Zellspannungsüberwachung reduziert Elektrolyseur-Ausfallzeiten

Vorausschauende Wartung setzt Überwachung voraus

Die Nachfrage nach Elektrolyseuren steigt sprunghaft an. Überall auf der Welt werden sie gebraucht, um den Wasserstoff herzustellen, der in zahlreichen Wirtschaftsbereichen die fossilen Energiequellen ersetzen soll. Angesichts der steigenden Nachfrage ist damit zu rechnen, dass die Herstellungskosten mittelfristig im Zuge der industriellen Massenfertigung signifikant sinken werden. Weitere Kosteneinsparungen lassen sich durch einen effizienten Betrieb und vorausschauende Wartung erzielen. Hier leistet das Monitoring der Einzelzellspannungen in Elektrolyseuren einen wichtigen Beitrag.

Ursprünglich entwickelt für den Einsatz an PEM-Brennstoffzellen in Fahrzeugen, dienen unsere Cell Voltage Monitoring Systeme im Elektrolyseur dazu, die Lebensdauer des Stacks zu verlängern und den Elektrolyseprozess zu kontrollieren. Und die Erfahrung aus dem harten Automotive-Umfeld macht die Implementierung in der rauen Industriewelt einfach. Das gilt vor allem für PEM-Elektrolyseure. Diese sind für den Betrieb mit stark fluktuierendem grünen Strom besser geeignet als die bereits seit Jahrzehnten in der chemischen Industrie eingesetzten alkalischen Elektrolyseure, weil sie im Teillastbetrieb nicht zu Gasverunreinigungen neigen und deutlich kürzere Kaltstartzeiten aufweisen. Allerdings ändern sich durch das dynamische Lastprofil der regenerativen Energien immer wieder die Betriebsbedingungen des Elektrolyseurs, was mit Effizienzverlusten und Lebensdauereinschränkungen verbunden ist.

Um eine kostengünstige und zuverlässige Wasserstoffproduktion zu erreichen, muss an allen Stellschrauben gearbeitet und optimiert werden. Schon in der Entwicklungs- und Erprobungsphase gilt es, den Gesundheitszustand der Zellen im Elektrolyse-Stack sowie der einzelnen Komponenten, insbesondere der Zell-Membrane zu überwachen, um ungünstige Betriebsbedingungen zu erkennen. Später, im laufenden Betrieb geht es darum, Ausfallzeiten zu vermeiden und eine möglichst lange Lebensdauer zu erreichen. Ungeplante Ausfallzeiten lassen sich durch eine vorausschauende Wartung vermeiden.

CVM-Systeme überwachen die Einzelzellspannungen in den Elektrolyse-Stacks und sind damit ein wichtiger Baustein in der Prozesskontrolle zur sicheren Betriebsführung. Sie schauen in den Zellstapel hinein und erkennen und visualisieren ungewöhnliche Betriebszustände, etwa wenn Spannungen zu groß oder zu klein sind. Der Betreiber hat dann die Möglichkeit, den jeweiligen Stack abzuschalten, bevor größere Schäden entstehen und die entsprechenden Reparaturen sowie den Austausch einzelner Komponenten bei der nächsten anstehenden Wartung mit einzuplanen.

Zu den Herstellern, die auf unsere CVM-Systeme setzen gehört Hystar. Lesen Sie hier die entsprechende Pressemitteilung.