Mobile Wasserstofftankstellen für Nutzfahrzeuge

Der WyRefueler ist eine Tankanlage mit niedrigem Energieverbrauch für die Befüllung von Wasserstoff-Tanksystemen. Ob Busse, LKW, Züge, Baumaschinen oder Stapler: Jedes druckwasserstoffbetriebene Fahrzeug kann damit betankt werden. Bild: Wystrach
Wasserstoff gilt als umweltfreundlicher Energieträger der Zukunft, weil er sehr flexibel einsetzbar ist, mit regenerativen Energietechnologien hergestellt werden kann und sich gut transportieren sowie speichern lässt. Bei der Verwendung von Wasserstoff in Brennstoffzellen entstehen keine umweltrelevanten Abgase, sondern nur Wasser. Das interreg-unterstützte Projekt H2Share fördert deshalb den Wasserstoffeinsatz, um damit einen praxisgerechten Beitrag zur Reduzierung der Emissionen durch den Schwerlastverkehr zu leisten. Im Rahmen des Projektes entwickelte Wystrach den WyRefueler – eine mobile Wasserstofftankstelle, die derzeit in internationalen Praxiseinsätzen getestet wird. Beim Füllen der Treibstoff-Container und beim eigentlichen Tankvorgang leisten unter anderem Ventile einen wichtigen Beitrag.

Als Partner im H2-Share-Projekt hat die Wystrach GmbH als Spezialist für Hochdruckgase mit dem WyRefueler eine mobile Wasserstofftankstelle entwickelt. Das anwenderfreundliche und zugelassene System wird mit einem umfangreichen Beratungs- und Service-Paket geliefert und kann nach entsprechender Schulung eigenständig betrieben werden. Es eignet sich für die 350-bar-Betankung unterschiedlichster Nutzfahrzeuge, angefangen von LKWs und Transportern im Logistikbereich über Baumaschinen bis hin zu wasserstoffbetriebenen Bussen und Bahnen.

Das zweiteilig aufgebaute System besteht aus einem Tankcontainer als Hauptspeicher für den Wasserstoff und dem eigentlichen Tankstellencontainer, an dem die Fahrzeuge betankt werden. Beide Komponenten können mit einem ADR-Auflieger transportiert werden. Der Tankcontainer mit einem Nutzvolumen von 313 kg enthält Wasserstoff in 54 Spezial-Behältern mit je 350 l Fassungsvermögen mit einem Druck von typischerweise 300 bar. Der Tankstellencontainer hat einen Pufferspeicher von 88 kg bei einem Druck von 500 bar, einen Wasserstoffverdichter sowie eine automatische Drucksteuerung für die optimale Betankung. Die Entnahmekapazität liegt bei 180 kg pro Tag, kann aber bei Bedarf auf bis zu 360 kg erweitert werden. Beide Container werden miteinander über Schnittstellen für Steuerungstechnik, Medienfluss und Druckluft verbunden.

Ventiltechnik für zügige Tankvorgänge

Gerwin Müskens, Technischer Produktdesigner bei Wystrach: „Da die Platzverhältnisse in den Containern begrenzt sind, darf die verbaute Technik möglichst wenig Raum beanspruchen, denn den Platz wollen wir natürlich in erster Linie für Wasserstoffkapazität nutzen und nicht für Schaltschränke“. Bild: Wystrach
Gerwin Müskens, Technischer Produktdesigner bei Wystrach: „Da die Platzverhältnisse in den Containern begrenzt sind, darf die verbaute Technik möglichst wenig Raum beanspruchen, denn den Platz wollen wir natürlich in erster Linie für Wasserstoffkapazität nutzen und nicht für Schaltschränke“.
Bild: Wystrach

Damit Wasserstoff an der Tankstelle zügig und sicher getankt werden kann und für die Selbstoptimierung des Systems ist der richtige Druckausgleich wichtig. Das gilt auch, wenn der Tankcontainer beim Füllwerk mit Wasserstoff befüllt wird. Um all diese Fälle abbilden zu können, sorgen pneumatisch angesteuerte Ventile für die optimale Verteilung des Wasserstoffs in den Behältern des Containers. Zur weiteren Technik zählen Sensoren, z.B. für Temperatur und Druck, entsprechende IO-Systeme und die Pneumatik-Ventile, die die medienführenden Ventile präzise schalten und so für den richtigen Druckausgleich sorgen. Alle Komponenten müssen im mobilen Einsatz sowohl bei Sommerhitze als auch bei Kälte im Winter zuverlässig funktionieren und zudem ATEX-konform untergebracht sein.

„Da die Platzverhältnisse in den Containern begrenzt sind, darf die verbaute Technik möglichst wenig Raum beanspruchen, denn den Platz wollen wir natürlich in erster Linie für Wasserstoffkapazität nutzen und nicht für Schaltschränke“, erklärt Gerwin Müskens, Technischer Produktdesigner bei Wystrach. „Nachdem wir uns bei der Steuerung und beim dezentralen Peripheriesystem für Siemens entschieden hatten (SIMATIC ET 200iSP), stießen wir bei der Suche nach der passenden Ventiltechnik schnell auf Bürkert Fluid Control Systems, denn die Fluidikspezialisten sind in diesem Umfeld zu Hause und haben das entsprechende Knowhow“, fährt Müskens fort. Hinzu kamen aber noch weitere Gründe: das breitgefächerte Angebot an Pneumatikventilen und die Möglichkeit, alle für den Druckausgleich notwendigen Komponenten in ATEX-konformen, anschlussfertigen Schaltschränken unterbringen zu können. „Die Komplettlösung aus einer Hand hat uns genauso überzeugt wie der intensive Austausch und die gute Zusammenarbeit in der Entwicklungsphase“, erinnert sich Müskens.

Schlanke Schaltschränke für den mobilen Einsatz

Die Pneumatik-Schaltschränke bieten ausreichend Platz für das dezentrale IO-System und einen kompakten Ventilblock mit den erforderlichen Ex-i-Ventilen vom Typ 6518, die auf einer Profilschiene montiert und auf dem Siemens ET200iP verdrahtet sind. Bild: Bürkert
Die Pneumatik-Schaltschränke bieten ausreichend Platz für das dezentrale IO-System und einen kompakten Ventilblock mit den erforderlichen Ex-i-Ventilen vom Typ 6518, die auf einer Profilschiene montiert und auf dem Siemens ET200iP verdrahtet sind.
Bild: Bürkert

Die Pneumatik-Schaltschränke für den Einsatz in der jeweiligen Ex-Zone sind so schlank wie möglich ausgelegt. Trotzdem bieten sie ausreichend Platz für das dezentrale IO-System und einen kompakten Ventilblock mit den erforderlichen Ex-i-Ventilen vom Typ 6518, die auf einer Profilschiene montiert und auf dem Siemens ET200iP verdrahtet sind. Hinzu kommen Notaus- und Vorsteuerventile.

Das Bedienterminal der Tankstelle im ATEX-konformen Gehäuse. Bild: Wystrach
Das Bedienterminal der Tankstelle im ATEX-konformen Gehäuse.
Bild: Wystrach

Ebenfalls in den ATEX-Schaltschränken untergebracht ist die notwendige Peripherie inklusive der vorgesteuerten Magnetventile, die sich für große Durchflussmengen eignen, ohne ständigen Luftverbrauch arbeiten und zudem durch ihre geringe elektrische Leistungsaufnahme überzeugen. Das Konzept und das Knowhow im Schaltschrankbau hat die Hochdruckspezialisten überzeugt, zumal Bürkert auch für das Bedienterminal der Tankstelle ein ATEX-konformes Gehäuse „auf Maß“ konzipieren, fertigen und mit entsprechendem Zertifikat liefern konnte. Weitere gemeinsame Projekte sind deshalb für die Zukunft nicht ausgeschlossen.

Firmenkasten 1: Über Wystrach

Über Wystrach
Die Wystrach GmbH mit Sitz im nordrhein-westfälischen Weeze am Niederrhein ist ein Full-Service-Anbieter im Bereich Hochdrucklösungen für ortsfeste und mobile Speicher für Wasserstoff und andere Gase. Die Produktpalette umfasst stationäre Bündel, Container verschiedenster Größen, Tanksysteme für Züge, Busse und LKW sowie Speicherlösungen z.B. für Power-to-Gas-Anwendungen. Das Unternehmen hat zudem eine mobile Wasserstofftankstelle im Portfolio, den im Text beschriebenen WyRefueler. Neben der hauseigenen Konstruktion und Produktion bietet Wystrach komplette Servicepakete an für Montage, Inbetriebnahme und Wartung und unterstützt außerdem in Zulassungsthemen. Das Unternehmen überzeugt durch seine Technologieoffenheit: Die Lösungen sind nicht herstellergebunden, sondern es werden immer die für den Anwender optimalen Behälter verbaut. Mit mehr als 30 Jahren Erfahrung im Bereich Hochdruckspeicher hat das Familienunternehmen mit rund 200 Mitarbeitern einen besonderen Fokus für Qualität und Sicherheit entwickelt.

Weitere Informationen unter:

https://www.wystrach.gmbh/

https://www.facebook.com/wystrachgmbh

https://twitter.com/Wystrach_GmbH

Über Bürkert
Bürkert Fluid Control Systems ist ein weltweit führender Hersteller von Mess-, Steuer- und Regelungssystemen für Flüssigkeiten und Gase. Lösungen von Bürkert kommen in den unterschiedlichsten Branchen und Anwendungen zum Einsatz – das Spektrum reicht von Brauereien und Laboren bis zur Medizin-, Bio- und Raumfahrttechnik. Mit einem Portfolio von über 30.000 Produkten deckt Bürkert als einziger Anbieter alle Komponenten des Fluid Control-Regelkreises aus Messen, Steuern und Regeln ab: von Magnetventilen über Prozess- und Analyseventile bis zu pneumatischen Aktoren und Sensoren. Das Unternehmen mit Stammsitz im süddeutschen Ingelfingen verfügt über ein weit gespanntes Vertriebsnetz in 36 Ländern und beschäftigt weltweit mehr als 3.000 Mitarbeiter. In fünf Systemhäusern in Deutschland, China und den USA sowie vier Forschungs- und Entwicklungszentren entwickelt Bürkert kontinuierlich kundenspezifische Systemlösungen und innovative Produkte. Ergänzt wird die Produktpalette mit dem umfassenden Serviceangebot BürkertPlus, das Kunden während des kompletten Produktlebenszyklus begleitet.

Weitere Informationen unter:

www.buerkert.de

www.facebook.com/Buerkert.Fluidtechnik

www.twitter.com/buerkertfluid

Ellen-Christine Reiff

Studium der deutschen Philologie, danach tätig bei Theater und Fernsehen, seit 1986 freie Journalistin beim Redaktionsbüro Stutensee mit Schwerpunkt Optoelektronik, elektrische Antriebstechnik, Elektronik und Messtechnik.

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