Bei 3 kW arbeitet die Zelle mit 53,5 % Wirkungsgrad und verbraucht 0,168 kg Wasserstoff pro Stunde (1,87 Nm³/h). Jede kWh kostet 0,67 € an Brennstoff, mit einem Dieselgenerator wären es etwa 0,71 €. Deine 12,6 kg gespeicherter Wasserstoff reichen bei dieser Last 3,1 Tage.
Wasserstoffverbrauch
0,168kg/h
1,87 Nm³/h · 56 g pro kWh
Wirkungsgrad bei dieser Last
53,5%
PEMFC · Nennwert 50 %
Laufzeit aus dem Speicher
3,1Tage
12,6 kg gespeichert
Elektrische Leistung
3kW
8.760 kWh/yr
Erzeugte Wärme
2,61kW
1,56 kW genutzt bei 60–80 °C
KWK-Gesamtwirkungsgrad
81,4%
Strom + genutzte Wärme
Erzeugtes Wasser
1,5L/h
8,94 kg Wasser pro kg H₂
Brennstoffkosten pro kWh
0,673€/kWh
0,631 nach Wärmegutschrift
Brennstoffkosten pro Jahr
5.896 €
2.920 h/yr
Brennstoff pro Jahr
491kg H₂
Vergleich Dieselgenerator
6.214 €
1,33 L/h · 10.408 kg CO₂/Jahr (Brennstoffzelle 0)
Brennstoffzellentypen im Überblick
| Typ | Elektrischer Wirkungsgrad (Hu) | Betriebs- / Wärmetemperatur | Brennstoff | Mindestlast | Typische Anwendung |
|---|---|---|---|---|---|
| PEMFC (Niedertemperatur-PEM) ◀ | ~50% | 60–80 °C | H₂ | 5% | Fahrzeuge, Notstrom, mobil |
| HT-PEM (Hochtemperatur-PEM) | ~45% | 120–180 °C | H₂, Erdgas / Biogas | 10% | KWK, Methanol-Reformer |
| SOFC (Festoxid) | ~58% | 600–900 °C Stack, ~200 °C Abgas | H₂, Erdgas / Biogas | 30% | stationäre KWK, Rechenzentren |
| PAFC (Phosphorsäure) | ~42% | 150–200 °C | H₂, Erdgas / Biogas | 30% | gewerbliche KWK |
| MCFC (Schmelzkarbonat) | ~47% | 600–700 °C | Erdgas / Biogas | 40% | KWK im Kraftwerksmaßstab |
| AFC (alkalisch) | ~55% | 60–90 °C | H₂ | 10% | Raumfahrt, stationäre Nischen |
- Verbrauch = elektrische Leistung ÷ (Wirkungsgrad × 33,33 kWh/kg). Die Wirkungsgrade sind Systemwerte bezogen auf den Heizwert. Datenblätter nennen manchmal den Stack-Wirkungsgrad, der höher liegt.
- Die Teillastkurve ist allgemein gehalten: Niedertemperatur-PEM wird bei Teillast effizienter, Hochtemperaturzellen deutlich weniger, und bei sehr niedriger Last verlieren alle etwas durch die Nebenaggregate. Durch die Alterung des Stacks steigt der Verbrauch über die Lebensdauer um einige Prozent.
- Die Flascheninhalte sind ungefähre nutzbare Massen bei 15 °C. Wegen des Realgasverhaltens fassen 700 bar nur ~2,5-mal so viel Wasserstoff wie 200 bar, nicht 3,5-mal.