Elektrische Messtechnik und Prozessanalyse für die Wasserstoffproduktion
Elektrische Messtechnik und Prozessanalyse für die Wasserstoffproduktion
Wasserstoff steht derzeit als Energie- und Speichermedium im Fokus. Knick-Produkte optimieren die Wasserstofferzeugung im Prozess und im Elektrolyseurbetrieb. Wie das funktioniert, präsentierten zwei unserer Experten auf dem virtuellen H2 Forum 2021 Ende April.
Grüner Wasserstoff ist die Energietechnologie der Zukunft
Wasserstoff wird in Zukunft einen wichtigen Beitrag zu einer nachhaltigen Energieversorgung leisten. Erneuerbare Energien aus Wind, Sonne und Biogas stehen oft dann zur Verfügung, wenn sie nicht gebraucht werden. Viele Windkraftanlagen werden sogar dann abgeschaltet, wenn die Windverhältnisse gut sind und sie am effizientesten arbeiten könnten. Das Problem ist ein Überangebot und schwache Stromnetze, die die Energie nicht hinreichend aufnehmen und transportieren können.
Es ist eine Speichertechnik erforderlich und Batterien haben große Nachteile hinsichtlich Haltbarkeit und der Bestandteile, die nicht unendlich verfügbar und nur schwer recyclebar sind. Ohne Speichertechnik für die „grüne“ Energie wird es immer eine Lücke in der Energieversorgung geben, die mit klimaschädlichen, fossilen Brennstoffen geschlossen werden muss. Viele Experten halten daher den grünen Wasserstoff für die Lösung und die Bundesregierung fördert die Entwicklung der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien im Wettlauf um den Innovationsvorsprung.
H2 Forum – Grüner Wasserstoff 2025
Am 27. Und 28.04.2021 fand eine virtuelle Konferenz für Energieversorger, Automobil- und Industrieunternehmen, Technologiehersteller und Forschungseinrichtungen statt, an der Knick mit zwei Referenten vertreten war. Die Online-Veranstaltung brachte Entscheidungsträger, Experten und Lösungsanbieter rund um das Zukunftsthema grüner Wasserstoff zusammen. Fachbeiträge und eine virtuelle Produktausstellung luden zu Diskussion und Networking ein.
Am 27. April 2021 referierte Joachim Baumann, Sales Director Interface Technology über Strom- und Hochspannungsmessungen an Elektrolysezellen. Am zweiten Tag sprach Dr. Michael Kogej, Director Applications and Service, in einem Pitch über Prozessanalyse in der Wasserstoffproduktion.
Eventdetails and Konferenz Agenda
Elektrische Messtechnik für Elektrolysezellen
Elektrolyseure sind eigenständige Systeme, in denen Wasserstoff durch Elektrolyse mit Gleichstrom erzeugt wird. Mit solchen Systemen kann erneuerbare Energie direkt am Ort der Erzeugung in Wasserstoff umgewandelt werden. Elektrolyseure bestehen aus Stacks (Elektrolysezellenpakete), aus einer Wasseraufbereitungseinheit, einer Gasaufbereitungseinheit und der Leistungselektronik inklusive Messtechnik, Steuerung und Schnittstellenmanagement. Idealerweise sind alle Module in einem anschlussfertigen Container integriert und können dann direkt in Windparks, Solarfarmen oder Biogasanlagen installiert werden.
Die präzise Messung von Systemparametern wie Strom, Spannung und Temperatur direkt an den Elektrolyseuren sind generelle Voraussetzungen für einen sicheren Betrieb bei der elektrolytischen Erzeugung von Wasserstoff. Unabhängig von der Art des Umwandlungsprozesses legen die Betreiber extrem hohen Wert auf Zuverlässigkeit und fordern eine lange Lebensdauer.
Mit der Produktreihe Knick ProLine P40000 bieten wir Lösungen mit einer individuellen Auswahl an Messbereichen. Extrem hohe MTBF-Werte von > 2000 Jahren, errechnet aus Produkten im Einsatz, belegen die Zuverlässigkeit. Die Trennverstärker zur Strom- und Spannungsmessung können in Systemen mit bis zu 2200VDC eingesetzt werden. Zusammen mit P41000 und einem MACONIC-Shunt-Widerstand können wir Ströme bis zu 20000A präzise messen.
Knick Interface-Technik ist bekannt für
- hohe Genauigkeit (niedriger Linearitäts- und Verstärkungsfehler)
- niedriger Temperaturkoeffizient
- sehr hohe Gleichtaktunterdrückung und
- gutes dynamisches Verhalten
Knick Prozessanalytik für die Wasserstofferzeugung
Obgleich die Prozessanalytik bei der Wasserstofferzeugung eher unzutreffend erscheint, ist sie dennoch aus technischen und Effizienzgründen sehr wichtig.
Es ist eine unbestrittene Tatsache, dass die Wasserelektrolyse die Hauptquelle für Wasserstoffgas. Tatsächlich wird der meiste Wasserstoff aus fossilen Quellen erzeugt.
Durch die Entwicklung und Optimierung von Elektrolysetechniken werden diese Prozesse in naher Zukunft mehr oder weniger obsolet sein. Die Hauptquelle für sauberen und grünen Wasserstoff ist Wasser, jedoch muss diese allgegenwärtige Substanz eine hohe Reinheit aufweisen, um für diesen Zweck genutzt werden zu können.
Das Messsystem STRATOS MULTI in Kombination mit dem Leitfähigkeitssensor SE605(H) garantiert eine hohe Wasserqualität.
Der STRATOS MULTI überwacht die Wasserqualität online und zeigt/übergibt den Messwert direkt an die Steuerung. Viele weitere Vorteile sind durch dieses System gegeben:
- Einfache und intuitive Bedienung
- Digitaler induktiver Memosens-Sensoranschluss zur Vermeidung von Störeinflüssen
- Mehrkanal- und Multiparameterfähigkeit zur Optimierung der Messstellen (z. B. Leitfähigkeit, pH…)
- Diagnosefunktionen für optimierte Wartung
- Ampelsystem für bedienerfreundliche Statusinformation
- Zuverlässige und wiederholbare Messungen
- Kompakte und robuste Bauweise
Der Leitfähigkeitssensor SE605(H) ist speziell für Leitfähigkeitsmessungen in reinem/reinstem Wasser ausgelegt. Das digitale Memosens-Protokoll ist im Sensorkopf implementiert, sodass vorkalibrierte Sensoren kurz nach der Installation und dem Anschluss an das Messsystem STRATOS MULTI verwendet werden können.
- Digitaler induktiver Memosens-Sensoranschluss zur Vermeidung von Störeinflüssen
- Einfache und intuitive Bedienung
- Vorkalibrierungsfunktion optimiert die Wartung
- Prozessadaption: DN25 Buchse, Clamp 1.5“
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