Aktuell müssen Netzbetreiber große Herausforderungen bewältigen – ein entscheidender Faktor ist hierbei der hohe Anteil an regenerativ erzeugter Energie. Wir befinden uns in einer Energiewende: Dezentrale Energiespeicher werden dabei zunehmend wichtiger, weil sie helfen können Schwankungen bei der Erzeugungsleistung zu kompensieren.
Energie kann in klassischen Energiespeichern gelagert werden – aber auch in Wasserstoff.
Ein großer Anteil des erzeugten Wasserstoffs fällt als sogenanntes „Nebenprodukt“ bei chemischen industriellen Prozessen an. Das grundlegende Prinzip der Elektrolyse von Wasser ist vielen aus einfachen Knallgas-Versuchen im Schulunterricht bekannt.
Als Elektrolyse bezeichnet man einen chemischen Prozess, bei dem elektrischer Strom eine Redox-Reaktion erzwingt. Bei der Elektrolyse von Wasser wird mit Elektroden Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Der derart gewonnene Energieträger kann anschließend zur weiteren Verwendung zwischengelagert werden.
Die Herausforderung des Elektrolyseprozesses
Energieversorgung mittels DCDC-Wandler
Hersteller legen großen Wert auf multifunktionale DCDC-Wandler. Denn die optimale elektrische Versorgung eines Elektrolyseurs ist grundlegend für die Effizienz des gesamten Prozesses und letztlich für die maximale Lebensdauer.
Hierbei müssen jedoch Besonderheiten bedacht sein: Die Versorgung aus regenerativen Quellen oder Batteriespeichern unterliegt Spannungsschwankungen, die von dem Eingangsspannungsbereich des DC/DC-Wandlers abgedeckt werden müssen. Für einen reibungslosen Betrieb des Elektrolyseurs müssen Spannung und Strom an unterschiedliche Betriebsbedingungen angepasst werden: wie z.B. Temperatur, Lastfall, Betriebsmitteldruck und -qualität. Dies erfordert einen speziellen Ausgang des DCDC-Wandlers, der mittels Kommunikationsschnittstelle steuerbar ist.
Neben der Versorgung der Elektrolyse-Zellen benötigt der Elektrolyseur zusätzlich Energie für weitere Anwendungen: z.B. integrierte Elektronik, Betriebsmittelpumpen oder Gasabscheider. Diese Energie wird idealerweise über einen zusätzlichen Ausgang des DCDC-Wandlers zur Verfügung gestellt.
Weitere Challenge: Der Wirkungsgrad des DCDC-Wandlers ist nicht nur für die Effizienz des gesamten Prozesses relevant, sondern muss ebenfalls die thermische Anbindung im System gewährleisten. In der Regel werden sämtliche elektrische Komponenten in einer staubdichten Elektronik-Box untergebracht, die jedoch eine Wärmeabfuhr durch konstante Kontaktkühlung benötigt.
Die Lösung: DCDC-Wandler Baukasten von Querom
Unser Querom-Baukasten bietet Herstellern von Elektrolyseuren die Möglichkeit, einen hochqualitativen und vielseitigen DCDC-Wandler zu verwenden, der exakt auf individuelle Bedürfnisse angepasst werden kann. Ein dedizierter 24V-Ausgang speist die Steuereinheit, die mittels Kommunikationsschnittstelle die Versorgung des Elektrolyseprozesses diagnostiziert und steuert – mit geringer 1 % Toleranz. Diese optimale Kontrolle ermöglicht u.a. eine digitale Regelschleife.
Vorteil
Durch den sehr hohen Wirkungsgrad von 97 % ist keine weitere (und meist aufwändige) Anbindung zur thermischen Ableitung erforderlich. Und der Kunde kann den Wandler eigenständig nach seinen konstruktiven Anforderungen in seinem Gerät verbauen.
Das Ergebnis
Wir haben einen exakt an die Kundenanforderung angepassten DCDC-Wandler entwickelt, der viele konkrete Praxisvorteile bietet: Erhöhung der System-Effizienz, Verringerung des konstruktiven Aufwandes und Transparenz sowie Insight-Sammlung beim ablaufenden Prozess. Wir bei Querom liefern mit unseren Convertern einen wichtigen Baustein zur dezentralen Erzeugung von Wasserstoff – und damit unterstützen wir indirekt den nachhaltigen Erfolg der Energiewende.
Fazit
Effizient in Wasserstoffenergie
Querom bietet eine maßgeschneiderte Lösung für die Herausforderungen der Energieversorgung von Elektrolyseuren durch ihren flexiblen DCDC-Wandler-Baukasten.
Mit einem hohen Wirkungsgrad von 97 % optimieren diese Wandler die Systemeffizienz und reduzieren den konstruktiven Aufwand. Die Lösung trägt zur dezentralen Erzeugung von Wasserstoff bei und unterstützt damit die Ziele einer nachhaltigen Energiewende.
