Brandstofcel: hoe werkt het en hoeveel kan je besparen?

Brandstofcel als standaard

Als verwarmingstoestel heeft de brandstofcel zijn betrouwbaarheid meer dan eens bewezen. In Japan alleen al werden er sinds 2009 meer dan 123.000 cellen verkocht (telling 01/2015) door diverse producenten voor stationaire toepassingen. De brandstofcel-verwarmingsketels Vitovalor PT2 en Vitovalor PA2 van Viessmann werden speciaal bedacht en geoptimaliseerd voor woningen, zijn erg efficiënt en werken volgens een geoptimaliseerd vermogen.

Brandstofcellen leveren ook energie om voertuigen en schepen aan te drijven en de lucht- en ruimtevaartindustrie van elektriciteit te voorzien. Andere toepassingsdomeinen zijn gsm's (batterijen), verkeersmanagement, beveiliging en bewaking, windenergie en telecom. Brandstofcellen hebben ook hun weg gevonden naar de vrijetijdssector om bijvoorbeeld  campers, zeilboten, vakantiehuisjes en berghutten van stroom te voorzien.

Thuis je elektrische wagen opladen: zo doe je dat

Doe je voordeel! Zowat elke woning (nieuwbouw of renovatie) kan voldoende groene stroom produceren voor het hele gezin én een elektrische wagen. Een brandstofcel, een thuisbatterij, zonnepanelen en de juiste technologie: meer heb je niet nodig om je elektriciteits- en benzinekosten tot een minimum te beperken. Andreas Czylwick, onze expert elektriciteits- en verwarmingssystemen, legt uit hoe dit werkt en wat dit jou kan opleveren.

Hoe werkt een brandstofcel?

Een brandstofcel produceert warmte en elektriciteit door de elektrochemische reactie van de twee elementen zuurstof en waterstof. Daarbij doet zich geen verbranding voor zoals we die gewoonlijk zien in een conventionele ketel en daarom noemen we dit proces koude verbranding.

Foto van een schema van de chemische reactie in een brandstofcel.

Hoe de brandstofcel werkt in de loop van de dag

Een verwarmingssysteem met brandstofcellen produceert voor een groot deel van de dag voldoende stroom. Alleen tijdens piekuren moet extra stroom afgenomen worden van het net. De overtollige stroom wordt, tegen betaling, in het net geïnjecteerd. Als je verwarmt met een brandstofcel ben je dus minder afhankelijk van de stijgende elektriciteitsprijzen.

Vitovalor PT2 en Vitovalor PA2

Met Vitovalor PT2, de opvolger van Vitovalor 300-P, en Vitovalor PA2, een reserve-unit als aanvulling op een bestaand verwarmingssysteem, heeft Viessmann twee efficiënte oplossingen om warmte en stroom te produceren bij je thuis.

Vitovalor PT2, een compact verwarmingstoestel met brandstofcel

Vitovalor PT2 is het ideale energiesysteem voor elke moderne woning. Dit systeem neemt weinig plaats in en produceert heel veel warmte en elektriciteit. Het verwarmingssysteem met brandstofcel biedt een veel grote elektrische efficiëntie dan de huidige warmte-krachtkoppelingssystemen (wkk). Zo wordt er minder warmte onttrokken en dat maakt een verwarmingstoestel met brandstofcel uitermate geschikt voor nieuwbouw en renovatie.

Systeemdiagram van Vitovalor PT2

[1] Standaardunit met brandstofcelmodule en gascondensatieketel
[2] Boiler
[3] Communicatie-interface
[4] Ingebouwde exportmeter
[5] Router
[6] Huishoudelijke stroomkring
[7] Internet
[8] ViCare app
[9] Openbaar net

Het verwarmingssysteem met brandstofcel van Viessmann bestaat uit twee delen die apart verplaatst kunnen worden. Zo verloopt de installatie vlot en eenvoudig, zelfs in krappe kelderruimtes. Een deel bevat de roestvrijstalen warmwaterboiler met een inhoud van 220 liter en het andere deel de gascondensatieketel die inschakelt op piekmomenten, de weersafhankelijke regeling met een groot touchscreen met kleurendisplay en de brandstofcelmodule met omvormer, inverter en brandstofcelstapel (een hele reeks brandstofcellen). Alles sluit perfect op elkaar aan en het hele systeem neemt slechts 0,72 vierkante meter in beslag.

Vitovalor PA2 als uitbreiding

Vitovalor PA2 van Viessmann vormt de perfecte aanvulling op een bestaand systeem. Dit compacte systeem bestaat uit de brandstofcelmodule, de ingebouwde omvormer, de bediening en hydraulische en sensortechnologie. De gascondensatieketel is niet ingebouwd, zoals bij Vitovalor PT2. 

De gascondensatieketel wordt voornamelijk ingezet om piekmomenten op te vangen. Dus als het buiten heel koud is of als op korte tijd heel veel warm water wordt verbruikt. De gastoevoer naar de gascondensatieketel en de brandstofcelmodule loopt door dezelfde leiding. Ze gebruiken ook dezelfde rookgasafvoer zodat dit systeem even makkelijk tegen de wand te installeren is als een gascondensatieketel. Dat is zo voor Vitovalor PA2 en zeker voor Vitodens 200-W geproduceerd na 2011.

Dwarsdoorsnede Vitovalor PA2

Hoe efficiënt is een verwarmingssysteem met brandstofcel van Viessmann?

Bij de stroomproductie komt ook warmte vrij, die in grote, conventionele elektriciteitscentrales niet gebruikt wordt en dus gewoon verloren gaat. Verwarmingssystemen met brandstofcel zoals Vitovalor gebruiken deze warmte daarentegen wel voor de centrale verwarming en de warmwaterproductie. Resultaat: een heel hoge algemene efficiëntie. Bovendien gaat er tijdens de overdracht geen energie verloren omdat die rechtstreeks ter plaatse wordt gebruikt. Zelfs de omzetting van verbrandingsgas in waterstof verloopt heel efficiënt omdat de thermomechanische tussenstappen overgeslagen worden. De brandstofcelmodule produceert constant 0,75 kW stroom. Genoeg dus om grotendeels in de elektriciteitsbehoefte te voorzien.

En het kan zelfs nog efficiënter als je de brandstofcel Vitovalor combineert met de thuisbatterij Vitocharge. Zo kan je overtollige elektriciteit opslaan om die dan op piekmomenten te gebruiken en ben je nog minder afhankelijk van elektriciteitsleveranciers. Ook een mogelijkheid - en heel eenvoudig - is om de overtollige elektriciteit te exporteren naar het net. Met de ingebouwde zelflerende Energy Manager kan je je eigenverbruik verder optimaliseren.

Beproefd en betrouwbaar: brandstofceltechnologie van Viessmann en Panasonic

Innovatie, betrouwbaarheid en duurzaamheid: drie woorden die voor Viessmann onlosmakelijk verbonden zijn. Viessmann vertrouwt ook op beproefde technologie voor verwarmingssystemen met brandstofcel. Daarvoor werken we samen met Panasonic, die de brandstofcelmodule Vitovalor maakt. Panasonic heeft meer dan 34.000 stuks in serie vervaardigd voor de Japanse markt.

Basiskennis: wat is waterstof?

Waterstof ...

• is een energiebron met de hoogste energiedichtheid per gewicht
• is een chemisch element met het symbool 
• bestaat uit een proton en een elektron
• heeft het atoomgetal 1 (dit verwijst naar het aantal protonen in de atoomkern van een chemisch element - vandaar ook de naam protongetal)
• is het vaakst voorkomende chemische element in het universum
• produceert geen CO₂, want H₂ bevat geen koolstof

Waarom is waterstof het energieopslagmedium van de toekomst? Dat kom je te weten in deze video.

Waterstof is nu niet meteen iets dat je dagelijks tegenkomt. Meer nog, H₂ wordt geplaagd door een aantal vooroordelen die grotendeels gebaseerd zijn op onwetendheid en verkeerde informatie. En toch, als brandstof heeft dit gas heel wat voordelen.

Waterstof ...

• is niet zelfontbrandend
• ontbindt niet (zoals acetyleen bijvoorbeeld)
• oxideert niet en is dus geen brandversneller
• is niet giftig, corrosief of radioactief
• is geurloos
• vervuilt het water niet
• is niet schadelijk voor de natuur of de omgeving
• is niet kankerverwekkend
• verbrandt zonder residu

Waterstof zal de komende jaren een steeds grotere rol gaan spelen als brandstof voor wegverkeer en als energieopslagmedium. Vandaag wordt waterstof vaak gebruikt in de brandstofcellen van voertuigen. In bussen van het plaatselijk openbaar vervoer bijvoorbeeld. Tot nu toe zonder enig incident. Want waterstof is veilig en zal niet uit zichzelf ontploffen. Daar zijn immers een oxidatiemiddel (bv. lucht of pure zuurstof) en een ontstekingsbron voor nodig (ontstekingsgrens in lucht: 4 tot 75 procent per volume).