Energietechnik Brennstoffzellen gewährleisten zuverlässige Notstromversorgung

Das Brennstoffzellensystem Ri-Cell-Flex wurde in diesem Jahr für den Hermes- Award nominiert. Wir sprachen mit Dr. Thomas Steffen, Geschäftsführer Forschung und Entwicklung bei Rittal, über den Einsatz der Brennstoffzellen für die Notstromversorgung.

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Herr Dr. Steffen, wenn ein Unternehmen für einen so prominenten Industriepreis nominiert wird, steckt ein technisches Highlight in dem entsprechenden Produkt. Wodurch unterscheidet sich die Rittal-Brennstoffzelle von herkömmlichen?

Steffen: Der innovative Ansatz des Ri-Cell-Flex-Systems liegt in der erstmaligen Anwendungskombination als Notstromanlage und Energielieferant für Regelenergie. Unternehmen nutzen die Brennstoffzelle zur Absicherung bei Stromausfall und gleichzeitig, um Lastspitzen und damit teure Stromkosten zu vermeiden. Somit ist das System ein neues Geschäftmodell im neuen Energiemarkt. Ein besonderer technischer Fortschritt liegt im Gesamtkonzept des Brennstoffzellensystems.

Wesentliche Fortschritte konnten wir gleich in mehreren Eigenschaften erzielen. Beispielsweise wurde der gesamte Wirkungsgrad gesteigert auf bis zu 53%. Der Wasserstoffverbrauch wurde um 30% gegenüber Vorgängersystemen gesenkt. Unternehmen können die Brennstoffzelle einfach von 2,5 bis 50 kW Leistung skalieren. Bei der Entwicklung haben wir besonderes Augenmerk auf eine einfache Bedienung und Wartung gelegt. Wir konnten die Bauteile um 70% gegenüber Vorgängersystemen reduzieren, was die Wartungsfreundlichkeit gravierend erhöht. Außerdem lassen sich die Brennstoffzellen-Module bei minimaler sogenannter Downtime (minimale Stillstandszeit) durch Plug-&-Play-Technik leicht austauschen.

Die Notstromversorgung muss punktgenau und zuverlässig einsetzen. Wie wird das mit der Brennstoffzelle technisch realisiert?

Steffen: Rittal setzt auf die PEM-Brennstoffzellentechnologie, das sogenannte Proton-Exchange-Membrane-Prinzip. Im Ereignisfall, also dem Stromausfall, werden die Systeme punktgenau aktiviert. Die Brennstoffzellen haben systembedingt eine Hochlaufzeit von circa 15-20 s bis zur Erreichung der geforderten Leistung. Zur Absicherung dieser Startphase setzen wir Akkus oder alternativ Hochleistungskondensatoren (Supercaps) ein. Damit ist eine unterbrechungsfreie Notstromversorgung realisierbar. Zudem lassen sich Brennstoffzellen in den Zwischenkreisen von herkömmlichen USV-Anlagen integrieren. In der Kombination wird eine wesentlich höhere Überbrückungszeit erreicht.

Ri-Cell-Flex kann im Baukastensystem modular konfiguriert werden. Wie funktioniert das?

Steffen: Brennstoffzellen sollen kundenspezifische Anforderungen erfüllen. Aufgrund unserer Erfahrungen der vergangenen Jahre haben wir daher das skalierbare System entwickelt. Es lässt sich einfach projektieren. Deshalb können wir kurzfristig Kundenwünsche umsetzen. Typischerweise erhalten wir Anfragen aus unterschiedlichen Branchen wie beispielsweise der Telekomunikationsbranche, IT, Verkehrstechnik oder Chemieindustrie.

Weitere Differenzierungen bestehen häufig in den geforderten elektrischen Anschlussleistungen, Anschlußspannungen (AC/DC), den Überbrückungszeiträumen und schlussendlich der Frage nach dem Aufstellort (In-/Outdoor). Das konsequent modularisierte System Ri-Cell-Flex ist unsere Lösung, projektspezifische und individuelle Kundenlösungen mit Serienprodukten zu realisieren.

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