IOモジュールがレサト水素充填ステーションを確保
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H2 が有望なエネルギー源として水素モビリティの市場が成長するにつれて、その提供のためのインフラストラクチャがますます注目されています。 レサト水素技術 と一緒にいる テュルク 水素ステーションの設置場所に革新的なコンセプト「モジュラー」を導入 水素充填ステーション IP67-Atex搭載保証I/Oモジュール 迅速なコミッショニングと高い拡張性。
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投資家は安全性を求めています
企業は水素に投資していますかインフラストラクチャです。、彼らは将来の市場要件に備えたスケーラビリティを非常に重視しています。そのため、オランダのアッセンにある水素充填ステーションのメーカー、ReSato Hydrogen Technology BV は、Turck の IP67 I/O モジュールの分散コンセプトを利用しています。これは、危険区域であっても、安全性を含むすべての信号タイプに対応するモジュラー システムの包括的なソリューションを提供する市場で唯一の製品です。
水素は次のように使われます 将来のエネルギー源 重要な役割を果たす。特にトラックやバスはH2モビリティへの切り替えが進むだろう。水素も長期的には自動車のエネルギー源としての地位を確立しつつあるようだ。 ReSat は、水素充填ステーションでこの傾向の恩恵を受けている企業の XNUMX つです。
同社のイノベーションの核心は、 高圧技術。 ReSat は 90 年代初頭以来、ウォータージェット切断のニッチ市場での地位を確立してきました。エンジニアたちは、2018 年以来、ここで得られたノウハウを水素充填ステーションの開発と建設にも活用しています。同社はすでにヨーロッパ全土で 45 か所以上の水素充填ステーションを製造し、稼働させており、そのうち 9 か所はオランダにあります。
トラックおよび乗用車用の 2 つの圧力レベルを備えた H2 充填ステーション
水素充填ステーションは、次の 2 つの異なる方法で燃料を入手できます。
- について 電解槽、電流を使用して化学反応を引き起こし、水を水素と酸素に分離します。
- 約 水素タンクローリー またはチューブトレーラー。チューブトレーラーからの水素は圧縮され、350 段階で 700 bar まで冷却されます。その後、給油トラック用の緩衝保管庫に保管されます。あるいは、水素は第 700 圧縮段階で XNUMX bar まで圧縮され、別のバッファーに保管されます。水素を予冷することにより、XNUMX バールの燃料ポンプを介して水素自動車にはるかに迅速に水素を充填できます。
したがって、水素充填ステーションは炭素ベースの燃料ステーションよりもはるかに複雑です。水素充填ステーションのシステムは、一連の冷却と圧縮のステップで水素を供給する必要があります。 必要な圧力 持ってくる。より大きい DRUCK ひいては温度の上昇につながります。そのため、水素を何度も冷却する必要があります。
水素には防爆が必要です
水素充填ステーションの複雑さは次の点にあります。 操舵。 ReSat は、温度と圧力に応じて可能な限り最速の燃料補給を可能にする特許取得済みのアルゴリズムを開発しました。 I/O レベルでは、爆発性 H2 が自動化コンセプトに特別な課題をもたらします。水素には防爆コンセプトが必要であり、設置されるコンポーネントには適切な承認が必要です。
さらに、水素充填ステーションは最大の容量を必要とします。 メンテナンス 現場に設定できるスタッフがいないからです。ここでは主に温度と圧力の信号と、制御バルブからのスイッチング信号が処理されます。バルブ、緊急停止ボタン、その他の安全センサーからの安全関連信号もあります。
最初の H2 ガソリン スタンドのバージョンでは、Resator にはまだパッシブ給油システムが搭載されています。 I/Oテクノロジー 有線。センサーとアクチュエーターの信号はバッファーストレージのパッシブディストリビューターに配置され、そこからマルチコア経由で送信されました。ラインズ コントロールにつながりました。この確実に機能するソリューションは、追加のバッファ ストレージを含めてシステムを拡張するとすぐには柔軟性が失われます。
「ユニットを追加するのは電気的に非常に複雑でした。ソフトウェアも完全に再設計する必要がありました。そこで、システム全体をモジュールに分割し、各モジュールを個別に制御できるようにすることにしました」と説明します。 レムコ・ラーゲンダイク, モジュール式ガソリン スタンドのコンセプトの始まりである ReSat の電気および計装エンジニア。
モジュラー設計により柔軟性が向上
ReSat 水素充填ステーションの第 2 世代はモジュール式設計です。 バッファストレージ、冷却ユニットとコンプレッサーを柔軟に追加して組み合わせることができるようになりました。集約を簡単に補足できるようにするには、各集約上のすべての信号を 1 つのグループに含める必要があります。 データライン 収束する。
バッファストレージには、このための I/O ソリューションが必要です 産業用イーサネット プロフィネットの形で。レサトがそれを望んでいた 住宅 機械的労力を節約します。だからこそ開発者はこう考えたのです IP67 I/Oモジュール、耐熱性があり、屋外での使用に適しています。ただし、モジュールは Atex ゾーン 2 の承認も取得しており、ゾーン 1 および 0 からの本質安全信号の接続に適している必要があります。この要件により、自動化エンジニアは汗をかきます。
この分散型コンセプトもサポートする自動化パートナーを探しています 危険区域 をサポートできるように、レサトチームがやって来ました。 ハノーバーメッセ 情報を集めて見つけました。エンジニアたちは展示スタンドで多くの IP67 IO ソリューションを目にしました。
しかしIP67の問題となると、 アテックス承認 多くのプロバイダーは適応する必要がありました。 「タークを除いては。彼らは、Atex ゾーンの IP67 に対応するさまざまなソリューションを提供することができました。 Turck 社はこれに精通しており、対応するコンポーネントをすでに市場に提供していることを理解しました」と Lagendijk 氏は報告します。
コンセプト開発に関する集中的なアドバイス
レサトとタークはそれを持っています 分散型 I/O の概念 バッファストレージ用に開発されました。 「サポートは本当に良かったです。 「彼らは私たちにいくつかの製品を与えて、『それでは頑張ってください』と言うだけではありませんでした。私たちは製品について集中的に話し合い、さまざまな選択肢を検討しました」と説明します。 ニールス・デ・ジョン, 研究開発のエンジニア。 「Turck は正確な情報も提供してくれました ケーブル適切な長さのタイプをお勧めします。レサトは、水素充填ステーションの分野で世界的な技術リーダーになることを目指しています。このためにはタークのようなパートナーが必要です。」
I/O コンセプトは、本質安全なものを含め、完全に分散化されるように設計されました。 センサーAtex ゾーン 0 および 1 からの信号。Turck は IMC ファミリを使用して特別な機能を備えています。 インタフェース-ビルディングブロック ポートフォリオではIP67に準拠しています。これらは、I/O デバイスと Ex センサーまたはアクチュエーターの間に接続されます。回路を安全に分離し、信号電流を変換します。安全関連の信号も、Profisafe プロトコルを介して安全コントローラと通信する IP67 I/O モジュール TBPN に分散して分配されます。
モジュール化によりオフラインテストが容易になり、試運転が短縮されます
「私たちが Turck ソリューションを選択した利点の 1 つは、可能性です。 オフラインテストレムクー・ラゲンダイクは言う。 「以前は本番環境でテストし、その後すべてを解体し、顧客のサイトですべてを再配線する必要がありました。その後、当然のことながら、すべての入力と出力が正しく接続されているかどうかを再度テストする必要がありました。今日、私たちはシステムをテストし、全員が プラグ リモート I/O モジュールに接続されます。その後、電源ケーブルとデータ ケーブルを顧客に接続するだけで済みます。これにより、電気工事の試運転時間が数日間節約され、より少ない電気技術者で作業できるようになります。」
彼はこの利点を強調します モジュラーコンセプト: 「試運転は非常に重要な段階です。ここでエラーが発生した場合、通常、その修正には運用環境よりもはるかに長い時間がかかります。なぜなら、私たち自身の生産では、すべての専門家、適切なツール、必要なスペアパーツがすぐに手元にありますが、顧客の現場にはありません。」
一貫したモジュール性による最適なスケーラビリティ
レサトはモジュラーコンセプトを最後まで考え抜き、制御ソフトウェアもモジュラー方式でセットアップしました。制御ソフトウェアにはモジュールがあります 拡張可能コード全体を書き直す必要はありません。 「それはほとんどコピーアンドペーストのようなものです」とラゲンダイク氏は言います。
モジュラーコンセプトに基づいて、Reato の水素充填ステーションはセットアップが非常に簡単です 規模。 「お客様がストレージを拡張したいと考えており、より多くのバッファ ストレージが必要な場合でも、私たちにとっては問題ありません。特に電気工学側と制御側からすると、非常に簡単です」と Niels de Jong 氏は付け加えます。
シリーズ生産は次のレベルへ
H2 充填ステーションの需要は増加し続けています。したがって、レサトは、生産がプロジェクト組織から段階的に移管されることを期待しています。 量産 変更可能。同社は、モジュール式 H2 ガソリン スタンドのコンセプトとモジュール式 I/O アーキテクチャによってこれに備えています。なぜなら、このコンセプトでいつでも連続生産に参入できるからです。バッファストレージやコンプレッサーなどの個々のモジュールは在庫で事前に生産し、顧客の特定のニーズに合わせて組み合わせることができます。これらの規模の経済により、水素充填ステーションのコストと市場投入までの時間が短縮されます。
Häufiggestellte Fragen
現在ドイツには水素充填所が何カ所ありますか?
ドイツでは現在、 公共水素充填所 80ヶ所、H2 Mobility Germany によって運営されています。これらのステーションでは、乗用車や小型商用車、廃棄物収集車などの 700 バールの燃料電池車両を供給しています。さらに、さらに 350 つの給油所が計画、建設、または稼働開始されています。バスやトラック用の水素ステーションが 24 か所あり、18 バールで燃料が供給されます。さらに 350 の XNUMX バールの給油オプションが現在実装されています。
ドイツの水素充填ステーションの可用性と場所に関する現在の詳細情報については、H2.Live プラットフォームでリアルタイム データと、ドイツおよびヨーロッパのすべての公共水素充填ステーションの概要が提供されます。
なぜ水素充填所がこんなに少ないのでしょうか？
水素充填ステーションの数が限られている主な理由は、 多額の投資コストと運用コスト 複雑な技術要件も同様です。高密度で包括的なネットワークを構築するには、高圧下での水素の生産、貯蔵、配送などのインフラストラクチャへの多額の先行投資が必要です。
加えて 技術的な課題水素供給の安全性と効率性の確保などの重要な課題を過小評価すべきではありません。従来の燃料や電気自動車に比べて水素自動車の需要がまだ低いため、投資家は将来の市場の発展や顧客の人気について明確なアイデアがなければ、このような資本集約的で技術的に要求の高いネットワークへの投資を躊躇しています。全国の水素充填ステーションネットワークの拡大が遅れているのはそのためだ。
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Klaus Albers は、Mülheim an der Ruhr の Hans Turck GmbH + Co. KG のマーケティング サービス + 広報責任者です。