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Pufferspeicher

Gli apparecchi di riscaldamento a cella a combustibile dovrebbero essere utilizzati con un accumulatore tampone, così da garantire una produzione di calore uniforme sul lungo periodo anche in caso di elevato fabbisogno termico (riscaldamento e acqua calda).

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Riscaldamento

Die Wärme, welche bei der Stromerzeugung im Verbrennungsmotor entsteht, wird über einen „Wärmetauscher“ ausgekoppelt und für Heizung und Warmwasserbereitung verwendet. Diese optimierte Nutzung der Abgaswärme trägt zur hohen Effizienz der Kraft-Wärme-Kopplung bei. Die eingesetzte Energie wird doppelt genutzt, wodurch sehr hohe Wirkungsgrade von bis zu 90 % des Gesamtsystems erreicht werden können.

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Elettricità autoprodotta

Mit einer innovativen Strom erzeugenden Heizung reduzieren sich die Energiebezugskosten deutlich. Durch die gleichzeitige Stromerzeugung können in der Regel ca. 60 % des Haushaltsstrombedarfs durch die Eigenproduktion abgedeckt werden.

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Immissione

Ogni chilowattora di elettricità autoprodotto e consumato riduce la spesa di acquisto dell'energia elettrica. L'elettricità prodotta in esubero può essere immessa nella rete e viene remunerata.

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Principio di funzionamento

Gli apparecchi di riscaldamento a cella a combustibile si prestano per l'approvvigionamento energetico completo dell'abitazione e possono essere installati sia nelle nuove costruzioni, sia in caso di risanamento. Gli apparecchi di riscaldamento a cella a combustibile si avvalgono di un semplice principio: quello dell'elettrolisi, ma al contrario. L'idrogeno ha infatti la naturale caratteristica di reagire con l'ossigeno per formare acqua.

In condizioni controllate si verifica una cosiddetta «reazione del gas tonante» senza apporto esterno di energia. Questo processo, chiamato «combustione fredda», produce energia elettrica e calore.

Una cella a combustibile è costituita da due elettrodi: l'anodo (polo negativo) e il catodo (polo positivo). Questi sono separati dall'elettrolita con una membrana solida permeabile agli ioni.

Ogni elettrodo è rivestito con un catalizzatore, ad es. nichel o platino. Quando l'idrogeno transita dall'anodo si divide in elettroni e protoni.

Gli elettroni liberi vengono utilizzati come elettricità dal circuito esterno. I protoni si diffondono attraverso l'elettrolita fino al catodo. Sul catodo, l'ossigeno dell'aria si lega con gli elettroni del circuito esterno e con i protoni, formando acqua e calore. Tra il catodo e l'anodo si crea una tensione elettrica. Collegando i due elettrodi, gli elettroni scorrono dall'anodo al catodo e producono energia primaria. Il calore generato dalla reazione può essere inoltre utilizzato per il riscaldamento.

PEM

La pila con membrana a scambio protonico (Proton Exchange Membrane; PEM), detta anche a membrana elettrolitica polimerica è una cella a combustibile a bassa temperatura, con valori di esercizio di circa 50-100 °C. Come elettrolita utilizza una membrana polimerica.

Vantaggi e svantaggi

Il vantaggio sostanziale della cella a combustibile di tipo PEM è il suo ottimo comportamento dinamico, che la rende ideale per l'approvvigionamento energetico degli edifici su tutto l'arco dell'anno.

Gli svantaggi sono gli elevati requisiti richiesti alla generazione di gas di atmosfera per quanto riguarda i bassi tenori di monossido di carbonio, nonché una complessa gestione dell'acqua.

SOFC

La pila a ossido solido (SOFC) è una cella a combustibile ad alta temperatura, con valori di esercizio di circa 800-1000 °C. Come elettrolita utilizza una materiale ceramico solido.

Vantaggi e svantaggi

I vantaggi sostanziali della cella a combustibile a ossido solido sono l'insensibilità nei confronti del monossido di carbonio (CO) nel gas atmosferico, nonché una struttura semplice.

Gli svantaggi, dovuti alle alte temperature di esercizio, sono gli elevati requisiti richiesti ai materiali e i lunghi tempi di messa in temperatura.

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Redaktion und Konzeption

Arbeitsgruppe "Erdgastechnik" der Projektgruppe "Erdgasanwendungen im Markt"

Ansprechpartner
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Fachgebietsleiter Biogas und Erdgasanwendung
E-Mail ingram.taeschner@bdew.de

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