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Zollner produziert für HPS

Solar-Wasserstoffkaftwerk auch für Privathaushalte

Zollner Elektronik
An ihrem Standort in Altenmarkt produziert Zollner den Wasserstoff-Stromspeicher von HPS nicht nur in Serie, sondern hat auch selbst ein Exemplar im Einsatz. Bei einem Besichtigungstermin erläuterte HPS-Geschäftsführer Zeyad Abul-Ella (r.) dem Bayerischen Wirtschaftsminister Hubert Aiwanger die Funktionsweise.
© Zollner Elektronik

Bei der Energiewende ruhen große Hoffnungen auf Wasserstoff, auch für Privathaushalte. Möglich macht es das System picea von HPS Home Power Solutions, das Zollner gemeinsam mit HPS zur industriellen Reife gebracht hat und in Serie fertigt.

Im Juni 2020 hat die Bundesregierung die Nationale Wasserstoffstrategie verabschiedet, um mit dem milliardenschweren Programm den Einsatz des flexiblen und leicht zu transportierenden Energieträgers zu forcieren. Umweltfreundlich hergestellter Wasserstoff, insbesondere sogenannter grüner Wasserstoff aus erneuerbaren Energien, soll fossile Brennstoffe ablösen. Ziel des Programms ist es vor allem, Treibhausgasemissionen in Industrie und Verkehr zu minimieren.

Pro Haus bis zu drei Tonnen CO2 weniger

Auch Privathaushalte, auf die nach Daten des Umweltbundesamts gut ein Viertel der in Deutschland verbrauchten Energie entfällt, können dazu beitragen, mithilfe von Wasserstoff die Emissionen zu verringern. Das Berliner Unternehmen HPS Home Power Solutions hat ein System entwickelt, das Photovoltaik und einen Wasserstoffspeicher so kombiniert, dass sich Ein- und Zweifamilienhäuser komplett autark mit sauberer elektrischer Energie versorgen können – das ganze Jahr über. Das System trägt den Namen picea und ist weltweit das erste, das Stromspeicher, Heizungsunterstützung und Wohnraumbelüftung mit Wärmerückgewinnung in einem Produkt vereint. Pro Haus lassen sich damit laut HPS bis zu drei Tonnen CO2 jährlich einsparen.

HPS Home Power Solutions
Wenn die Photovoltaikanlage im Winter keinen Strom produziert, wird der Bedarf des Hauses zunächst über die Batterie gedeckt. Sorgt die Sonne länger nicht für Nachschub, verwandelt die Brennstoffzelle die im Wasserstoff gespeicherte chemische Energie wieder zurück in elektrische Energie.
© HPS Home Power Solutions

Das Funktionsprinzip von picea: Mit der Energie, welche die Photovoltaikanlage auf dem Dach liefert, wird zunächst der aktuelle Strombedarf im Haus gedeckt. Was darüber hinausgeht, wandert in eine Batterie, die 25 kWh aufnehmen kann. Die Energie aus diesem Kurzzeitspeicher steht nachts wieder als Strom zur Verfügung. Oder an Tagen ohne Sonnenschein: Maximal zwei Tage lassen sich so überbrücken.

Ab einer gewissen Ladung der Batterie wird die Energie in den Elektrolyseur geleitet. Die Produktion von grünem Wasserstoff kann beginnen: Mithilfe der Elektrolyse wird die elektrische Energie in chemische Energie umgewandelt. Dazu wird Leitungswasser, das zu Reinstwasser aufbereitet wurde, in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Der Sauerstoff entweicht in die Luft, während der ­Wasserstoff komprimiert wird und in den Langzeitspeicher wandert. Dieser hat nach Angaben von HPS die hundertfache Speicherkapazität herkömmlicher Batterien. Damit ist er in der Lage, das Haus über den Winter zu versorgen.

HPS Home Power Solutions
In der Energiezentrale von picea sind Batterien, Leistungselektronik, Lüftungsgerät, Elektrolyseur, Brennstoffzelle und der HPS-Energiemanager vereint – ein geschlossenes System mit geringem Flächenbedarf.
© HPS Home Power Solutions

In sonnenarmen Zeiten findet in der Brennstoffzelle, die zu picea gehört, die Umkehrung der Elektrolyse statt. Sauerstoff aus der Luft reagiert dort mit dem Wasserstoff zu Wasser und setzt dabei wieder elektrische Energie frei. Auf diese Weise kann picea – in Kombination mit beispielsweise einer Photovoltaikanlage von 10–12 kWp (Kilowatt Peak) – einen Strombedarf von circa 7000 kWh pro Jahr decken. Nach Daten, die Statista 2019 erhoben hat, verbraucht ein durchschnittlicher deutscher Vierpersonenhaushalt im Einfamilienhaus mit elektrischer Warmwasserbereitung 5000 kWh jährlich, im Zweifamilienhaus 4500 kWh. Die Abwärme, die in der Brennzelle entsteht, dient darüber hinaus zur Heizungsunterstützung im Haus – rund 3000 kWh kommen hier noch einmal zusammen. In der Basisausführung mit einem einzelnen Druckgasflaschenbündel liefert der Wasserstoff-Langzeitspeicher ohne zwischenzeitliche Wiederaufladung mindestens 300 kWh elektrische Energie. Er lässt sich je nach Bedarf eines Gebäudes aber auf mehrere Bündel und 1500 kWh erweitern und mit einer entsprechend leistungsfähigen Photovoltaikanlage kombinieren.


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