Die Outdoor Fuel
Cell Power Unit besitzt eine Solarheizung
Bis heute zählen sie zu den wenigen
Brennstoffzellenapplikationen, die bereits käuflich erworben
werden können: autarke Brennstoffzellen-Hybridsysteme im
Wattbereich. Sie eignen sich zur netzfernen Energieversorgung von
Mess- und Datenübertragungsstationen inmitten der Natur sowie
zum autarken Betrieb von mobilen Elektro-Kleingeräten in
abgelegenem Terrain. Ganz ausgereift ist die Technik zwar noch
nicht und auch die Preise liegen für Privatkunden noch etwas
hoch, aber sie sind einsatzbereit und können in speziellen
Nischenmärkten zu erheblichen Vereinfachungen beitragen.
Die Flexiva automation & Robotik GmbH hat sich dieses
Themas angenommen, obwohl ihre Hauptbeschäftigungsfelder
Industrieautomation und Robotik sind. Für den Bereich der
Entwicklung eines Brennstoffzellensystems hat das Unternehmen aus
Amtsberg eine eigene Abteilung Alternative Energiesysteme (AES)
im Technologie-Center in Chemnitz eingerichtet und kümmert sich
dort sowohl um Brennstoffzellen kleiner bis mittlerer Leistung
als auch um Leistungselektronik. Während der enertec 2007
präsentierte Flexiva bereits erstmalig ein Lade- und
Backup-Gerät auf Basis einer PEM-Brennstoffzelle, das sowohl
für Innen als auch für Außen geeignet ist.
Der Temperaturbereich der Outdoor-Applikation LG45T2 konnte
mittlerweile deutlich erweitert werden (-25 °C bis +50 °C, max.
40 W). Für eine einfachere Kommunikation wurde zudem ein
GSM-Modul integriert. Zusammen mit einer 12-V-Bleibatterie (und
bei Bedarf mit einer Photovoltaik-Anlage) ist dadurch ein
dauerhafter autarker Betrieb mit wenig Serviceaufwand möglich.
Der AES-Vertriebsleiter Rainer Lochschmidt berichtete erfreut von
erfolgreichen Feldtests. Mit der Firma Sommer Messsysteme konnte
beispielsweise die Funktionstüchtigkeit in einer Höhe von 2.800
m in den Schweizer Alpen nachgewiesen werden (Solar-Panel: 60 Wp,
BZ: 40 W, Akku: 60 Ah).
Nach eigenen Berechnungen liegen die Kostenersparnisse bei
Warnsystemen (Zuverlässigkeit: 99,99 %) gegenüber einem reinen
Solarsystem bei über 25 %. Ist hingegen ein Energieausfall über
einen längeren Zeitraum unproblematisch, wird die Solarlösung
meist billiger, gesteht Lochschmidt ein. Ab einem Leistungsbedarf
von etwa 720 Wh pro Tag (ca. 30 W Durchschnittsleistung) ist
allerdings ein Hybridsystem stets um bis zu 50 % günstiger.
Flexiva befasst sich derzeit auch mit einem größer
dimensionierten autarken Energieversorgungssystem bestehend aus
Windgenerator, PV-Anlage, Powermanagement, Elektrolyseur,
Akkumulator, H2-Speicher und Brennstoffzelle (Gesamtleistung bis
etwa 5 kW). Lochschmidt räumt jedoch ein: „Ein
Marktdurchbruch zur Massenproduktion für private Konsumenten
wird noch etwas dauern.“
Selbst versorgendes Jupiter-Energiesystem
Ein noch junges Unternehmen in diesem
Segment ist FutureE Fuel Cell Solutions GmbH aus Nürtingen. Im
Jahr 2006 gründeten drei ehemalige Ballard-Mitarbeiter ein
Ingenieurbüro für Brennstoffzellen-Systemlösungen und sind
heute dessen Gesellschafter. Bettina Drehmann, Mark-Uwe Oßwald
und Siegfried Limmer bieten Gesamtlösungen für eine autarke
Energieversorgung an, die noch einen Schritt weiter gehen als bei
einigen Mitbewerbern. Die drei verfügen nach eigenen Angaben
über spezielle Kompetenz in Konfiguration und Betrieb von
BZ-Systemen und bauen auf Hybridlösungen bestehend aus
Akkumulatoren und PEM-Brennstoffzellen im Leistungsbereich von
0,5 bis 20 kW. Ihre erste Produktfamilie - basierend auf einem
10-kW-System in modularer Bauweise - präsentiert das
Start-Up-Unternehmen unter dem Namen Jupiter. In Kombination mit
einem Wasserstofftank, einem Elektrolyseur sowie einer Windkraft-
oder Solarstromanlage sollen diese Module gänzlich unabhängig
auch vom Brennstoffnachschub CO2-frei arbeiten können, solange
nur ausreichend Wasser vorhanden ist.
SFC und Büttner integrieren Solaranlage
Am bekanntesten im Bereich der kleinen portablen BZ-Lösungen
dürfte die Smart Fuel Cell AG aus Brunnthal sein. Insbesondere
im Camping-Sektor hat das süddeutsche Unternehmen mittlerweile
eine relativ hohe Marktdurchdringung erreicht. Fast alle
Produzenten von Freizeitmobilen kooperieren inzwischen mit dem
seit Mai 2007 an der Börse (Prime Standard) notierten
Unternehmen.
Die jüngste Meldung aus dem Hause SFC betrifft die
Entwicklung eines Hybrid-Autark-Systems bestehend aus einer
Brennstoffzelle und einer Solaranlage. Das Kernstück ist eine
intelligente Elektroniksteuerung. Damit die Sonnenenergie maximal
ausgenutzt werden kann, hat Büttner-Elektronik eine
vollautomatische Betriebsführung konzipiert, die den optimalen
Zeitpunkt zur Zuschaltung der Brennstoffzelle in Abhängigkeit
von Wetterverhältnissen, Jahreszeit und Sonnenscheindauer
berechnet und dadurch deutliche Betriebstoffeinsparungen
ermöglicht. Bernd Büttner, Gründer und Geschäftsführer von
Büttner-Elektronik, erklärt: „Die Stromabgabe ist sehr
stabil und der Kraftstoffverbrauch äußerst gering.“
Freudig fügt er hinzu: „Durch die Idee, beide Systeme zu
vereinen, entstand das
wohl innovativste Energiekonzept, das im
Reisemobilbau jemals zum Einsatz gekommen ist.“
BZ-Solar-Hybridsysteme im Test
Ein ähnliches Hybridsystem, das aus einem Solarpanel, einem
Akkumulator sowie einer Brennstoffzelle besteht, bietet seit
geraumer Zeit udomi an. Udo Michelfelder, der diese Systeme
vertreibt, hat bereits verschiedene Kombinationsmöglichkeiten in
der Anwendung. Wahlweise offeriert er bei einer netzfernen
Stromversorgung je nach Anwendung eines der drei
Brennstoffzellenmodule (EFOY 600, 1200 oder 1600), die einen
durchschnittlichen Leistungsbedarf von 1 bis 65 Watt abdecken.
Durch die Integration der Bleibatterien, die als Pufferspeicher
fungieren, sind kurzfristig Lastspitzen von mehr als 100 W
darstellbar.
Weitere Anbieter auf dem Markt sind unter anderem die P21 GmbH
aus Brunnthal sowie die US-amerikanische Firma Idatech. Zudem
will auch Rittal in Zukunft hybride Systeme mit Photovoltaik- und
Brennstoffzellen-Technik entwickeln ebenso wie Heliocentris und
h-tec, die in diesem Bereich ebenfalls ein mögliches
zukünftiges Betätigungsfeld sehen.
Autor: Sven Geitmann
Quelle: Flexiva
