Brennstoffzelle sorgt für mehr Effizienz in der Instandhaltung

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Positiv ist darüber hinaus, dass eine Brennstoffzelle im Vergleich zur Batterie nicht altert, wenn sie sich im Stand-by-Modus befindet. Die Vorteile des Niedertemperatursystems sind seine hohe Robustheit, die Betriebstemperatur von maximal 80 Grad auf der Membran und die gutmütige Reaktion auf Lastwechsel (dynamischer Betrieb).

Umschalten auf Brennstoffzellenstrom in 2 bis 4 ms

Welche Möglichkeiten die Brennstoffzelle als USV-System dem Anwender in der Instandhaltung bietet, zeigt der Einsatz der Ri-Cell Flex bei der Aluminium Norf GmbH in Neuss. Es ist das erste Unternehmen seiner Branche, das Brennstoffzellen im USV-Betrieb live testet. Drei 2,5-kW-Module ermöglichen eine unterbrechungsfreie Versorgung mit 2 × 230 V_AC/2 × 3,2 kW als Netzersatzanlage (NEA) für die Feuerwehrzentrale, den Krisenleitstand und die Sanitätsstation. Seit Juli 2011 testet das Unternehmen die Zuverlässigkeit dieser Brennstoffzellen. Laut Norf verlief bislang alles problemlos und ohne Wartungskosten.

Die Ri-Cell Flex von Rittal stellt eine Ausgangsspannung von 48-VDC zur Verfügung. Eine Spannung, die im Mobilfunk 1:1 genutzt werden kann, in der Industrie aber häufig über einen Wechselrichter auf 230 V_AC gewandelt wird. Welcher Wechselrichter sinnvoll ist beziehungsweise wie die USV-Schaltung realisiert werden muss, hängt von den jeweiligen Anforderungen ab.

Norf hat in Verbindung mit der Brennstoffzelle eine sogenannte netzinteraktive Lösung (VI-USV) aufgebaut. Sie ermöglicht Umschaltzeiten bei einer Stromunterbrechung von circa 2 bis 4 ms und deckt damit die meisten Störungen ab. Soll die unterbrechungsfreie Stromversorgung auch Oberschwingungen und Schwankungen in der Frequenz berücksichtigen, muss eine Online-USV installiert werden (VFI-USV). Bei dieser Lösung wird die Wechselspannung am Ausgang wie bei einer klassischen USV im Zwischenkreis erzeugt. Die Brennstoffzelle in der Instandhaltung fungiert also als Basis, die zusammen mit verschiedenen Invertern und entsprechenden Verschaltungen eine flexible USV-Lösung für die jeweilige Anforderung bereitstellt.

Bahn und Chemieindustrie vertrauen der Brennstoffzelle

DB Systel, der Informations- und Telekommunikations-Dienstleister der Deutschen Bahn, setzt ebenfalls Ri-Cell Flex Brennstoffzellen-Systeme ein. Denn Ausfallsicherheit und Verfügbarkeit der Rechen- und Serverzentren haben höchste Priorität. Das gilt auch für die über 70 Backbone-Standorte in Deutschland (Knotenpunkte mit Routern und Switches). Die DB hat bereits an zwei Backbone-Standorten die bisherigen Lösungen der Netzersatzanlagen erfolgreich durch Brennstoffzellen-Systeme ersetzt.

Auch für die Chemieindustrie ist diese Lösung interessant, da manche Prozesslinien mit Gleichspannung betrieben werden. In einem großen Unternehmen läuft seit 2011 ein Testaufbau von Rittal, der gerade in den Livebetrieb überführt wird. Ein weiterer positiver Aspekt der Brennstoffzelle, speziell wenn große Systeme als Primärversorgung eingesetzt werden, ist der präventive Brandschutz. Denn ein Teil des Sauerstoffs aus der Umgebungsluft wird für die elektrochemische Reaktion benötigt. So kann auf Löschgase verzichtet und damit die Kosten gesenkt werden.

* Hartmut Paul ist Ingenieur in der Vorentwicklung bei der Rittal GmbH Co. KG in 35745 Herborn

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