Die umweltfreundliche und ökologische Energieversorgung, 24 Stunden am Tag, 7 Tage die Woche, 365 Tage im Jahr, ist allgegenwärtig. Dieses Thema wird aufgegriffen, um den möglichen Einsatz von Brennstoffzellen in privaten Haushalten zu beleuchten.
Immer mehr Artikel wurden über Wasserstoff im Zusammenhang mit Brennstoffzellen veröffentlicht. Insbesondere im Hinblick auf die Automobilindustrie wird die Brennstoffzelle als große Chance angesehen. Die Brennstoffzelle wird aber auch als zukunftsorientierte Energiequelle für private Haushalte mit Kraft-Wärme-Kopplung bezeichnet. Diese Arbeit beschäftigt sich mit Brennstoffzellen und zielt darauf ab, die verschiedenen Einsatzmöglichkeiten einer Brennstoffzelle im Haushalt und ihr Zukunftspotenzial zu bewerten. Die verschiedenen Arten der Wasserstofferzeugung und die Struktur der verschiedenen Brennstoffzellen wurden entsprechend den Anforderungen eines Haushalts verglichen. Darüber hinaus wurden die Methoden der Wasserstoffspeicherung erläutert. Im Rahmen einer Marktanalyse wurden die verschiedenen Möglichkeiten der Integration einer Brennstoffzelle in einen privaten Haushalt erläutert und anschließend in einer Nutzwertanalyse verglichen.
Die Recherche hat gezeigt, dass es Unternehmen gibt, die Brennstoffzellen für private Haushalte sowie komplette Systeme zur autarken Versorgung entwickeln, welche bereits auf dem Markt sind. Die Nutzwertanalyse hat gezeigt, dass sich Brennstoffzellen mit Erdgas mittelfristig am Markt durchsetzen können, da hier kein CO2 emittiert wird. Da Erdgas jedoch als fossiler Brennstoff gilt und nur in begrenzten Mengen verfügbar ist, wird sich langfristig eine Gesamtlösung durchsetzen, bei der Wasserstoff aus erneuerbaren Energien gewonnen und saisonal gespeichert wird. Es ist klar, dass sich die gesamte Energiewirtschaft in Zukunft verändern wird und dass auch die Brennstoffzelle eine wichtige Rolle in diesem Prozess spielen wird.
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
- 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
- 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.
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.
Zusammenfassung der Kapitel
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.
- Arbeit zitieren
- Fabian Loacker (Autor:in), 2019, Energiemanagement mittels Wasserstoff im privaten Haushalt, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1296769
