Für Orte, an denen eine gesicherte Stromversorgung unerlässlich ist (Krankenhäuser, Wasserversorgung, Feuerwehr, kritische Infrastrukturen), sowie für Orte, die auf mobil erzeugte Elektrizität angewiesen sind (entlegene Forschungseinrichtungen, Veranstaltungsorte, Katastrophengebiete oder ländliche Gebiete), gibt es mobile Notstromaggregate beziehungsweise fest installierte Netzersatzanlagen. Diese werden meist mit Benzin oder Diesel betrieben. Im Zuge der Dekarbonisierung sind aber alternative Technologien gefragt, die auf fossile Energieträger verzichten. Brennstoffzellen, die aus Wasserstoff elektrische Energie gewinnen, spielen hier eine wichtige Rolle. Das Leipziger Unternehmen BSZ netz setzt auf umweltfreundliche Wasserstoffnutzung für die redundante Stromversorgung und nutzt HT-PEM-Brennstoffzellen, die mit Methanol betrieben werden.

Flüssiges Methanol statt gasförmigem Wasserstoff

Die Netzersatzanlagen mit Brennstoffzellentechnologie von BSZ netz passen den Energieverbrauch lastabhängig an und benötigen aufgrund weniger beweglicher Teile weniger Wartung, was sie zu einer umweltfreundlichen Lösung für Notstromversorgungen macht. Für den Betrieb der Brennstoffzellen setzt das Unternehmen auf ein Methanol-Wassergemisch als Energieträger, was aus Sicht von BSZ netz im täglichen Betrieb deutliche Vorteile gegenüber reinen Wasserstoffanlagen bietet. So hat Methanol eine gute weltweite Verfügbarkeit und ist aufgrund seines flüssigen Aggregatzustands sicherer und einfacher in der Handhabung und Logistik als gasförmiger Wasserstoff.

Das Methanol-Wassergemisch beziehen die Brennstoffzellen aus einem Tank, dessen Füllstand für unterbrechungsfreien, sicheren Betrieb permanent überwacht wird. Diese Überwachung übernehmen ‚UR12‘-Ultraschallsensoren von Baumer mit ‚NexSonic‘-Technologie. Hinter dieser Technologie steckt ein Sensordesign, das smarte Filter-Funktionen via IO-Link, variable Schallkeulen sowie die Kombination aus einem Blindbereich von nur 15 mm und großer Reichweite bietet. Bei dem M12-Ultraschallsensor ist dank hochintegrierter Sensor-Elektronik das Rundgehäuse nur 50 mm lang, seine Ansprechzeit beträgt bis zu 16 ms.

Holger Thissen ist PR Manager bei Baumer in Frauenfeld (Schweiz).

Während der Entwicklung hat BSZ netz mit verschiedenen Sensorherstellern gearbeitet, wobei aber immer wieder Probleme auftraten: Entweder kamen die Sensoren nicht mit dem Methanolmix zurecht und lieferten kein stabiles Signal bei der Füllstandsmessung mittels Ultraschall, oder es waren Kompromisse bezüglich des Messbereichs nötig. Bei den Baumer-Ultraschallsensoren entstanden diese Probleme nicht.

Für Tests und die spätere Einrichtung vor Ort waren nur drei Dinge nötig: die Sensoren, ein Laptop mit der ‚Sensor Suite‘ und der ‚USB-C IO-Link Master‘ von Baumer. Auf dem Bildschirm ließ sich nach ein paar Handgriffen in Echtzeit sehen, wie genau die angeschlossenen Sensoren den Füllstand messen. Weitere Sensoren von Baumer überwachen die sichere Aufbewahrung des Methanolgemisches: Die kapazitiven Sensoren ‚CFAK‘, die als Leckage-Überwachung in einer Wanne unterhalb des Methanolbehälters installiert sind.