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Wasserstoffcontainer

Mitte 2022 trat unser Partnerunternehmen UMSTRO GmbH, das auf nachhaltige CO2 freie Stromerzeugung  mit modernsten Wasserstofflösungen spezialisiert ist, an uns heran, um ein Wasserstofflabor in einem Container für die Technische Hochschule Ost-Westfalen-Lippe (Artikel) zu entwickeln.
Ziel des Projektes war es, das Wasserstofflabor selbst mit erneuerbarer Energie zu betreiben (mit PV- und Windkraftanlage) und auch regenerativ erzeugten Wasserstoff für eine Methanisierungsanlage zur Verfügung zu haben.

Unser Umfang in diesem Projekt war der Aufbau des Containers mit einem Laborraum und einem abgetrennten Anschlussraum mit den Batteriewechselrichtern (3-phasiges System insel- und notstromfähig) einer aktiv gebalancten Lithium-Eisen-Phosphat Batterie (LiFePO4), der gesamten elektrischen Installation sowie dem Aufbau der Energiezelle, bestehend aus eine 8kW Brennstoffzelle und zwei 2,5 kW Elektrolyseuren.

Auch die auf dem Dach installierte Photovoltaikanlage wurde von uns errichtet.

Im Anschlußraum befindet sich auch der Wechselrichter der Windkraftanlage die ebenfalls in das System eingebunden wurde.

Die von der Photovoltaik und dem Windrad erzeugte Energie wird zunächst für die Stromversorgung der Laboreinrichtungen verwendet. Überschußenergie wird dann in der Batterie als Kurzzeitspeicher gespeichert. Vorteil der Batterie ist eine sehr schnelle Reaktionszeit, um Energie in größerem Umfang zur Verfügung zu stellen.

Weitere Überschußenergie wird dann für die Erzeugung von Wasserstoff über die beiden Elektrolyseure verwendet. Der Wasserstoff wird in einem Flaschenbündel als Langzeitspeicher mit geringen Verlusten gespeichert. Wenn Energie im Labor benötigt wird, die durch PV oder Windrad nicht zur Verfügung gestellt werden kann, springt die 8kW Brennstoffzelle an und verstromt den Wasserstoff aus dem Flaschenbündel. 

Der produzierte Wasserstoff wird aber nicht nur zur Eigenversorgung verwendet, sondern auch zur Herstellung von Methan in einem zweiten Container, den man im Hintergrund erkennen kann. Die Methanisierung findet über Bakterienkulturen in einem Bioreaktor statt. Somit erhält man CO2 neutral produziertes Methan das man z.B. ins Gasnetz einspeisen könnte, oder auch für gasbetriebene Fahrzeuge nutzen kann.

Zahlen und Fakten zum Wasserstoffcontainer

20″ Seecontainer mit Aussparungen für Kühlsystem und Klimaanlage
1x 8kW PEM-Brennstoffzelle
2x 2,5 kW Elektrolyseure
1x 11,2 kWh aktiv gebalancte Lithium-Eisen-Phosphat Batterie
3-phasige-Stromversorgung mit max. 12 kW (5 kVA je Phase)
DC/DC-Laderegler für 7 kWp Photovoltaik direkt an die Batterie angeschlossen (schwarzstartfähig)
5 kW Windrad mit Wechselrichter
Integriertes Sicherheitssystem zur Erkennung von Wasserstoff im Container und in der Energiezelle
Flaschenbündel mit 12 Hochdruckflaschen als Langzeitspeicher
Integrierte Wasseraufbereitungsanlage