Wasserstoffkraftwerk für den Garten
Wie mit kleinen Windrädern Energie für den Eigenbedarf produziert werden soll.
ZUKUNFT Privathaushalte benötigen für die Erzeugung von Strom und Wärme rund ein Viertel der gesamten Energie. Dabei wird gut die Hälfte der Energie aus Erdgas und Erdöl gewonnen. Deshalb forscht das deutsche Fraunhofer-Institut an zukunftsträchtigen Lösungen. Die laut Leichtbauspezialist Prof. Holger Seidlitz auch in der Nutzung von Wasserstoff liegt. Zusammen mit seinem Team und einem mittelständischen Unternehmen geht er die Wasserstoff-Zukunft aktuell zugleich von zwei Seiten an: Zum einen hat er die Gewinnung von Strom im Blick, den man für die Wasserstoff-Produktion benötigt. Dazu entwickeln die Kooperationspartner derzeit eine kleine und effiziente Windanlage.
Wärme und Strom
„Das Windrad wird so klein ausgelegt sein, dass sich auch Privatleute eine solche Anlage in den Garten stellen können“, erklärt Holger Seidlitz. „Der Wasserstoff wird dann vor Ort in einem kleinen Elektrolyseur erzeugt und im Tank gespeichert.“ Er soll dann beispielsweise eine Brennstoffzelle im Haus antreiben, die zugleich Wärme und Strom produziert. Besitzer von Wasserstoffautos wiederum könnten ihr Auto künftig direkt zu Hause betanken. Die Stärke des Konzepts bestehe vor allem darin, dass das ganze System klein und trotzdem sehr effizient ausgelegt ist, betont Seidlitz. Das fängt beim Windrad an. Die Leichtbau-Experten haben einen neuen Propeller konzipiert, der sich bereits bei einer schwachen Brise in Bewegung setzt. Das Design der Rotorblätter wurde angepasst und ihre Masse im Vergleich zu herkömmlichen Kleinwindanlagen um rund 30 Prozent verringert. Einzigartig ist auch, dass der Rotor Starkwinden standhält. Die Rotorblätter sind so beschaffen, dass sie sich bei Sturm elastisch verbiegen und aus dem Wind drehen.
Carbonfaser-Tanks
Um Leichtbautechnik geht es auch in dem zweiten Projekt, der Fertigung der Wasserstofftanks. Für den Einsatz in Tausenden von Privathaushalten sind leichte Tanks aus Carbonfaser-Verbunden wesentlich materialsparender und handlicher und würden besondere Vorteile vor allem für mobile Anwendungen bieten. Allerdings müssen diese sehr sicher sein. Wasserstoff darf nicht entweichen, weil er mit Luftsauerstoff ein explosives Gemisch bilden kann. Die Tanks werden aus Carbonfaserstreifen hergestellt, die auf einen zylindrischen Körper aufgewickelt werden. Mit Kunstharz getränkt, härten diese dann zu einem Tank aus, der viele Hundert Bar Druck aushält. Um Leckagen zu erkennen, bauen die Experten in den Behälter zugleich Sensoren ein.