Ex-Gehäuse schützen die Wasserstoff-Infrastruktur
Energiewende sicher gestalten
Grüner Wasserstoff spielt eine zentrale Rolle beim Aufbau einer CO2-neutralen Industrie. Für den sicheren Betrieb der Steuerelektronik an Elektrolyseuren und Pipelines sind allerdings besondere Vorkehrungen nötig. Rose Systemtechnik stattet Wasserstoff-Anlagen weltweit mit explosionsgeschützten Gehäusen aus.
Bild: Rose Systemtechnik GmbHNeben der chemischen und petrochemischen beliefert Rose auch die Öl- und Gas-Industrie mit Ex-zertifizierten Gehäusesystemen. Die dortigen Anforderungen an den Explosionsschutz gleichen denen, die auch an Komponenten für den Einsatz an Wasserstoff-Anlagen gestellt werden. Alle Ex-zertifizierten Gehäuse von Rose entsprechen den Vorgaben der Atex- und der IECEx-Richtlinie für die Ex-Zonen 1 und 2 im Gas-Explosionsschutz und für die Zonen 21 und 22 im Staub-Explosionsschutz. Darüber hinaus sind die Ex-Gehäuse z.B. für die Verwendung in Großbritannien (UKCA), Brasilien (Inmetro), Südafrika (Explolabs) und China (CCC) zugelassen. Kunden können zwischen explosionsgeschützten Gehäusesystemen aus Aluminium, Polyester und Edelstahl wählen. Je nach Anwendung und Einsatzgebiet sind die Gehäuse zudem mit unterschiedlichen Schutzkonzepten (Zündschutzarten) erhältlich. Das Spektrum reicht von eigensicheren Ausführungen (Ex i) bis hin zu den druckgekapselten Varianten der Serien EJB, IJB, GUB und TBE.
Alles beginnt mit klimaneutralem Strom
Die Wasserstoff-Infrastruktur besteht aber bei weitem nicht nur aus Bereichen, in denen explosionsgeschützte Gehäuse vorgeschrieben sind. Im Fall von grünem Wasserstoff beginnt die Prozesskette bereits bei der Erzeugung des für die Elektrolyse erforderlichen Stroms mittels Wind, Wasserkraft oder Sonnenlicht. Sowohl Hersteller von Windenergie- als auch von Photovoltaik-Anlagen verwenden zum Schutz ihrer Steuerungselektronik robuste Gehäuse von Rose. Auch die Elektronik des Windmessers, des Pitch-Systems, der Bremsanlage sowie verschiedenster Sensoren wird von Gehäusen aus Porta Westfalica vor Witterungseinflüssen geschützt. Meist sind es Aluminiumgehäuse, da sie dank der hochwertigen Aluminium-Gusslegierung AC-AlSi 12 (Fe) sehr robust sind und auch ohne weitere Beschichtung starken korrosiven Belastungen widerstehen.
An vielen PV-Anlagen halten ebenfalls Aluminiumgehäuse Wind und Feuchtigkeit vom Steuerungssystem der Nachführeinheit fern. Die Aluform-Gehäuse wurden speziell für den einfachen Einbau von Platinen und Leiterplatten entwickelt und eignen sich daher besonders für Anwendungen in der Mess- und Regeltechnik.
Bild: Rose Systemtechnik GmbHRegeltechnik an Elektrolyseuren muss sicher sein
Nach der Stromerzeugung ist die Elektrolyse der nächste Schritt im Herstellungsprozess von grünem Wasserstoff. Im sogenannten Elektrolyseur wird Wasser mithilfe von Strom in Wasserstoff- und Sauerstoffmoleküle aufgespalten. Für den reibungslosen Betrieb der Anlagen sorgen u.a. Pumpen, die das Wasser in die Elektrolysezelle befördern, Wasseraufbereitungssysteme, Gasreiniger, Transformatoren und Gleichrichter. Aber auch Gaskühler, Gasverdichter und Sensoren sind Bestandteile von Elektrolyseuren.
Die erforderliche Regelungstechnik muss vor Umgebungseinflüssen geschützt werden. Herkömmliche Industriegehäuse sind dafür nicht geeignet, da Wasserstoff leicht entzündlich ist und die Gehäuse nicht den ausreichenden Schutz vor z.B. Funkenschlag bieten. Wie reaktionsfreudig Wasserstoff ist, wird an zwei Zahlen deutlich: So liegt die untere Explosionsgrenze (UEG) von Wasserstoff bei einer Konzentration von lediglich 4Vol.% in einem Luft/Gas-Gemisch und die Mindestzündenergie beträgt nur 0,02mJ.
Wasserstoff ist extrem reaktionsfreudig
Wasserstoff gehört aufgrund der genannten Eigenschaften zur Explosionsgruppe IIC - hierzu zählen explosionsfähige Gemische, die eine Zündenergie von <0,05mJ benötigen. Gehäuse für elektrische und elektronische Komponenten an Elektrolyseuren, Pipelines oder Kavernen müssen deshalb für den Einsatz in Umgebungen mit explosionsfähigen Gasen der Kategorie IIC geeignet sein. Alle Ex-Gehäuse von Rose erfüllen diese Anforderungen und sind in unterschiedlichen Zündschutzarten erhältlich. Die Ausführungen der Zündschutzarten Ex e und Ex i verhindern beispielsweise, dass Funkenschlag aus dem Gehäuse in die Umgebungsatmosphäre gelangt.
Druckfeste Kapselung hält Explosion im Gehäuse
Noch robuster sind die Exd-Gehäuse: Sie verfügen über eine Druckkapselung, die dafür sorgt, dass sich eine Explosion im Gehäuseinnern nicht nach außen ausbreiten kann. Darüber hinaus werden Funken, Flammen und heiße Gase durch einen Zündschutzspalt so weit abgekühlt, dass sie eine möglicherweise explosionsfähige Atmosphäre in der Umgebung nicht mehr entzünden können. Da die Gehäuse bereits einen sehr hohen Explosionsschutz bieten, ist in ihrem Inneren die Verwendung ganz normaler Bauteile ohne Ex-Zertifizierung erlaubt.
Rose übernimmt auf Wunsch auch die Gehäusebestückung mit kundenspezifischen Komponenten wie z.B. Schaltern, Tastern, Klemmen oder Kabelverschraubungen. Neben Konfektionierung und Sourcing bietet das Unternehmen zudem die mechanische Bearbeitung sowie die Oberflächenveredelung der Gehäuse an. Möchten Kunden Gehäuse oder Komponenten selbst zertifizieren lassen, werden diese ebenfalls unterstützt.
Grüner Wasserstoff spielt eine zentrale Rolle beim Aufbau einer CO2-neutralen Industrie. Für den sicheren Betrieb der Steuerelektronik an Elektrolyseuren und Pipelines sind allerdings besondere Vorkehrungen nötig. Rose Systemtechnik stattet Wasserstoff-Anlagen weltweit mit explosionsgeschützten Gehäusen aus.
Bild: Rose Systemtechnik GmbHNeben der chemischen und petrochemischen beliefert Rose auch die Öl- und Gas-Industrie mit Ex-zertifizierten Gehäusesystemen. Die dortigen Anforderungen an den Explosionsschutz gleichen denen, die auch an Komponenten für den Einsatz an Wasserstoff-Anlagen gestellt werden. Alle Ex-zertifizierten Gehäuse von Rose entsprechen den Vorgaben der Atex- und der IECEx-Richtlinie für die Ex-Zonen 1 und 2 im Gas-Explosionsschutz und für die Zonen 21 und 22 im Staub-Explosionsschutz. Darüber hinaus sind die Ex-Gehäuse z.B. für die Verwendung in Großbritannien (UKCA), Brasilien (Inmetro), Südafrika (Explolabs) und China (CCC) zugelassen. Kunden können zwischen explosionsgeschützten Gehäusesystemen aus Aluminium, Polyester und Edelstahl wählen. Je nach Anwendung und Einsatzgebiet sind die Gehäuse zudem mit unterschiedlichen Schutzkonzepten (Zündschutzarten) erhältlich. Das Spektrum reicht von eigensicheren Ausführungen (Ex i) bis hin zu den druckgekapselten Varianten der Serien EJB, IJB, GUB und TBE.
Rose Systemtechnik GmbH
Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 1 (Februar) 2024 - 09.02.24.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
