Brennstoffzellen im Fokus: Vaillant zeigt die 5. Generation

Vaillant zeigt 5. BrennstoffzellengenerationAuf der Hannover Messe präsentierte Vaillant seine 5. Brennstoffzellengeneration. Das wandhängende Gerät setzt wie bereits die 4. Generation auf den Systemregler und das Wärmeauskopplungsmodul des ecoPower 1.0. Die neue Gerätegeneration ist jedoch um rund 25 Prozent leichter und zudem etwa 50 Prozent kostengünstiger geworden. Nach dem eher überschaubaren Feldtest mit der 4. Generation soll das Gerät in der jetzt vorgestellten Konfiguration im Rahmen der ene.field Erprobung in etwa 200 Objekten installiert werden.

Die 5. Brennstoffzellengeneration von Vaillant (Foto: BHKW-Infothek)

Die 5. SOFC-Generation
von Vaillant
(Foto: BHKW-Infothek)

Das ene.field Projekt wird von der Europäischen Kommission gefördert. Derzeit erfolgt die Projektierung der ersten Anlagen in Österreich, Italien und Spanien. Insgesamt sollen durch ene.field über 100 weitere Vaillant Brennstoffzellen-Heizgeräte der aktuellen und der später auch der 6. Gerätegeneration realisiert werden. Zusätzlich ist die Erprobung von 100 Geräten in Deutschland geplant. Bereits seit Mitte März 2013 läuft die Fertigung der neuen Brennstoffzellen-Heizgerätegeneration im Remscheider Stammwerk. Wie bei der 4. Generation wird der Brennstoffzellenstack der 5. Gerätegeneration vom Dresdener Hersteller Staxera zugeliefert und erreicht eine elektrische Nennleistung von 1 kW bei einer Heizleistung von 2 kW.

Dank besonders groß dimensionierter Filterkartuschen soll ein Wartungsintervall von etwa 10.000 Stunden erreicht werden. Eine Besonderheit des bereits erprobten Stacks ist seine Fähigkeit, auch bei Betriebsunterbrechungen nicht an Leistungsfähigkeit zu verlieren. “Andere Brennstoffzellen müssen ununterbrochen betrieben und auf Temperatur gehalten werden. Jeder Stopp des Gerätes schadet konventionellen SOFC-Brennstoffzellenstacks. Bei Versuchen mit den wandhängenden Prototypen der 4. Generation konnten wir hingegen selbst nach 4.000 Betriebsstunden und über 90 Start-Stopp-Zyklen sowie 10 Kaltstarts keine Degradation der Zellen feststellen”, erläutert Alexander Dauensteiner, Projektleiter Callux bei Vaillant, im Interview mit der BHKW-Infothek.


Präsentation der 5. Brennstoffzellengeneration von Vaillant sowie
ausführliche Erläuterungen zum ene.field Feldtest der EU auf der Hannover Messe 2013
(Video: BHKW-Infothek)

Der kompakten Bauform des wandhängenden Moduls geschuldet verfügt auch das Modell der 5. Generation von Vaillant über keinen internen Spitzenlastbrenner zur Bereitstellung weiterer Heizleistung. Dies ist jedoch nicht zwingend ein Nachteil, denn zusätzliche Heizleistung kann mit einer separaten Spitzenlasttherme aus dem Vaillant Portfolio bereitgestellt werden, was zudem eine besonders hohe Flexibilität ermöglicht. Im Rahmen der Feldtests stellt Vaillant dem Brennstoffzellenmodul eine Therme der ecoTEC exklusiv Baureihe sowie einen allSTOR Pufferspeicher zur Seite. Auch das Zusammenspiel von Brennstoffzelle, Spitzenlasttherme, Warmwasserbereitung, Pufferspeichermanagement und Heizkreisregelung wird bei den Feldtestanlagen von einer bereits aus dem aktuellen Sortiment bekannten Komponente erledigt. Zur Anwendung kommt zu diesem Zweck eine Steuerung aus dem ecoPOWER 1.0 Systempaket.

Staxera Brennstoffzelle auf der Hannover Messe 2012 (Foto: BHKW-Infothek)

Staxera Brennstoffzelle auf der Hannover Messe 2012
(Foto: BHKW-Infothek)

Bereits im Jahr 1997 begann Vaillant mit der Forschung für ein Brennstoffzellen-BHKW. Nach ersten Versuchen in der 1. Generation mit PEMFC und Hochtemperatur-PEMFC Brennstoffzellenprototypen schwenkte Vaillant auf die SOFC-Technik um. Seit Dezember 2001 wurden im Rahmen eines vom Land Nordrhein-Westfalen geförderten Feldtestprojekts drei Vaillant Prototypen der 2. Generation erprobt. Diese Geräte waren wesentlich größer als die aktuellen Modelle der 4. und 5. Generation und erreichten 4,6 kW elektrische Leistung. Zur Hannover Messe 2004 folgte eine leicht verbesserte 3. Prototypengeneration. Insgesamt wurden 60 Geräte der ersten drei Generationen in einem europaweiten Feldtest erprobt. Auf der Hannover Messe 2011 stellte Vaillant schließlich mit der 4. Generation ein wandhängendes Gerät mit nur einem Kilowatt elektrischer Leistung vor, welches in den letzten zwei Jahren ausgiebig erprobt wurde. Die jetzt vorgestellte 5. Generation enthält hingegen keine wesentlichen Änderungen im Design, sondern realisiert das in der Erprobung der 4. Generation ermittelte Verbesserungspotential.


Rückblick: Vorstellung der 4. Brennstoffzellengeneration von Vaillant im Jahr 2011
(Video: BHKW-Infothek)

Wie auch CFCL und Hexis setzt Vaillant mit dem aktuellen Prototypen auf die SOFC-Technik. Die Abkürzung SOFC steht für “Solid Oxide Fuel Cell”, wobei diese Zellen im deutschsprachigen Raum auch als „Festoxid-Brennstoffzellen“ bezeichnet werden. Die SOFC gehören zur Kategorie der Hochtemperatur-Brennstoffzellen, welche bei einer Betriebstemperatur von 650 bis 1.000 °C arbeiten. Diese hohen Temperaturen ermöglichen im Gegensatz zu PEM-Brennstoffzellen die Verwertung von Erdgas ohne aufwändiges Reforming. Das Reforming von Erdgas zu Wasserstoff und Kohlenmonoxid findet dank der hohen Betriebstemperaturen direkt in der Brennstoffzelle zusammen mit der eigentlichen elektrochemischen Reaktion zur Stromerzeugung statt.

“Wichtigstes Ziel des Brennstoffzellen Entwicklungsprojekts bei Vaillant ist es, ein qualitativ hochwertiges Produkt mit höchster Zuverlässigkeit zu entwickeln”, erläutert Projektleiter Dauensteiner im Gespräch mit der BHKW-Infothek. “Hierbei handeln wir nach der Devise Qualität vor Schnelligkeit”, so Dauensteiner. Angestrebt wird derzeit, dass die qualitativen Voraussetzungen bis 2015 erfüllt werden. Erst dann könne mit der Entwicklung eines Serienproduktes begonnen werden, mit dem frühestens ab 2017 gerechnet werden kann. (lfs)

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3 Kommentare zu Brennstoffzellen im Fokus: Vaillant zeigt die 5. Generation

  1. Detlef sagt:

    Hallo? Das Teil hat gerade mal die Leistungswerte vom Ecopower 1!!! Da soll sich Vaillant lieber die BlueGen Brennstoffzelle besorgen und zum an die Wand hängen bauen…

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