Polacy stworzyli autonomiczny dom zasilany wyłącznie energią z fotowoltaiki i wodoru

Jak osiągnąć pełną niezależność energetyczną i zmniejszyć koszty zużywanej energii w domach? Odpowiedzi na to pytanie poszukał zespół naukowców z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, który jako pierwszy w Polsce stworzył prototyp domu zasilanego wyłącznie energią pochodzącą z fotowoltaiki i wodoru.

Projekt kierowany przez prof. Magdalenę Dudek z Wydziału Energetyki i Paliw AGH zrealizowano we współpracy z przemysłowymi partnerami – związanymi z holdingiem Zygmunta Solorza firmami ZE PAK i PAK Serwis.

Prototypowy system autonomicznego zasilania domu – nazwany Dom H2 – opiera się na wytwarzaniu energii elektrycznej za pomocą instalacji fotowoltaicznej. Budynek nie jest podłączony do zewnętrznej sieci elektroenergetycznej – całą potrzebną energię produkuje i gromadzi samodzielnie, co – jak podkreślają naukowcy – czyni go rozwiązaniem unikatowym w skali kraju.

REKLAMA

Nadwyżki wyprodukowanej energii są magazynowane w akumulatorach lub w postaci wodoru, produkowanego na miejscu w elektrolizerze i przechowywanego w zbiornikach.

Gdy ilość energii produkowanej przez panele fotowoltaiczne jest niewystarczająca, np. w okresie jesienno-zimowym, dom przełącza się na zasilanie z ogniwa paliwowego, które przetwarza zgromadzony wodór z powrotem w energię elektryczną i ciepło. Proces ten jest całkowicie bezemisyjny – jedynym produktem ubocznym działania ogniwa jest czysta woda.

Laboratorium przyszłości: jak działa DOM H2

W pierwszym etapie projektu zbudowano laboratorium, które wiernie odwzorowuje realia domu jednorodzinnego. W jego wnętrzu umieszczono potrzebne gospodarstwom domowym odbiorniki energii. Wszystkie te urządzenia są zasilane wyłącznie z odnawialnych źródeł, bez zasilania z sieci elektroenergetycznej.

System został zainstalowany w mobilnym kontenerze morskim, co otwiera szerokie możliwości jego zastosowania – od mobilnych hoteli, przez zapasowe źródła zasilania podczas imprez masowych, aż po działania ratownicze w sytuacjach kryzysowych. Na dachu zamontowano instalację fotowoltaiczną o mocy 6,4 kWp – według autorów projektu taka moc ma wystarczyć do pokrycia zapotrzebowania energetycznego przeciętnego domu.

Zasilanie budynku oparto na czterech głównych komponentach:

• Panele fotowoltaiczne – produkują energię elektryczną w ciągu dnia.
• Elektrolizer – wykorzystuje nadwyżki energii do produkcji wodoru.
• Magazyn wodoru – umożliwia długoterminowe przechowywanie wytworzonego wodoru.
• Ogniwa paliwowe – przekształcają wodór w energię elektryczną w okresach braku produkcji z PV, np. nocą lub zimą.

Całym systemem zarządza inteligentny układ sterowania, który w czasie rzeczywistym analizuje zapotrzebowanie energetyczne i optymalizuje procesy wytwarzania, magazynowania oraz zużycia energii. Instalacja może zasilać typowy sprzęt domowy: pralkę, lodówkę, oświetlenie, komputery, czy ekspres do kawy.

REKLAMA

Wodór jako magazyn energii sezonowej

W projekcie AGH kluczowe było znalezienie rozwiązania, które zapewni długoterminowe przechowywanie energii. Taką rolę w domu zbudowanym przez krakowskich naukowców pełni wodór. Nadwyżki energii z fotowoltaiki wykorzystywane są do produkcji H2 w elektrolizerze. Następnie wodór jest osuszany, sprężany i przechowywany w zbiornikach – nisko- lub wysokociśnieniowych. W okresach niedoboru wodór wraca do obiegu energetycznego za pośrednictwem ogniw paliwowych.

Jak podkreśla prof. Magdalena Dudek, zaproponowane rozwiązanie oparte na wodorze, które choć nie nowe na świecie, w Polsce wciąż pozostaje niewykorzystywane. To technologia, która może zapewnić nie tylko efektywne magazynowanie energii, ale i realną niezależność energetyczną na poziomie gospodarstw domowych.

Polska odpowiedź na światowe trendy

Dom H2 nie generuje emisji CO2 i może funkcjonować jako niemal całkowicie neutralna klimatycznie jednostka mieszkalna. Naukowcy z AGH podkreślają, że technologia już istnieje – kluczowa jest jej szersza implementacja.

Podobne rozwiązania są już stosowane w Niemczech, Włoszech czy Australii, gdzie wodór wykorzystywany jest jako sezonowy magazyn energii w budynkach mieszkalnych i schroniskach.

Prototyp Domu H2 miał swoją premierę podczas międzynarodowych targów technologii wodorowych i odnawialnych źródeł energii Net Zero Energy & H2POLAND 2025 w Poznaniu, gdzie prezentowane były najnowsze rozwiązania wspierające transformację energetyczną. Jak podkreślają twórcy rozwiązania, zainteresowanie projektem było duże, zarówno ze strony naukowców, jak i przedstawicieli przemysłu, co wskazuje na potencjał komercyjnego zastosowania rozwiązania.

Aktualnie demonstrator Dom H2 pełni funkcję instalacji badawczo-prezentacyjnej i znajduje się na terenie grupy energetycznej ZE PAK w Koninie. Zespół AGH planuje dalsze prace rozwojowe i analizę możliwości wdrożenia systemu na szerszą skalę – zarówno w budownictwie jednorodzinnym, jak i w infrastrukturze mobilnej czy kryzysowej.

Polsat będzie produkować elektrolizery

Związany z holdingiem Zygmunta Solorza ZE PAK to jeden z krajowych pionierów w rozwoju technologii wodorowych. Pod koniec zeszłego roku w Koninie ZE PAK uruchomił elektrolizer w technologii PEM o mocy 2,5 MW i możliwości produkcji około 1000 kg zielonego wodoru dziennie. W tym roku w Koninie ma powstać kolejny elektrolizer, tym razem pracujący w technologii alkalicznej. To urządzenie zostanie wyprodukowane przez inną spółkę z należącej do Solorza Grupy Polsat. Więcej na ten temat: Grupa Polsat w tym roku uruchomi pierwszy własny elektrolizer.

Katarzyna Poprawska-Borowiec