Vitovalor – Brennstoffzellenheizungen

Das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung bildet die Grundlage für das sogenannte
Mikro-KWK – die Brennstoffzelle. Bei Viessmann findet sich diese Technik unter
der Produktreihe Vitovalor. Aktuell gibt es die Modelle Vitovalor PA2 und
Vitovalor PT2, welche die Vitovalor 300-P ablöste, im Produktprogramm. Allen
gemein ist ihre spezielle Funktionsweise. Denn neben Strom erzeugt die
Brennstoffzelle auch Wärme, die wiederum zum Heizen und zur WarAufbau und
Funktion der Vitovalor Brennstoffzelle

Wie bei allen Innovationen von Viessmann haben Zuverlässigkeit und Langlebigkeit
auch bei den Brennstoffzellen-Heizgeräten oberste Priorität. Dabei haben wir
folgende Modelle im Portfolio:

Vitovalor PT2 (ehemals 300-P)
Vitovalor PA2

Die Vitovalor PT2 sowie ihr Vorgänger Vitovalor 300-P sind kompakte
Brennstoffzellen-Heizgeräte. Neben dem Brennstoffzellenmodul bestehen diese
Wärmeerzeuger aus einem Gas-Brennwertgerät, das zur Spitzenlastdeckung dient,
einer witterungsgeführten Regelung sowie einem Edelstahl-Warmwasserspeicher.
Mit der Vitovalor PA2 kann hingegen ein bestehendes Heizsystem ergänzt werden.
Dazu wurde neben einer Systemtrennung ein Abgasanschluss verbaut.

Ein Brennstoffzellenmodul besteht aus den sogenannten Stacks, auf denen sich
die Zellen befinden, einem Inverter und einem Reformer, der den benötigten
Wasserstoff aus Erdgas extrahiert.
Was passiert, wenn die Brennstoffzelle der Vitovalor PT2 ausfällt?

Beide Einheiten
– das Brennstoffzellen-Heizgerät und das Gas-Brennwertgerät
– sind über eine gemeinsame Gasleitung verbunden und lassen sich auch getrennt
voneinander in Betrieb nehmen. Das bedeutet, dass die Einheit mit dem
Spitzenlastkessel auch ohne die Brennstoffzelle betrieben werden kann.
In Kooperation mit Panasonic für die Vitovalor

Für die Entwicklung, Herstellung und Lieferung der Brennstoffzelleneinheit
Polymer-Elektrolyt-Membrane, kurz PEM ist nach wie vor Panasonic zuständig.
In dieser Hinsicht gilt der Konzern immer noch als Vorreiter. Schließlich hat
Panasonic bereits 2009 mit dem Verkauf solcher Systeme begonnen und mehr als
100.000 Brennstoffzellen abgesetzt. Als einer der europäischen Markt- und
Innovationsführer im Bereich hocheffizienter Heiztechniksysteme hat sich
Viessmann der Entwicklung und Fertigstellung des Gas-Brennwertmoduls angenommen.
Auch die hydraulische Anbindung sowie der Zusammenbau zum Komplettsystem erfolgt
durch Viessmann. Das Ergebnis dieser bis heute andauernden Kooperation ist ein
Heizsystem mit herausragender Energieeffizienz und Zuverlässigkeit.

2014 führten beide Unternehmen mit der Vitovalor PT2 (ehemals Vitovalor 300-P)
europaweit das erste Brennstoffzellen-Heizgerät mit PEM-Technik für Ein- und
Zweifamilienhäuser in den Markt ein.

Weitere Informationen zum Unternehmen sind auf der Webseite von Panasonic zu
finden.
Funktionsweise der Vitovalor Brennstoffzellen-Heizgeräte

Sauerstoff und aus Erdgas gewonnener Wasserstoff: Dies sind die beiden
Komponenten, die benötigt werden, um mittels des Brennstoffzellen-Heizgerätes
Strom und Wärme zu erzeugen.

Die chemische Reaktion dieser beiden Stoffe wird als “kalte Verbrennung”
bezeichnet und spielt sich zwischen zwei Elektroden ab. An der Anode wird
Wasserstoff hinzugeführt. Anschließend wird dieser von einem Katalysator in
negative Elektronen und positive Wasserstoffionen aufgespalten. Die Elektronen
wandern über einen elektrischen Leiter zur Kathode, wodurch Strom entsteht.
Zeitgleich erreichen die positiv aufgeladenen Ionen durch den Elektrolyten
Ionen-Austausch-Membran zur Kathode. Dort reagieren sie mit Sauerstoff,
wodurch Wärme freigesetzt wird. Der Prozess verläuft sehr schadstoffarm und
ist schonend für die Umwelt. Weitere Informationen dazu finden Sie auf der
Seite Funktionsweise der Brennstoffzelle.

Erdgas als Voraussetzung für die Vitovalor

Energielieferant der Vitovalor Brennstoffzelle ist Wasserstoff. Wasserstoff ist
das häufigste Element in der Natur, er ist Bestandteil aller organischen
Verbindungen. Auch Erdgas besteht neben Kohlenstoff aus Wasserstoff. In
Reinform kommt es in der Natur allerdings nicht vor. Aus diesem Grund wird
für die Brennstoffzelle Erdgas eingesetzt. Als emissionsärmster fossiler
Brennstoff eignet es sich gut zur Gewinnung reinen Wasserstoffs. Im Vitovalor
wird der Wasserstoff aus dem zugeführten Gas separiert. Dazu werden an erster
Stelle die Schwefelverbindungen abgeschieden. Ein vorgeschalteter Reformer
wandelt anschließend das Gas durch einen Katalysator in Kohlenmonoxid und
Wasserstoff um. In einer anschließenden Gasreinigung erfolgt die Umwandlung
von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid. Je nach Bedarf kann die Vitovalor PT2 mit
Erdgas H-, E- oder LL-Gas betrieben werden. Die Vitovalor PA2 hingegen ist für
den Betrieb mit E-Erdgas voreingestellt und umstellbar auf LL-Erdgas.
Denkt für Sie mit: Der selbstlernende Energiemanager

Das Brennstoffzellen-Heizgerät ist wärmegeführt und stromoptimiert. Der
integrierte Energiemanager ist lernfähig und reagiert auf Ihre persönlichen
Bedürfnisse. Das heißt: Er schaltet die mit Erdgas und Wasserstoff betriebene
Heizung erst dann ein, wenn es sich lohnt – also wenn ausreichend lange
Laufzeiten und damit eine entsprechende Stromproduktion und Eigenstromnutzung
zu erwarten sind

Die richtige Planung und Inbetriebnahme der Vitovalor

Die Vitovalor gehört zu den innovativsten Heizgeräten, die aktuell auf dem
Markt erhältlich sind. Für die Inbetriebnahme der Vitovalor sind einige
Voraussetzungen zu erfüllen:

Gasanschluss
Gasqualität: E(H) / LL(L)
Rücklauftemperatur: < 50 Grad Celsius
Aufstellhöhe: < 1.000 Meter über NN
Mindesttemperatur im Aufstellraum: 3 Grad Celsius 3-adrige
Netzanschlussleitung

Was ist zu bedenken, bevor Sie eine Viessmann Brennstoffzellenheizung kaufen?

Die Vitovalor ist für eine stromoptimierte Betriebsweise mit möglichst langen
Laufzeiten ausgelegt. In Kombination mit einem Gas-Brennwertgerät steht Ihnen
bei der Vitovalor PT2 insgesamt eine Wärmeleistung von 30,8 Kilowatt (kW) zur
Verfügung. Entscheiden Sie sich hingegen für die Vitovalor PA2 zur Ergänzung
einer bestehenden Heizungsanlage, steht Ihnen bei der Kombination mit einem
Spitzenlastkessel eine Wärmeleistung von bis zu 60 kW zur Verfügung. Der ideale
Einsatzort für die Vitovalor PT2 sind gut gedämmte Ein- und Zweifamilienhäuser
mit geringem Wärmebedarf wie Neu- und sanierte Bestandsbauten. Besonders
effizient arbeitet das Brennstoffzellen-Heizgerät, wenn die Rücklauftemperaturen
sehr niedrig sind, im Idealfall mit einer Fußbodenheizung. Ein effizienter
Betrieb mit Heizkörpern bei einer maximalen Rücklauftemperatur von 50 Grad
Celsius ist ebenfalls möglich. Das Beistellgerät Vitovalor PA2 kommt neben
Ein- und Zweifamilienhäusern auch optimal in Mehrfamilienhäusern und kleinen
Gewerbebetrieben zum Einsatz. Da es als Ergänzung zu einer bestehenden Anlage
konzipiert sind, eignet es sich besonders gut bei einem Modernisierungsvorhaben.
Räumliche Voraussetzungen für die Vitovalor

Die Vitovalor PT2 besteht aus zwei Einheiten: der von Panasonic entwickelten
Brennstoffzelle und dem Gas-Brennwertmodul von Viessmann. Beide Einheiten
lassen sich auch getrennt voneinander transportieren oder frei im Raum
aufstellen. Als Kompaktheizgerät benötigt die Vitovalor PT2 nur 0,72
Quadratmeter Aufstellfläche. Die erforderliche Mindestraumhöhe beträgt etwa
zwei Meter. Stehen beide Einheiten nebeneinander, ergeben sie eine Breite von
zusammen 1,20 Meter. Da die Vitovalor PA2 zusätzlich zu einer bestehenden
Heizung aufgestellt wird, sind ihre Abmessungen geringer. Die Aufstellfläche
liegt bei etwa 0,36 Quadratmeter. Sie ist auch etwas kleiner. Das bedeutet,
der Raum sollte mindestens 1,80 Meter hoch sein. In unserer Ratgeber-Sektion
finden Sie weitere Tipps zum Kauf einer neuen Heizung.


Zusätzliche Stromspeicher-Systeme sorgen für mehr Autarkie

Das Viessmann Stromspeicher-System Vitocharge steigert die Eigenverbrauchsquote
im Haushalt deutlich. Produziert die Vitovalor mehr Strom, als gerade benötigt
wird, wird dieser in der Regel ins Netz eingespeist. Durch die Kombination der
Vitovalor mit dem Stromspeicher-System Vitocharge kann dieser Strom jedoch
gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt genutzt werden. Auf diese Weise
lässt sich der zusätzliche Bezug von teurem Netzstrom reduzieren. Mehr
Informationen dazu finden Sie auf der Seite Energiesysteme für die Vitovalor
PT2.