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Single Cell Voltage Monitoring für Elektrolyseure - HydraSafe

Effizienz, Stabilität und Sicherheit von Wasserstoff-Elektrolyse sichtbar machen - mit unserem neuen, modularen System zur Überwachung jeder einzelnen Zelle in einem Elektrolyseur


Diese Kunden haben die Feuchtemessung mit dem HUMY 301 automatisiert:

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Die Überwachung der Zellspannungen eines Elektrolyseurs ist ein etabliertes Verfahren, um einen Einblick in die Effizienz, Stabilität und Sicherheit des Elektrolyseprozesses zu erhalten. So können zahlreiche Fehler und Alterungserscheinungen erkannt werden, z.B. Membrandegradation und -defekte, Zellleckagen, unzureichende Elektrolytzufuhr, der Verlust der Elektrodenbeschichtung und andere Ereignisse. Die rechtzeitige Detektion ist Voraussetzung, um die Prozessparameter anzupassen, Wartungsarbeiten zu veranlassen oder im schlimmsten Fall Unfälle zu vermeiden
Design ohne Titel(6)
Spannungsmessung

Das System misst die Spannung jeder einzelnen Zelle innerhalb des Elektrolyseurs.Dies ermöglicht die Überwachung der Leistung und des Zustands jeder Zelle

Datenaufzeichnung
Datenaufzeichnung

Erfasst und speichert kontinuierlich die Spannungsdaten. Diese Daten können für die Analyse und Diagnose verwendet werden, um die Leistung des Elektrolyseurs zu optimieren und Wartungsentscheidungen zu treffen

alarm und warnung
Sicherheit und Alarme

Integriert Sicherheits-Funktionen, erkennt Anomalien und sendet Warnungen und Alarme. Dies ermöglicht die frühzeitige Erkennung von Problemen und Sicherheitsrisiken.

datenvisualisierung
Datenvisualisierung

Überträgt die gesammelten Daten an eine zentrale Auswerteeinheit, die die Daten analysiert und visualisiert. Neben der MÜTEC Analyse-Software stehen die Daten über Standard-Protokolle zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung

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CORE

Das CORE-Modul bietet eine präzise Spannungsmessung für bis zu 16 Zellen und ist dank seiner kompakten Bauweise einfach zu installieren. Für die Zellkontaktierung stehen verschiedene Verbindungstechnologien zur Verfügung.

 

Es sind zwei Versionen des CORE erhältlich: eine Standardversion und eine SIL2-zertifizierte Version. Die COREs sind standardisiert, müssen nicht kalibriert werden und können werkzeugfrei in eine Fassung eingeklickt oder wieder ausgetauscht werden.

OBSERVER

Die Spannungswerte aller Zellen werden im OBSERVER gesammelt. Er ist das Gehirn des HydraSafe-Systems und die Schnittstelle zu einer externen SPS und zu MÜTECs Analysesoftware. Pro Gerät können 512 Zellen überwacht werden.

Es sind zwei Versionen des OBSERVER erhältlich: eine Standardversion und eine SIL2-zertifizierte Version.

Die Daten stehen über Standard-Protokolle zur Verfügung, z.B. ProfiNet, ProfiSafe, OPC UA und Modbus TCP. Bei Bedarf kann er für andere Protokolle angepasst werden. Ein Modbus TCP Server und ein OPCUA Server sind bereits im Lieferumfang des OBSERVER enthalten. Vier Alarmausgänge ermöglichen ein flexibles Setup

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Gate-V2

GATE

Das HydraSafe-System ist in der Lage, Zellspannungen mit bis zu 10 Messwerten pro Sekunde zu messen. Multipliziert mit Hunderten von Zellen ergibt dies eine sehr große Datenmenge, die Minute für Minute verarbeitet werden muss. Eine sehr schnelle Datenübertragung ist daher für die Performance des Systems von entscheidender Bedeutung. HydraSafe verwendet dafür Kabel der Kategorie Cat5E und höher. Strecken von bis zu 2 Kilometern können mit schnellen Lichtwellenleitern überbrückt werden. Die Umwandlung des Signals von Fast Ethernet auf Lichtwellenleiter erfolgt im GATE-Modul.
Topo-Video
Schematische Zeichnung eines HydraSafe-Systems. Bis zu 16 Zellen können mit einem CORE verbunden werden, mehrere COREswerden auf einer BASE installiert. Das GATE dient der Umwandlung von Fast Ethernet in Glasfaser. Ein OBSERVER sammelt undanalysiert die Daten
Base-Varianten

BASE

Die BASE-Module ermöglichen es, die COREs einfach zu montieren, verbinden diese automatisch in der richtigen Reihenfolge und können so die Arbeiten beim Aufbau des Systems deutlich beschleunigen.

Sie sind in drei Versionen erhältlich: als BASE-Rail, als BASE-Box für z.B. 16 oder 32 Zellen.

Bei Bedarf können die BASEs mit integrierten Sicherungen oder vorkonfektionierten Kabelbäumen geliefert werden, so dass sich der Montageaufwand vor Ort
weiter reduziert. Alle BASE-Module können mit wenigen Handgriffen zu beliebig langen Systemen kombiniert werden.

Es wurde viel Wert darauf gelegt, die Montage des Elektrolyseurs zu beschleunigen. Die Vormontage in unserem Werk ermöglicht einen schnellen Aufbau vor Ort. Auch wurde darauf geachtet, dass genügend Platz für den Anschluss der Kabel vorhanden ist und immer die gleichen kurzen Kabelbäume verwendet werden. Das HydraSafe-System kann leicht erweitert werden, indem mehrere BASEs miteinander verbunden werden. So ist es für alle Elektrolyseurgrößen geeignet

BASE-RAIL+Core
BASE-Rail mit CORE-Modulen: Eine BASE kann mit wenigen Handgriffen mit der nächsten verbunden werden, dafür sind die 24V-Versorgung und die Signalleitung als Daisy-Chain aufgebaut. Es gibt genügend Platz, um die Zellkabel zu montieren. Optional könnenSicherungen in die BASE integriert werden, dies reduziert den Platzbedarf der Steuerung und spart Kosten und Zeit.

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Verbesserter Betrieb des Elektrolyseurs mit HydraSafe

HydraSafe ermöglicht es, Fehler und kritische Ereignisse in der Elektrolyse rechtzeitig zu erkennen und den Elektrolyseur effizient und sicher zu betreiben:

  •  Das System legt für jede Zelle einen Bereich akzeptabler Spannung fest – dies ist zu jedem Zeitpunkt und in allen Betriebszuständen möglich (Inbetriebnahme, Normalbetrieb usw.).
  • Wenn die Spannung einer einzelnen Zelle einen Schwellwert unter- oder überschreitet, wird ein Alarm ausgelöst oder der Elektrolyseur heruntergefahren.
  • Das Überwachungssystem erkennt anhand der Zellspannung zahlreiche Ereignisse, die an einem Elektrolyseur auftreten können, z. B. Löcher in der Membran, undichte Zellen, eine unzureichende Elektrolytzufuhr, Beschädigungen der Anoden- oder Kathodenbeschichtung, einen Ausfall der Elektrolytkonzentrationsregelung, Kurzschlüsse etc.
  • HydraSafe schützt den Elektrolyseur vor Folgeschäden durch Fehlfunktionen, z.B. bei unzureichender Elektrolytzufuhr, defekter Temperaturregelung
  • Das System liefert wertvolle Informationen für Leistungsanalysen und ermöglicht es, den Elektrolyseur jederzeit optimal einzustellen
  • Mit HydraSafe ist es möglich, eine vorausschauende Wartungsstrategie umsetzen, es liefert z.B. wertvolle Erkentnisse für einen präventiven Membrantausch

Ihr Nutzen durch eine Zellspannungsüberwachung

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