Solar-Module erzeugen Wasserstoff direkt vor Ort: Das löst ein großes Problem
08. Januar 2024 | Aslan Berse
Statt Wasserstoff Tausende Kilometer weit zu transportieren, könnte er auch direkt in einem Solarmodul produziert werden, wenn es nach einigen Ingenieuren aus Belgien geht. Ist das jetzt die Alternative zum Akku? EFAHRER klärt auf.
Im Jahr 2011 schlossen sich zwei Ingenieure der Katholieke Universiteit (KU) Leuven zusammen, um Wasserstoff nur mithilfe von Luft und Sonnenlicht zu gewinnen. Mittlerweile ist aus der Idee ein Forschungsvorhaben geworden, an dem ein Team aus Ingenieuren der Universität seit über 10 Jahren arbeitet. Für das Forschungsprojekt gründeten die Wissenschaftler ein eigenes Unternehmen mit dem Namen The Solhyd Project. Daraus entstand das Wasserstoff-Solarmodul, das in Zukunft Photovoltaik und Solarthermie Konkurrenz machen soll.
Die Funktionsweise ist im Prinzip recht einfach. Außenluft durchströmt das Paneel. Das in der Luft enthaltene Wasser, in Form von Wasserdampf, wird im Paneel mithilfe des Sonnenlichts zu Wasserstoff und Sauerstoff gespalten. Der Wasserstoff wird über eine Gasleitung abgeleitet und kann, nach dem Verdichten, in einem Tank gespeichert werden. Der gespeicherte Wasserstoff eignet sich dann zum Heizen mittels Heizkessel und auch für die Stromerzeugung über eine Brennstoffzelle. Der abgespaltene Sauerstoff wird einfach an die Umgebungsluft abgegeben. Für die Produktion ist nach Angaben des Unternehmens selbst in den trockensten Gebieten der Erde noch genügend Wasserdampf in der Luft vorhanden, um mit Wasserstoff mit den Modulen herzustellen.
Angaben des Solhyd Projects nach kann ein Paneel 250 Liter Wasserstoff pro Tag erzeugen. Damit sei es möglich mit 20 Paneelen ein Einfamilienhaus vollständig mit Energie zu versorgen. Allerdings sind die neuartigen Solarzellen noch nicht auf dem Markt erhältlich. Derzeit testen die Erfinder die Module in mehreren Pilotprojekten. Ihrer Einschätzung nach könnten die Wasserstoff-Module 2030 kommerziell verfügbar sein.
Vor- und Nachteile der Wasserstoffmodule
Sollte die Technologie tatsächlich bis 2030 marktreif sein, bietet sie einige Vorteile im Vergleich zu Photovoltaik und Solarthermie. Wasserstoff ist ein relativ einfach zu speichernder Energieträger. Außerdem verzichtet der Aufbau der Paneele von Solhyd auf kostspielige oder umweltschädliche Materialien. Das sieht bei Photovoltaik-Zellen ganz anders aus, weswegen diese aufwändig recycelt werden müssen.
Allerdings ist das Wasserstoff ein explosives und flüchtiges Gas, was für den Bau von Leitungssysteme im Gebäude berücksichtigt werden muss.
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Mit dem Wasserstoff-Paneel Autos zu betanken ist aktuell auch noch Zukunftsmusik. Um Wasserstoff zu erzeugen, der auch als Kraftstoff für Fahrzeuge eingesetzt werden kann, ist extrem hoher Druck erforderlich. Die Wasserstofftanks von Fahrzeugen weisen Drücke in einer Größenordnung von 700 Bar auf. Das erfordert viel Energie zum Verdichten und Betanken, weswegen die Anwendung der Wasserstoff-Module für das Betanken von H2-Fahrzeugen noch nicht realistisch umsetzbar ist.
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Wärmepumpen funktionieren, genau wie Kühlschränke, mithilfe eines Kältemittelkreislaufs. Das Kältemittel wird erwärmt, bis es verdampft. Der Dampf wird anschließend in einem Kompressor verdichtet, wodurch sich die Temperatur des Kältemittels erhöht. Nun wird die Wärmeenergie mithilfe eines Wärmetauschers an den Heizkreislauf abgegeben. Nach der Wärmeabgabe liegt das Kältemittel wieder in flüssigem Zustand vor und der Kreislauf beginnt erneut.
Der Vorteil von Wärmepumpen ist, dass die Wärme prinzipiell aus Umweltwärme (Luft, Wasser oder Erdreich) gewonnen wird. Es ist zwar Strom für den Betrieb erforderlich, allerdings wird dieser nicht direkt zum Aufheizen genutzt. Dadurch kann mehr Wärmeenergie freigegeben werden, als elektrische Energie aufgewendet wurde.
Die Installation einer Wärmepumpe für die Zentralheizung oder für das Brauchwasser muss in jedem Fall ein Fachbetrieb übernehmen. Auf Wärmepumpen spezialisierte Betriebe finden Sie bei Heizungsfinder – Heizungsfinder vermittelt Ihnen Spezialisten in Ihrer Region.
