Wasserstoff an der Verbindungsstelle zwischen Bedarf und Produktion

Wasserstoff an der Verbindungsstelle zwischen Bedarf und Produktion

Michael Gambarini / Timon Suter

Eine Photovoltaik-Anlage produziert im Sommer zu viel Energie für die Bedarfsdeckung eines Gebäudes und im Winter zu wenig. Es stellt sich die Frage nach einem saisonalen Ausgleich um die Bedürfnisse im Winter ohne externe Energiezufuhr decken zu können. Anhand eines Mehrfamilienhauses im Schweizer Mittelland soll mittels Langzeitspeicherung, in Form von Wasserstoff, ein saisonaler Ausgleich geschaffen werden, um das Gebäude energieautark betreiben zu können.

Abb. 1: Jahresverlauf Energiebedarf & Energieproduktion

Über eine erste Abschätzung stellt sich heraus, dass auch ein thermischer Langzeitspeicher sowie eine Wärmepumpe für die Erreichung eines Ausgleichs erforderlich sind, damit die Abwärme der Elektrolyse und der Brennstoffzelle sinnvoll als Verdampfungsenergiequelle genutzt werden kann. Mit allen gegebenen Komponenten wird ein Simulationsmodell erstellt, wobei als Grundsatz die produzierte elektrische Energie zuerst direkt genutzt, dann in Kurzzeitspeicher und anschliessend in Langzeitspeicher geführt wird.

Abb. 2:Energiebilanzdiagramm der Variante 1 mit jeweiligen Bedarfsanteilen

Weiter stellt sich heraus, dass das System auch in Zukunft sowie bei Änderungen des Bedarfs machbar ist. Auch können kostentreibende Komponenten durch öffnen der Systemgrenzen weggelassen werden. Daraus resultiert eine Fülle von neuen Möglichkeiten was Anreiz für weitere Forschungsarbeiten öffnet.

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