Noodstroom met een brandstofcel op ethanol

In dit artikel bespreken we een noodstroomoplossing als alternatief voor een aggregaat. Het betreft een brandstofcel die methanol gebruikt als brandstof.

Het grote voordeel van de brandstofcel is dat deze vrijwel geen geluid maakt en geen stinkende uitlaatgassen produceert.

Bij de brandstofcel is het gebruik van een accu verplicht. Als je apparaten gebruikt die op 230 Volt werken, zal je ook een 230 Volt omvormer moeten aanschaffen.

Voor- en nadelen

• relatief stil (alleen ventilatorgeluid) en geen vieze uitlaatgassen
• welkome aanvulling op zonne-energie tijdens de donkere maanden
• schakelt zichzelf in en uit
• brandstof langdurig te bewaren
• gebruik van accu is vereist
• vermogen / laadsnelheid laag
• brandstofcel relatief duur
• methanol is duur in gebruik

Introductie

De brandstofcel staat al vele jaren in de belangstelling maar wordt nog niet op grote schaal toegepast. Dat komt naar onze mening door de (zeer) hoge prijs van de brandstof en het geringe elektrische vermogen dat geleverd kan worden. In een brandstofcel wordt bijvoorbeeld methanol of waterstofgas omgezet in elektrische energie en wat er overblijft zijn onschuldige stoffen zoals water en/of CO2.

De firma Efoy heeft een aantal jaren geleden een brandstofcel geïntroduceerd die gebruik kan worden door eigenaars van met name campers. Een camper heeft namelijk niet altijd de beschikking over 230 Volt. Dit wordt opgelost met een flinke accu en een 230 Volt omvormer.

Maar als de accu leeg is, dan wordt doorgaans een aggregaat gestart om de accu weer op te laden. Dat aggregaat op benzine, propaangas of diesel maakt natuurlijk een flinke herrie en is altijd een punt van discussie onder camper eigenaren. Een aanzienlijk aantal vindt dat je andere mensen tot overlast bent als je het aggregaat start.

De Efoy brandstofcel biedt hier een oplossing omdat deze vrij geruisloos zijn werk doet. Het geluid dat hij maakt is de ventilator die duidelijk hoorbaar is, maar dat geluid valt in het niet bij de herrie van aggregaten.

Efoy brandstofcel

Efoy levert diverse modellen waarbij de Efoy 80 BT en de Efoy 150 BT in dit kader interessant zijn. Beide modellen leveren 12 of 24 Volt (automatische overschakeling), ze leveren dus geen 230 Volt wisselspanning. Dat lijkt onhandig, maar het is een heel doordachte en goede keuze.

De brandstofcel levert namelijk gelijkspanning. Bij campers is het de bedoeling dat je met een aggregaat, of deze brandstofcel, de accu weer oplaadt. Als de brandstofcel eerst met een 230 Volt omvormer van de gelijkspanning eerst 230 Volt moet maken en je vervolgens een acculader gebruikt om de accu op te laden, is erg omslachtig. Omdat de acculader werkt met 230 Volt en dit weer moet omzetten naar een gelijkspanning om de accu op te laden.

De spanning van de brandstofcel wordt dus twee keer omgezet voordat de accu geladen kan worden. Deze omvormers kennen verliezen en samen zal dit circa 10% verlies zijn (of mogelijk zelfs meer). Je verliest dus 10% van je brandstof vanwege de omzetverliezen.

Doordat de brandstofcel rechtstreeks, dus met gelijkspanning (12 of 24 Volt) de accu oplaadt, worden dit verlies voorkomen, een hele slimme keuze dus. Daarnaast, campers hebben al een accu én een 230 Volt omvormer, dus dit is een prachtige aanvulling.

In de Efoy zit een acculader die constant de spanning van de accu meet en als deze onder een bepaalde drempelwaarde komt, zal de brandstofcel zichzelf inschakelen en de accu opladen. Zodra de accu boven een bepaalde spanning komt (omdat hij vol is) stopt de brandstofcel. De Efoy houdt dus zelf de accu in de gaten en laad hem op zodra dit nodig is.

De Efoy 80 BT levert een laadvermogen van 40 Watt (dus bij een 12 Volt accu is dat een stroom van 40 Watt / 12 Volt = 3,34 Ampère, bij 24 Volt is dat 1,67 Ampère). De Efoy 150 BT heeft een vermogen van 75 Watt en dat levert een laadstroom op van 12,5 Ampère bij 12 Volt of 6,25 Ampère bij een 24 Volt accu.

De Efoy gebruikt methanol en het verbruik is circa 0,9 liter per geleverde kWu. Het gewicht is circa 7 kg voor het model 80 of 150.

Net als aggregaten die een beperkte levensduur hebben van circa 1000 uur (althans de versies die doorgaans aan particulieren verkocht worden), is dat ook op deze brandstofcel van toepassing. Efoy specificeert dat het geleverde vermogen gedurende de levensduur van de brandstofcel daalt en na 3000 uur nog maar 65% van het oorspronkelijke vermogen bedraagt.

Dus hij werkt wel, maar minder effectief. Voor iedere liter brandstof levert hij steeds minder energie. Die 3000 uur lijkt niet lang, maar als je bedenkt dat een auto ook maar zo'n 2000 uur meegaat (2000 uur x 100 km/u = 200.000 km) dan is 3000 uur ineens helemaal niet zo kort.

Efoy adviseert voor beide modellen een accu te gebruiken met een capaciteit van minimaal 15 Ah en maximaal 300 Ah. Efoy verkoopt "tankpatronen", dan tankjes met een inhoud van 5, 10, 28 of 60 liter. Je vervangt ze door simpelweg de dop er af te draaien waardoor een slangetje steekt en die dop op een nieuwe tank te draaien. Dit verwisselen kan met een werkende brandstofcel plaatsvinden.

Brandstofcel als onderdeel van een noodstroomvoorziening

Op zich is een brandstofcel in combinatie met een accu en 230 Volt omvormer een bruikbare noodstroomoplossing. Alleen de kosten van de brandstof zijn relatief hoog. Op het moment van schrijven zo'n 6 euro per liter methanol, dat lijkt dus circa drie keer zo duur dan benzine, maar het is nog erger.

Een benzineaggregaat levert met één liter brandstof circa 2 kWu elektrische energie, terwijl de brandstofcel iets meer dan 1 kWu levert per liter methanol. Dus in verbruik is hij zo'n zes keer zo duur als een aggregaat op benzine.

Zonne-energie is vele malen goedkoper en daarom is de brandstofcel een goede aanvulling op de noodstroomvoorziening met accu, 230 Volt omvormer, zonnepanelen en laadregelaar omdat in de donkere maanden november t/m februari vrijwel geen zonne-energie beschikbaar is en de accu langdurig leeg zal zijn. In die periode kan de brandstofcel de accu laden en doet dit zonder herrie te maken of stank.

De noodstroomoplossingen met een thuisbatterij met AC gekoppelde zonnepanelen of met DC gekoppelde zonnepanelen kennen dezelfde problemen in de donkere maanden maar daar is de brandstofcel niet inzetbaar omdat de accu die gebruikt wordt bij een thuisbatterij doorgaans een spanning heeft van 48 Volt of hoger en de Efoy alleen maar 12 of 24 Volt accu's ondersteunt.

Opslag en bewaring

De methanol die deze brandstofcel gebruikt is ontvlambaar. Dus opslag in huis zal vanwege de verzekering geen optie zijn. Opslag moet dus in een vrijstaande garage of ander bijgebouw plaatsvinden.

Ons is niet bekend dat methanol van samenstelling verandert zoals bijvoorbeeld benzine dat wel doet tijdens langdurige opslag. Toch plaats Efoy op haar brandstoftanks een "expiratiedatum". Of de methanol na die datum niet meer bruikbaar is hebben wij niet kunnen vinden.

Verder lezen

Dit artikel maakt deel uit van een reeks artikelen waarbij we alle mogelijke noodstroomvoorzieningen bespreken. Die andere artikelen kan je hier vinden.