GET – GREEN EFFICIENT TECHNOLOGIES DE 2/23

Wasserstoffwirtschaft
Regelungstechnik
Bereit für grünen Wasserstoff
Stellbare Fluidik-Komponenten
machen Prüfstände flexibel
Wasserstoff gilt als umweltfreundlicher
Energieträger der Zukunft,
weil er sehr flexibel einsetzbar ist,
mit regenerativen Techno logien
hergestellt werden kann und sich
gut transportieren sowie speichern
lässt. Bei der Verwendung von Wasserstoff
in Brennstoff zellen entstehen
zudem keine umweltrelevanten
Abgase, sondern nur Wasser. Vor
dem Serieneinsatz müssen die
Brennstoffzellen-Systeme aber unter
unterschiedlichsten Bedingungen
und mit einer Vielzahl an
Parametern getestet werden. Anhand
der Prüfergebnisse lassen sich
dann beispielsweise Leistung, Reichweite
oder Lebensdauer der Brennstoffzellen-Stacks
evaluieren und
optimieren. Die Testeinrichtungen
sollen für diese Aufgaben sehr flexibel
sein. Zahlreiche fluidische Komponenten
wie Durchflussregler oder
Ventile tragen dazu bei. Sie müssen
allerdings nicht nur präzise und zuverlässig
arbeiten, sondern auch auf
den speziellen Einsatzbereich abgestimmt
sein. Bei Wasserstoff beispielsweise
dürfen die eingesetzten
Werkstoffe nicht verspröden und
beim Einsatz mit deionisiertem Wasser
nicht korrodieren.
In Rüsselsheim hat die SEGULA
Technologies GmbH nach der Übernahme
großer Teile des ehemaligen
Opel-Entwicklungszentrums
beste Voraussetzungen geschaffen,
um die Mobilität von morgen entscheidend
mitzugestalten. Die Ingenieure
und Fachkräfte können hier
als Dienst leister mit OEM-DNA komplette
Fahrzeuge inklusive Antriebsstrang
entwickeln, testen und zur
Serienreife bringen. Für Hersteller
von Brennstoffzellen sind sie heute
ein kompetenter Ansprechpartner,
da es in Rüsselsheim mittlerweile
auch für Stacks maßgeschneiderte
Prüf einrichtungen gibt. Das Verhalten
dieser Brennstoffzellen-Stacks
lässt sich hier sehr flexibel bei unterschiedlichen
testen und evaluieren.
Rahmenbedingungen
Flexible Testmöglichkeiten
für die Stacks
Dr. Stephan Wagner, Lead Hydrogen
Systems bei SEGULA Technologies,
berichtet: „Da wir am Markt keine
passende Lösung gefunden haben,
konstruieren wir unsere Prüfstände
für die Stacks selbst. So können
wir sie hinsichtlich Leistung, Grö-
Abb. 1: Mit den leistungsfähigen Brennstoffzellen-Prüfständen lassen sich die Stacks und
Systeme auf Herz und Nieren testen.
alle Bilder: Bürkert Fluid Control Systems
ße und Skalierbarkeit perfekt auf
die Erfordernisse unserer Kunden
betreiben und bei den Testabläufen
flexibel auf deren Wünsche reagieren.
Außer dem lassen sie sich gut in
unsere vorhandene Betriebsstruktur
einbinden, zu der insgesamt mehr als
50 Prüf stände gehören.“ Das Resultat
der Eigen entwicklung sind leistungsfähige
Brennstoffzellen-Prüfstände,
mit denen sich die Stacks und Systeme
auf Herz und Nieren testen lassen
(Abb. 1). Die Anstrengungen für
die Anpassung der Prüfstandstechnik
sind derzeit groß, um den aktuellen
Entwicklungen in der Wasserstofftechnik
folgen zu können. Möglich
sind beispielsweise Dauerläufe etwa
für Degradationsuntersuchungen,
Funktionstests sowie die Charakterisierung
und Auslegung des Brennstoffzellensystems
inklusive unterschiedlicher
Betriebsarten.
Der Regelaufwand, der dahintersteckt,
ist beachtlich: Sauerstoff,
Stickstoff, Wasserstoff und Spurengase,
die zur Simulation von Umwelteinflüssen
dienen, müssen zunächst
konditioniert werden. Die jeweiligen
Durchflussmengen auf den einzelnen
Gasstrecken gilt es feinfühlig zu
regeln. Dabei sind bestimmte Temperaturen
und Feuchtegrade einzuhalten.
Hinzu kommen Sicherheitsanforderungen.
Bei einem Fehler
beispielsweise lässt sich das komplette
System mit Stickstoff fluten.
„Als wir hierfür passende Komponenten
suchten, stießen wir schnell
auf das breitgefächerte Produktportfolio
von Bürkert“, erinnert sich
Dr. Wagner. „Allerdings haben uns
nicht nur Qualität und Leistungsfähigkeit
der Produkte überzeugt, sondern
auch die schnelle Spezifizierung
und Lieferung sowie die kompetente
Beratung. Bürkert konnte uns
sehr schnell gute Lösungsvorschläge
machen.“ Insgesamt sind im Prüfstand
acht elektromagnetische Proportionalventile,
acht elektromotorische
Prozessregelventile, vier
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