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Klimaneutrale Energieerzeugung

Brennstoffzellen effizient und vereinfacht testen

20. Oktober 2021, 10:07 Uhr | Von Markus Schyboll, CEO von EA Elektro-Automatik

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Lebensdauer von Brennstoffzellen testen

Belastungstests gewährleisten die Sicherheit und Stabilität der Brennstoffzellen-Stacks. Bei Anwendungen in der Automobiltechnik muss die Betriebsdauer eines Brennstoffzellen-Stacks mindestens 5000 Stunden betragen, bei Backup-Stromversorgungssystemen liegt der Wert bei mindestens 10.000 Stunden.

Beschleunigter Belastungstest

In einem beschleunigten Belastungstest wird ein Brennstoffzellen-Stack über mehr als 100 Stunden stufenförmigen Laständerungen oder Laststromrampen ausgesetzt. Die Laststromänderung muss zu einer Änderung der Brennstoffzellenspannung um circa 50 Prozent führen. Der Zeitraum der stufenförmigen Änderung des Rechtecksignals und des Rampenzyklus muss etwa 50 s betragen.

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Energierückgewinnung bis über 96 %

Bei dem Test eines Hochleistungs-Brennstoffzellen-Stacks wird viel Energie umgewandelt. Mit ELR-Lasten kann über die regenerative Netzrückspeisung eine erhebliche Energiemenge eingespart werden. Die Lasten können die Leistung aufnehmen und mit einem Wirkungsgrad bis über 96 Prozent wieder in das Stromnetz zurückführen. Da nur ein kleiner Teil der Energie in Wärme umgewandelt wird, kann die ELR-Last im Vergleich zu einer herkömmlichen elektronischen Last mit geringerer Abwärme betrieben werden. Durch den geringeren Kühlbedarf sind die Geräte bei gegebener Leistung kleiner, benötigen weniger Platz und reduzieren den Stromverbrauch und damit die Kosten. Auch das Lüftergeräusch ist deutlich reduziert, die Geräte sind leiser. Bei Lasten mit Leistung im kW-Bereich zahlt sich die regenerative Energierückgewinnung dreifach aus – durch erhebliche Einsparungen bei den Versorgungsunternehmen, weniger Platzbedarf durch kleinere Geräte und eine längere Lebensdauer der Geräte infolge der thermisch weniger belasteten Komponenten.

Integrierter Funktionsgenerator

Der integrierte Funktionsgenerator mit Arbiträrfunktion vereinfacht den Testaufbau und die Brennstoffzellentests, da kein externer Signalgenerator an einen Hochleistungsstromkreis angeschlossen werden muss. Der Funktionsgenerator ermöglicht die einfache Programmierung der ELR-Last mit sinusförmigen Änderungen des DC-Laststroms, mit denen Störeinflüsse zur Messung des Brennstoffzellenwiderstands erzeugt werden. Zudem kann der Generator Rechtecksignale und Rampen erzeugen, die zu Leistungs- und Haltbarkeitstests benötigt werden.

Komplettes Portfolio an Schnittstellen
für den automatisierten Test

Standardmäßig verfügen die Geräte der ELR-Lasten sowie der PSB-Serie über eine USB-, Analog- und Ethernet-Schnittstelle. Darüber hinaus ermöglichen eine Reihe von optionalen Schnittstellen die Steuerung mittels eines PC oder einer programmierbaren Steuerung (SPS). Einige der optionalen Schnittstellen umfassen Ethercat, Profibus, CAN-Bus und ModBus. Mit der CAN-Schnittstelle lassen sich die Geräte an ein KFZ-Steuerungssystem anschließen. In einem mehrfarbigen Touchscreen Display werden alle erforderlichen Werte angezeigt. Zudem ermöglicht die Software Power Control einen schnellen und einfachen Testaufbau ohne jegliche Programmierarbeiten.

Entwicklungspartner
zukunftsweisender Branchen

Von den Vorteilen profitieren Anwender in vielen Branchen. So werden die EA-Geräte in den Bereichen Wind- und Sonnenenergie, Elektrochemie, Prozesstechnologie und der Telekommunikation eingesetzt. Auch in Hochschulen, Universitäten und Forschungszentren sind EA-Geräte vielseitig im Einsatz. Ergebnisse und Erfahrungen aus der jahrzehntelangen Forschungs- und Entwicklungstätigkeit von EA fließen kontinuierlich in neue Lösungen ein. Mit flexibel gestalteten Produktionsprozessen gewährleistet EA schnelle Reaktionszeiten auf wechselnde Kundenanforderungen.