Brennstoffzellen als Backup von solaren Inselsystemen

Die SFC Smart Fuel Cell AG präsentiert sich vom 24. bis 26. Juni auf der Intersolar am Stand 2.301. Das Unternehmen aus Brunnthal bei München bietet ausgereifte Brennstoffzellenprodukte, um für so genannte Photovoltaik-Inselsysteme (PV Inselsysteme) höchste Verfügbarkeit zu garantieren.

Solaranlagen stellen weit ab vom Netz preiswerten Strom bereit. Solche Inselsysteme sind in der Regel mit Akkus ausgestattet, damit auch Strom zur Verfügung steht, wenn die Sonne nicht scheint. Aber besonders im Winter ist die Sonneneinstrahlung oft so niedrig, dass die Verfügbarkeit des PV-Inselsystems drastisch abfällt. Meistens müssen deshalb die Batterie und die Fläche der PV Module vergrößert werden, was den Preis der Anlage enorm in die Höhe treibt.

Praktische Alternative: Hybrid-Systeme

Eine praktikablere Möglichkeit sind Hybrid-Systeme. Normalerweise unterstützen hier Diesel-Generatoren die PV Module. Leider verursachen diese hohe Wartungs- und Betriebskosten und sind nur bei hohem Energiebedarf sinnvoll einsetzbar. Bei mittlerem und niedrigem Energiebedarf sind Brennstoffzellen optimal zur Unterstützung von PV-Inselsystemen.

Brennstoffzellen werden häufig mit Wasserstoff betrieben. Purer Wasserstoff muss allerdings in großen Druckbehältern gelagert und transportiert werden und ist deshalb kompliziert zu handhaben. Außerdem ist ein erheblicher Aufwand für Sicherheitsinstallationen wie Wasserstoffsensoren und Alarmvorrichtungen erforderlich. Eine sinnvollere Alternative ist flüssiges Methanol: Es hat eine enorm hohe effektive Speicherdichte und ist leicht zu handhaben. Methanol-Brennstoffzellen wie die von SFC verursachen nur ein leises Summen. Es entstehen ausschließlich Wasser und eine geringe Menge Kohlendioxid, vergleichbar etwa mit der Atemluft eines Kindes.

Brennstoffzellen: Optimal für widrige Bedingungen

Brennstoffzellenprodukte von SFC operieren bei extremen Bedingungen von bis zu -20 ºC und benötigen keinerlei Wartung. Nur die Methanol-Tankpatronen müssen regelmäßig ausgetauscht werden. Dieser Aufwand kann jedoch durch die Wahl zwischen drei verschieden großen Behältern minimiert werden. SFC bietet Tankpatronen mit 2,5 l, 5 l und 10 l Methanol an. Es können ohne weiteres mehrere 10-l-Tankpatronen parallel angeschlossen werden. Die Systeme produzieren bis zu 1200 Wh pro Tag bei einem Ladestrom von bis zu 4 A. Jede 10 l-Tankpatrone liefert rund 8 kWh Energie bzw. 600 Ah elektrischen Strom. Eine SFC Brennstoffzelle kann also über viele Monate hinweg völlig autark Strom erzeugen.

Hybrid-Systeme bestehen Praxis-Tests

Mit Partnern wie Steca, Siemens Verkehrstechnik und Weiss Elektronik entwickelte die SFC Smart Fuel Cell AG bereits mehrere Hybrid-Systeme und stellte deren Zuverlässigkeit erfolgreich unter Beweis. Vor der Markteinführung der SFC A25 testete SFC ein PV Hybrid-System als Stromquelle eines Glatteiswarnsystems an der Autobahn A8 zwischen München und Salzburg.

Im Sommer lieferten die PV-Module zwar ausreichend Strom, doch im Winter fiel die wöchentliche Verfügbarkeit auf bis zu 10%. Das Warnsystem funktionierte also nur etwa 15 Stunden pro Woche. Die Brennstoffzelle SFC A25 lieferte unmittelbar nach dem Einbau den erforderlichen Strom für die Anlage und temperierte außerdem den Schaltschrank durch seine Abwärme, was die Kapazität der Batterie erhöhte. So konnte die SFC A25 gerade in der kritischen Winterperiode eine hundertprozentige Verfügbarkeit des Glatteiswarnsystems sicherstellen. Selbst die Verschmutzung durch Abgase und Salz schadete dem System nicht.

In einer weiteren Testphase wurde die SFC A25 in Zusammenarbeit mit dem staatlichen Wasserversorgungsunternehmen von Norwegen als Stromquelle für einen Wasserpegelmesser getestet, welche normalerweise mit teuren Batterien betrieben werden. Spätestens alle zwei Monate müssen diese Batterien ausgewechselt werden – bei Kosten von bis zu € 1000,- pro Wartungstag. Eigenständige PV-Module kamen hier nicht in Frage, weil die Sonneneinstrahlung nicht genügte. Das Hybrid-System mit Brennstoffzelle hingegen funktionierte monatelang autark und zuverlässig, selbst in der extremen Kälte des skandinavischen Winters.

Diese Testerfahrungen unterstreichen die Vorteile von Hybrid-Systemen mit photovoltaischen Modulen und Methanol-Brennstoffzellen: die saubere und leise, autarke und zuverlässige Verfügbarkeit bei minimalen Wartungs- und preiswerten Betriebskosten, insbesondere an Orten mit geringer Sonnenstrahlung und unter extremen Bedingungen.

„Durch die Kombination mit Brennstoffzellen kann Photovoltaik nun in deutlich mehr Bereichen eingesetzt werden als bisher. Dank der Zuverlässigkeit unserer Brennstoffzellen bieten Hybrid-Systeme nun eine ganzjährig garantierte Verfügbarkeit. Gerade bei sicherheitsrelevanten Anlagen, beispielsweise in der Telekommunikation, der Verkehrstechnik oder der Umweltmesstechnik, ist das ein immenser Vorteil“, meint Manfred Stefener, Gründer und Geschäftsführer von SFC Smart Fuel Cell AG. Brennstoffzellen können problemlos in jede bestehende Solaranlage integriert werden. PV-Inselsysteme mit bislang unzureichender Verfügbarkeit können nun praktikabel unterstützt werden.

SFC Smart Fuel Cell AG und Steca GmbH auf der Intersolar, Stand 2.301

Die SFC Smart Fuel Cell AG

Die SFC Smart Fuel Cell AG entwickelt, produziert und vermarktet miniaturisierte Direkt-Methanol-Brennstoffzellensysteme in der Größe herkömmlicher Akkus. Mit den Smart Fuel Cell Systemen setzt SFC weltweit neue Standards in der elektrischen Energie­versorgung für netzunabhängige Geräte. Die entscheidenden Neue­rungen der Smart Fuel Cell: Eine Brennstoffzelle wird mit dem sicheren und umweltfreundlichen Energieträger Methanol kombiniert und in ein patentiertes Miniatursystem integriert. Vorteile gegenüber herkömmlichen Akkus und Batterien sind zum Beispiel eine erheblich längere Laufzeit und eine wesentlich einfachere Handhabung. Das erste Serienprodukt wird seit September 2003 produziert und frei vermarktet. Es gewährleistet den zuverlässigen Dauerbetrieb eines breiten Spektrums elektrisch betrie­bener Geräte.

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SFC Smart Fuel Cell AG
Elisabeth Negwer
Eugen-Sänger-Ring 4
D-85649 Brunnthal-Nord
Tel. 089-607 454-60, Fax -69
E-Mail negwer@smartfuelcell.de