Unsere Anwendungen

Mitten im Bochumer Stadtteil Weitmar liegt eine Siedlung mit 1400 Mietparteien. In dieser Siedlung des Viertels an der Bärendorfer Straße werden hier in den nächsten drei Jahren Maßnahmen getestet, die zu einer Reduzierung von Kohlenstoffdioxid beitragen sollen.

Das aktuelle Projekt im Herzen des Ruhrgebietes mit seinem historischen Kohleabbau trägt den Namen „ODH@Bochum-Weitmar“. Beim Stromerzeugen und Heizen der Zukunft wollen die Verantwortlichen u.a. auf Wasserstoff als Speicher, Erdwärme, Photovoltaik, Brennstoffzellen und Wärmepumpen setzen.

Aus diesem Grund wurde eine Anlage mit einer installierten 36kW Brennstoffzelle von Proton Motor in Auftrag gegeben, die für die neue gläserne Energiezentrale der Zukunft bestimmt ist. Die im Bau befindlichen Anlagen und Systeme wurde 2021 offiziell eröffnet und werden nach der Inbetriebnahme 81 Wohnungen mit CO₂-freier Energie versorgen.

2020 wurde in Rostock-Laage die erste netzgekoppelte Wasserstoff-Speicher-Anlage eröffnet. Das System speichert Energie in Form von regenerativen Wasserstoff, der mittel Elektrolyse aus überschüssiger Windenergie gewonnen wird. Die Containerlösung mit einer installierten Brennstoffzellenleistung von 178 kW von Proton Motor ist ein wichtiger Bestandteil dieser Wasserstoffanlage.

Die 20-Fuß Outdoor Containerlösung ist für den netzsynchronen Betrieb mit einer Ausgangsleistung von 100kW (End of Life) ausgelegt und enthält fünf Stück des insbesondere für diese Anwendung entwickelten Brennstoffzellen-Systems PM Frame® S36. Des Weiteren enthält die Containerlösung den AC-Wechselrichter zur direkten Einspeisung in das örtliche Stromnetz. Außerhalb des Containers befindet sich ein externes Tischkühlermodul mit der zusätzlichen Möglichkeit der Auskopplung und Nutzung der Brennstoffzellen-Abwärme.

Das Wohnobjekt im Ahrntaler Ort Kasern verfügte bei Umbaubeginn über keinen eigenen Netzanschluss. Ziel war die kontinuierliche autarke Versorgung mit Licht, Strom und Wärme für das Privathaus aufzubauen. Das Konzept zur Energieproduktion basiert auf der hauseigenen und bereits vorhandenen Wasserturbine und wird mit einem Wasserstoffspeichersystem erweitert. Proton Motor lieferte hierfür das Brennstoffzellensystem PM Module S8. Mit seiner elektrischen Leistung von 8,4 kW im stationären Einsatz stellt dieses PM Module einen Teil der Energieversorgung dar, um die Anforderung für das rein wasserbetriebene Speicherprojekt zu organisieren.

Herausforderung der als historisches Knappenhaus bezeichneten Berghütte ist der Umstand, dass der Wasserlauf durch Frost und Vereisungen im Winter deutlich nachlässt. Eine neue Speichertechnologie war somit Grundvoraussetzung, um die natürliche „grüne“ Energie langfristig speichern zu können. Das Besondere des Hy2green-Feststoffspeichers ist die lokale Erzeugung und Speicherung von Wasserstoff ohne zusätzliche Kompression in Metallpulver. Der Wasserstoff dient als Speichermedium der ursprünglich elektrischen Energie. Das Metallpulver wiederum wird als besonders sicheres Speichermedium für den Wasserstoff genutzt. Aus elektrischer Energie wird mittels Elektrolyse Wasserstoff generiert und in die mit Metallpulver gefüllten Speicherbehälter von GKN Powder Metallurgy geleitet. Hier bindet sich der Wasserstoff an die Metallpartikel – es entsteht das sogenannte Metallhydrid, eine stabile und sichere Verbindung.

Durch eine einfach regelbare Anpassung von Druck und Temperatur lässt sich die Verbindung des Metallhydrid-Speichers wieder lösen. Der Wasserstoff wird in die PM Brennstoffzelle geleitet und in elektrischen Strom umgewandelt. Übrig bleiben nur Wasserdampf und Wasser, ohne jegliche umweltschädlichen Einflüsse. Die bei der Umwandlung anfallende Wärmeenergie wird durch das Wärmemanagement dem Wärmekreislauf des Hauses zugeführt. Damit wird die Energieeffizienz des Gebäudes mit seinem Null-Emission Strom- und Wärmekraftwerk deutlich gesteigert. Stationäre Energieerzeugung durch lokale natürliche Energiequellen wie Wasserkraft führt zu nachhaltiger Energie, CO2-Reduzierung und Kosteneinsparung.

Das Wohngebäude in Brütten im Schweizer Bezirk Winterthur folgt erhöhten ökologischen und energetischen Standards und wurde durch die „Umwelt Arena AG“ initiiert. Das Haus benötigt keine Energieversorgung von außen, weder thermisch noch elektrisch. Die gesamte elektrische und thermische Energie wird aus der Sonne bezogen und durch verschiedenste Speicherformen (Kurz- und Saisonalspeicher) im Gebäude über das gesamte Jahr verteilt. Die Sonnenenergie wird über die Solarzellen in Strom umgewandelt und in Tages- bzw. mittelfristigen Batteriespeichern für die Nutzung im Gebäude zwischengespeichert. Für die Langzeitspeicherung kommt eine neuartige Umsetzung von Strom zu Wasserstoff zum Einsatz. Der Wasserstoff wird zwischengespeichert und bei Bedarf über eine Brennstoffzelle in elektrische und thermische Energie umgewandelt.

Proton Motor ist in diesem Projekt für die Rückverstromung des gespeicherten Wasserstoffs und die Einspeisung der elektrischen Energie in den DC-Kreis des Hauses verantwortlich. Dazu wird das Brennstoffzellen-Modul PM Module S8 mit einem DC/DC-Wandler in einen 19 Zoll-Schrank integriert. Weiterhin ist im Lieferumfang von Proton Motor ein Wärmetauscher enthalten, der es ermöglicht die beim Prozess anfallende thermische Energie für die Warmwasseraufbereitung des Hauses zu nutzen.

Der Dieselgenerator, der bisher für die Notstromversorgung zuständig war, wurde durch die emissionsfreie Brennstoffzellen-Applikation ersetzt. Insbesondere in Bezug auf die Eisenbahn-Infrastruktur bietet die Brennstoffzelle eine umweltfreundliche und langlebige Alternative für die Absicherung der Stromversorgung. Die temperaturunabhängige (-40 bis +50 Grad Celsius) Leistungsanpassung in maximal 20 Sekunden durch einen modularen Aufbau macht die Komplett-Containerlösung zu einer universell einsetzbaren und anpassungsfähigen Alternative zum Dieselgenerator.