Wasserstoffspeicher als "Kleinstsysteme" ausschließlich für Stromspeicherung/Erzeugung?

  • Hallo.

    Ich bin über google hier gelandet weil mich mal interessiert hat ob es "Wasserstofflösungen" für den "Hausgebrauch" gibt. Mit "Wasserstofflösungen" meine ich, selbst erzeugten Solarstrom in Wasserstoff umwandeln und diesen bei Dunkelheit, mangelndem Sonnenschein etc. wieder in Strom umzuwandeln.


    Ich habe schon den Wasserstoffspeicherthread zu dem HPS Picea system gefunden, allerdings scheint das System sehr groß, mit Heizung, sehr teuer etc.etc. zu sein. Wenn ich es richtig gesehen/gelesen habe ~54kE für ~1200kWh.


    Jetzt meine Frage, bzw. Fragen:

    1. Gibt es vergleichbares auch in "kleinem Maßstab" für den "Hausgebrauch" ohne Heizung etc. sondern NUR für Strom?

    2. Wenn nein, warum nicht?


    Ich meine, könnte man das ganze nicht auf ~5kE und 50kWh "skalieren"? Gegeben dem was mensch für Batterie-/Akkusysteme und Leistung bezahlt wäre es nicht erheblich besser dies via Wasserstoff/Brennstoffzelle zu realisieren? Und wenn nein, warum nicht?

    Mich interessieren da die technischen Probleme/Schwierigkeiten (wenn es sie denn gibt).


    Bei meiner Skalierung war ich ja schon großzügig (11tel des Preises aber 24tel der Leistung).

    Aber ok, vielleicht geht die Skalierung nicht so leicht da die Heizung genutzt/benötigt wird?


    Egal, ich wollte es einfach mal wissen was dafür/dagegen spricht (Leistungsverluste bei Umwandlung wären mir erstmal egal wenn die Lebensdauer (der Gesamtanlage oder auch Teile davon) stimmen). Interessant wäre für mich auch Umweltfreundlichkeit der Verwendeten Komponenten, Recycle-/Wiederverwertbarkeit etc..


    Besten Dank und Gruß von der Sonne.


    p.s. Wenn es solche Threads schon gibt bin ich natürlich auch mit einem Link glücklich/zufrieden.

  • Hallo, Heizung hängt an jedem Elektrolyse/Brennstoffzellen System gekoppelt immer mit dran, da nicht unerheblich Wärme als Verlustleistung anfällt. Wasser zu H2 zu zerlegen ist technisch noch recht einfach. Aber schon hier ist die Standzeit der Elektroden begrenzt. Einsatz von demineralisiertem Wasser und gezieltem Salzzusatz notwendig. Dann erfordert Wasserstoffgas aufgrund seiner geringen Energiedichte viel Raum um eine kwh Speichern zu können. Das Gas selbst reagiert (Wasserstoffversprödung) mit "normalem" Eisen/Stahl. Benötigt also spezielle Legierungen für Leitungen und Behälter. Durchdringt aufgrund seiner kleinen Moleküle auch die Wand ungenügend der Leitungen und Behälter. Die Brennstoffzellen muß permanent auf Temperatur (je nach verwendeter Technik) gehalten werden. Leistung ist wiederum Technik abhängig nur in engen Grenzen regelbar. Also ein Akkusystem zusätzlich notwendig. Die Luft für die BSZ muß hochsauber gefiltert werden.

    Und dann die Vorschriften in Deutschland. Kann darf soll oder nicht auf irgendetwas Verzichtet werden aus Preisgründen oder Praktikabilität?

    Viele viele Baustellen also die im Großtechnischen recht leicht beherrschbar, im kleinen aber kompliziert sind. Und bis vor kurzem gab es keine Forschung und Entwicklung in diese Richtung weil schlicht kein Bedarf vorhanden war.

    So meine laienhafte Einschätzung der Lage...

    12,6 kwp - 72 x Sunline SH-M 175
    2 SMA SB1700 + 2 SMA SB3800
    17,15 kwp - 98 x VTA M175
    2 SMA SB4000TL-20 2 SMA SB2500 1 SMA SB2100
    18 kwp - 144x Inventux mikromorph Dünnschicht
    3 x SMA SMC 5000A-11

    29,7kwp - 108 x Axitec GmbH AC-270P/156-60S

    1xSMA Sunny Tripower 25000TL-30
    http://www.solarlog-home.de/alorie

  • Hallo alorie.


    Erstmal Danke für die Rückmeldung. Also bezüglich der Wärmeerzeugung hatte ich jetzt schon ein System gefunden welches wohl Strom bei vernachlässigbarer Wärme erzeugt. Allerdings scheint die Temperatur/Wärme das für mich insgesamt wohl größte Problem zu sein.


    Alle anderen genannten Punkte sind bestimmt ebenso richtig (das mit der Luftfilterung wusste ich so noch nicht macht allerdings sehr viel Sinn). Und auch bei den anderen Punkten stimme ich zu, würde aber gerne ein großes ABER in den Raum werfen ;).


    Also bisher stimme ich zu, ABER, gegeben dem "großen" System von HPS all die genannten Punkte scheinen für mich beherrschbar? Nach wie vor sehe ich keine grundlegende Problematik eine Skalierung des Systems vorzunehmen. Der Skalierung ist dann ja auch geschuldet das 1/10 des Preises aber nur 1/20 der Leistung erreicht wird. Und selbst wenn es ein wenig teurer werden würde. Wäre die Vorstellung von einem "Kühlschrankgroßen" Gerät mit ~50kWh Kapazität nicht verlockend? Also, sagen wir mal so, für mich klingt es verlockender als 1/3 Kühlschrank mit der Kapazität von den momentan Akkus.


    Gerade die 50kWh fände ich interessant, weil man damit gleich mehrere Tage schlechten Wetters überbrücken könnte. Aber wie Du wahrscheinlich schon korrekt gesagt hattest könnte der "Teufel" hier im Detail stecken. Schade. Ich denke das hätte großes Potenzial. (Nein, ich verkaufe solche Dinger nicht ^^, fänd sie aber klasse!).


    Gruß aus dem gerade sonnigen Schaumburg (Deutschland).

  • Elektrolyse ist nicht einfach aber machbar, Problem von H2 ist die (bidirektionale) Speicherung. Für H2 alleine, egal ob komprimiert oder flüssig sehe ich im Haushalt keine Chance, viel zu aufwändig. Metallhydrid war lange Zeit weit vorne, aber mit jeder Lösung scheinen zwei neue Probleme zu entstehen :(

    Bleibt es an oder in eine Flüssigkeit zu binden. Die kann man bis sehr nah an die Brennstoffzelle ganz einfach pumpen und man hat nur recht wenig gasförmigen Wasserstoff im System, was ein Vorteil bei der Sicherheit ist. Da ist aber auch noch viel zu forschen und man braucht immer zwei Tanks.

    Gefühlt hat sich da in den letzten ca. 30 Jahren kaum was getan, als ich von BMW das erste Auto mit Wasserstoffantrieb gesehen habe (ich meine ein Verbrenner - statt Benzin kam halt H2 in den Vergaser, den man damals noch hatte ;) NOx waren da noch nicht wirklich ein Thema ).

  • Hallo,


    nimms mir nicht übel, wenn die Kommastellen nicht stimmen:


    Wasserstoff hat Gasförmig etwa 3kwh/m³ bei Normaldruck.

    Die meißten Elektrolyseure laufen bis etwa 30 Bar. Danach gibts Probleme.

    Für 50 kwh entnehmbare Energie brauchste also bei 50% Wirkungsgrad (Quelle) der (Niedrigtemperaturbrennstoffzelle) ohne Reserve für Akkumanagement und Steuer-/Leistungselektronik) : etwa 34m³ Normgas.

    Bei 30 Bar sind das immer noch knapp 1,2m³ Tankinhalt. Also Kühlschrankgröße nur fürs Lager schon mal leicht überschritten ;-)

    Bei Hochdrucklagerung dann würden (für den Größenvergleich!) zwei 33kg Propangasflaschen genügen (aber den Druck nie und nimmer aushalten!!!) brauchts Hochdruckverdichter. Die sind nicht billig und wenn nicht grad als Schallverdichter gebaut (gibt bisher soweit ich weiß nur Prototypen) auch nicht gerade billig. Ansonsten gibts noch ionische Verdichter von Linde die haben aber noch ne weile Patentschutz und kosten sicher auch mehr als ein Hausspeicher.

    Nur mal als Beispiel :Kompressor für 300 Bar Druckluft, 100l Lieferleistung je Minute 2,2kw Antrieb und der ist nur für Druckluft! Wasserstoff treibt den Bauaufwand um einiges in die Höhe!


    Und bei den Kostensprüngen bei skalieren von Anlagen mußt Du Deine Sprungtabellen etwas überarbeiten.

    Faktor 10 vergrößern kostet bei zu entwickelnden Anlagen eher x3. Bei Neukonstruktionen eine Verkleinerung um Faktor zehn sinkt der Preis selten um mehr als die Hälfte. Erst wenn es in die Serienproduktion mit großen Stückzahlen geht sinken die Preise wirklich. Aber das wird vor allem bei H2 noch länger dauern. Wiederum nur meine Meinung...

    12,6 kwp - 72 x Sunline SH-M 175
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    1xSMA Sunny Tripower 25000TL-30
    http://www.solarlog-home.de/alorie

  • Hallo!

    Ich schätze Deine und auch die Meinung anderer, insbesondere wenn sie dazu beitragen Licht ins Dunkel zu bringen! ;).

    Und das interessante ist ja das man über Physik (nicht) diskutieren kann, bzw. man dadurch ja auch wirklich Einsichten erhält.

    Tatsächlich hatte ich angefangen nach ähnlichen Messgrössen zu suchen.


    Leider scheint es so das die Kühlschrankgroße Idee wohl nichts wäre (wie aufgezeigt ;). Selbst für 25kWh ... mhm schade. Ich dachte man könnte sich dem ganzen doch besser nähern :/ insbesondere nachdem ich die 1200kWh von dem HPS Picea System gesehen hatte.

  • :thumbup:Ziemlich cool. Mal sehen was daraus wird!! Danke für den Link!


    (Allerdings, auch hier wieder: saisonaler speicher. Wenn 50kWh zuviel sind, warum nicht 10-20? Würde das nicht gehen? MAN :D sollte doch klappen, besser als Akkus, Nein?) Ok, ich bin ruhig! :/ :D.

  • Hallo,

    um diese 50kWh elektrisch nutzbare Energie zu haben darf man aber locker 100kWh eher 150kWh reinstecken.

    Die Elektrolyse erreicht mit Glück 75% Wirkungsgrad, idr. werden aber Brennstoffzellen genutzt diese erreichen eher um 60% Wirkungsgrad elektrisch. Jetzt musst du Wasserstoff ja noch zurück verwandeln was wieder mit um 60% geschieht, zwischendurch geht ein wenig verloren und Wasserstoff muss verdichtet werden um es speichern zu können, also 60*60% abzüglich Speicherung usw. Da ist die Wärmenutzung extrem wichtig um überhaupt was davon zu haben.


    grüße

  • also 60*60% abzüglich Speicherung usw.

    Boah 3600%. ;-)

    Mal im Ernst: Wasserstoffspeicher als klein(st)-Anlage sehe ich auch nicht. Da gibt es so viele Täler der Tränen, dass das Happy End unrealistisch erscheint.


    Irgendjemand meinte mal, es gäbe Konzepte den Wasserstoff in die Erdgasleitung einzuspeisen - wenn denn eine in der Nähe ist, aber ob man dann eine Hindenburg GmbH anmelden muss - keine Ahnung.


    Als theoretisch "gangbarster" Weg erschiene mir da noch


    * man hole sich eine Ene-Farm, folglich Vitovalor hierzulande

    * man rede mit Viessman/Panasonic, ob es eine realistische Möglichkeit gibt H2 in deren CH4->H2 Konverter zu injizieren
    * nachdem man sich ungefähr "100 Nein" angehört hat, probiere man es trotzdem und berichte hier wie's war

    The bitterness of poor quality remains long after the sweetness of low price is forgotten.