeit setzt sich zum Ziel, die verschiedenen Einsatzmöglichkeiten einer Brennstoffzelle im Haushalt und ihr Zukunftspotenzial zu bewerten.
• Herstellung von Wasserstoff: Dieses Kapitel behandelt verschiedene Verfahren zur Wasserstoffproduktion, wie die photochemische Herstellung, die Dampfreformierung und die Elektrolyse. Dabei werden die Vor- und Nachteile der einzelnen Verfahren im Hinblick auf die Eignung für den Einsatz im privaten Haushalt diskutiert.
• Die Brennstoffzelle: Dieses Kapitel erläutert das Funktionsprinzip von Brennstoffzellen und stellt verschiedene Typen, wie die PEMFC und die SOFC, vor. Der Aufbau der Brennstoffzelle und die einzelnen Komponenten werden detailliert beschrieben.
• Speicherung von H2: In diesem Kapitel werden die verschiedenen Methoden der Wasserstoffspeicherung, wie Druckspeicher, die Speicherung in flüssiger Form und die Speicherung in Metallhydriden, vorgestellt und verglichen.
• Einsatz von Brennstoffzellen im privaten Haushalt: Dieses Kapitel beschäftigt sich mit den Anforderungen an den privaten Haushalt, die sich durch die Integration einer Brennstoffzelle ergeben. Es erläutert das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung und die Anforderungen an ein µ-KWK-System. Weiterhin wird die Einbindung einer Brennstoffzelle in den privaten Haushalt und die Integration der Brennstoffzelle in den Haushalt behandelt.

Schlüsselwörter

Die Arbeit behandelt die Themen Brennstoffzelle, Wasserstoff, Energieversorgung, Kraft-Wärme-Kopplung, Energieeffizienz, Nachhaltigkeit, erneuerbare Energien, Umweltfreundlichkeit und private Haushalte. Es werden verschiedene Verfahren zur Herstellung und Speicherung von Wasserstoff sowie die Funktionsweise und der Aufbau von Brennstoffzellen erläutert. Die Arbeit analysiert die Einsatzmöglichkeiten von Brennstoffzellen im privaten Haushalt, ihre Integration in das vorhandene Energiesystem und die wirtschaftlichen Aspekte.

Häufig gestellte Fragen

Wie kann Wasserstoff im privaten Haushalt genutzt werden?

Wasserstoff kann in Brennstoffzellen zur Kraft-Wärme-Kopplung (µ-KWK) genutzt werden, um gleichzeitig Strom und Wärme für das Haus zu erzeugen.

Welche Brennstoffzellentypen eignen sich für Haushalte?

Vor allem PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell) und SOFC (Solid Oxide Fuel Cell) werden für den häuslichen Einsatz untersucht.

Wie wird der Wasserstoff für diese Systeme hergestellt?

Mögliche Verfahren sind die Elektrolyse (alkalisch, PEM oder Hochtemperatur) sowie die Dampfreformierung von Erdgas.

Wie kann Wasserstoff sicher gespeichert werden?

Es gibt Druckspeicher, Flüssigspeicher und die Speicherung in Metallhydriden, die je nach Platzbedarf und Sicherheit gewählt werden.

Gibt es bereits marktreife autarke Systeme?

Ja, die Arbeit nennt Anbieter wie Home Power Solution (HPS) mit dem System "Picea", die bereits Lösungen für die autarke Versorgung anbieten.