Wasserstoff als Energiequelle

Grüner Wasserstoff wird mehr und mehr eine Schlüsselkomponente für die Energiewende und zur Sicherung einer nachhaltigen Zukunft. Wir bei Pfannenberg haben uns frühzeitig auf diese neue Technologie eingestellt und unterstützen sie durch die Entwicklung von Wärmemanagement- und

Signalisierungslösungen, die seine Lebensdauer und Wirksamkeit verlängern.
Wir stehen Ihnen gerne zur Verfügung, um gemeinsam mit Ihnen Lösungen für verschiedene Anwendungsbereiche zu erarbeiten.
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Bei der Elektrolyse von grünem Wasserstoff werden Wassermoleküle mit Hilfe einer sauberen Energiequelle in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Der Prozess umfasst mehrere kritische Phasen, die alle eine präzise Temperaturregelung erfordern, um eine optimale Leistung und Langlebigkeit zu gewährleisten.

• Gleichrichter: Er steuert die Stromversorgung des Elektrolyseurs und sorgt für eine konstante elektrische Einspeisung. Die beteiligten elektrischen Komponenten erzeugen während des Betriebs erhebliche Wärme. Eine effektive Kühlung ist entscheidend, um Überhitzung zu verhindern und die Effizienz aufrechtzuerhalten. Gängige Kühlmethoden sind unter anderem Kältemaschinen oder Rückkühler.

• Wasserstoff-Stapel (Stacks): Dies sind die Kerneinheiten des Elektrolyseurs, in denen die elektrochemischen Reaktionen zur Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff stattfinden. Dabei wird Wärme freigesetzt, die abgeführt werden muss, um eine stabile Betriebstemperatur zu gewährleisten. Üblicherweise wird die überschüssige Wärme durch einen Rückkühler abgeführt, bevor das Kühlmedium erneut zirkuliert.
   
• Gasreinigung: Nach der Erzeugung wird der Wasserstoff gereinigt, um Verunreinigungen wie Feuchtigkeit, Sauerstoff, Stickstoff und Restgase zu entfernen – so wird sichergestellt, dass er den Reinheitsanforderungen für industrielle oder Mobilitätsanwendungen entspricht. Diese Reinigungsprozesse setzen häufig erhebliche Mengen an Wärme frei. In dieser Phase ist in der Regel ein zusätzlicher Kaltwassersatz erforderlich, um die thermische Belastung zu bewältigen und optimale Betriebsbedingungen aufrechtzuerhalten.

Das Betanken mit Wasserstoff umfasst energieintensive Schritte – Kompression, Vorkühlung, Speicherung und Abgabe – die jeweils Wärme erzeugen und ein effizientes Wärmemanagement erfordern, um Leistung, Sicherheit und Normkonformität zu gewährleisten.

• Wasserstoffkompression: Wasserstoff muss für Lagerung und Abgabe auf hohen Druck (typischerweise 350–700 bar) komprimiert werden. Industrielle Rückkühl­anlage  und Luft/Wasser-Wärmetauscher werden häufig eingesetzt, um die Kompressortemperatur zu stabilisieren.
• Vorkühlung vor der Abgabe: Um ein schnelles und sicheres Betanken zu gewährleisten und Protokolle wie SAE J2601 einzuhalten, muss der Wasserstoff vor dem Eintritt ins Fahrzeug gekühlt werden. Diese Vorkühlung verhindert Überhitzung und ermöglicht ein Betanken in unter fünf Minuten – typischerweise durch kompakte Kühlsysteme oder in den Dispenser integrierte Rückkühlanlage.

• Speichersysteme: Hochdruckspeichertanks an der Station erfordern ebenfalls eine Temperaturkontrolle, um Druckschwankungen durch Umgebungseinflüsse oder Gasverdichtung zu vermeiden. Je nach Größe der Installation und geografischer Lage kann eine passive oder aktive Kühlung erforderlich sein.
• Elektronische Steuerungssysteme: Die Steuerungspaneele, Leistungselektronik und Überwachungseinrichtungen der Tankstelle müssen vor temperaturbedingten Ausfällen oder Schäden geschützt werden – häufig durch Filterlüfter, Kühlgeräte oder eine Kombination aus Luft/Wasser-Wärmetauscher und Kaltwassersatz.

Je nach Umgebungsbedingungen und Durchsatz der Station können sowohl luft- als auch flüssigkeitsbasierte Kühlsysteme eingesetzt werden, um den betrieblichen Anforderungen gerecht zu werden.

Der Hauptzweck von Alarmsystemen in Wasserstoffanlagen besteht darin, das Betriebspersonal auf ungewöhnliche Bedingungen oder Gefahren hinzuweisen, die eine Bedrohung für Personen, Ausrüstung oder die Umwelt darstellen könnten.

Diese visuellen oder akustischen Alarme können durch verschiedene Faktoren ausgelöst werden, wie etwa Veränderungen in Temperatur, Druck, Durchflussraten oder chemischen Konzentrationen, z. B.:

• Hochdruckalarme: Auslösung, wenn der Druck in einem Behälter- oder Rohrleitungssystem einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet.
• Temperaturalarm: Auslösung bei Überschreitung eines definierten Temperaturlimits in einem Behälter- oder Rohrleitungssystem.

• Gasdetektionsalarm: Auslösung bei Überschreitung eines festgelegten Schwellenwerts für die Konzentration eines bestimmten Gases.
• Durchflussalarmen: Auslösung, wenn die Durchflussrate eines Gases oder einer Flüssigkeit unter- oder oberhalb eines definierten Schwellenwerts liegt.

Unser Portfolio an visuellen und akustischen Signalisierungsgeräten umfasst SIL/PL-konforme Signalisierungslösungen sowie Ex-zertifizierte Geräte, um sicherzustellen, dass rechtzeitig Maßnahmen zur Vermeidung von Unfällen oder Schäden ergriffen werden.