Dezentrales I/O-System für EX-Bereiche an H2-Tankstellen

In den modularen Wasserstofftankstellen von Resato Hydrogen Technology garantieren Turcks IP67-ATEX-I/O-Module die Skalierbarkeit und schnelle Inbetriebnahmen

Unternehmen, die heute in Wasserstoffinfrastruktur investieren, legen viel Wert auf die Skalierbarkeit eines Systems, um flexibel auch auf künftige Anforderungen der Märkte reagieren zu können. Genau deshalb setzt der niederländische Wasserstofftankstellen-Hersteller Resato Hydrogen Technology B.V. auf das dezentrale IP67-I/O-Modul-Konzept von Turck. Es ist das einzige am Markt, das eine umfassende Lösung für modulare Anlagen auch im Ex-Bereich bietet – und zwar für alle Signaltypen inklusive Safety.

Wenn diese H2-Tankstelle erweitert werden soll, können weitere Pufferspeicher einfach ergänzt werden
Die Pufferspeicher halten den Wasserstoff zur Betankung mit 350 Bar (LKW) oder 700 Bar (PKW) bereit
Mit den Edelstahl-Schutzgehäusen TB-SG sind fast alle TBEN-I/O-Module von Turck in ATEX-Zone 2 zugelassen
IMC-Interface-Geräte in IP67 lassen sich auch Ex-Sensoren sicher an die I/O-Module in Zone 2 anschließen
„Turck konnte uns unterschiedliche Lösungen für IP67 in ATEX-Zonen anbieten.'' Remco Lagendijk
„Der Support war wirklich gut.'' Niels de Jong

Wasserstoff wird als Energieträger in Zukunft eine wichtige Rolle spielen. Insbesondere Busse und LKW werden zunehmend mit diesem Treibstoff fahren. Eine der Firmen, die von diesem Trend mit Ihren Wasserstofftankstellen profitieren, ist Resato Hydrogen Technology B.V. aus Assen in den Niederlanden. Der Innovationskern des Unternehmens liegt in der Hochdrucktechnik.

Zwei Druckstufen für LKW und PKW

Der Wasserstoff aus einem Tube Trailer wird in drei Stufen auf 350 Bar komprimiert und heruntergekühlt. Im Anschluss wird er in Pufferspeichern zum Betanken von LKW vorgehalten oder in einer vierten Verdichtungsstufe auf 700 Bar verdichtet und in einem separaten Puffer gespeichert. Durch die Vorkühlung des Wasserstoffs können PKWs über die 700-Bar-Zapfsäulen deutlich schneller betankt werden.

Eine Wasserstofftankstelle ist daher viel komplexer als eine Tankstelle für kohlenstoffbasierte Kraftstoffe. Das System muss den Wasserstoff in einer Reihe von Kühl- und Kompressionsschritten auf den notwendigen Druck bringen.

Wasserstoff erfordert Explosionsschutzkonzept

Resato entwickelte einen patentierten Algorithmus, der abhängig von Temperatur und Druck die schnellstmögliche Betankung realisiert. Auf der I/O-Ebene stellt der explosive Wasserstoff eine besondere Herausforderung an das Automatisierungskonzept. Er erfordert ein Explosionsschutzkonzept und Produkte mit entsprechenden Zulassungen. Die zu verarbeitenden Signale sind hauptsächlich Temperatur- und Drucksignale sowie Schaltsignale von Stellventilen. Dazu kommen noch sicherheitsgerichtete Signale von Ventilen, Not-Aus-Tastern und anderen Sicherheitssensoren.

Modularisierung für mehr Flexibilität

Damit die Aggregate einfacher zu ergänzen sind, müssen auf jedem Aggregat alle Signale in einer Datenleitung zusammenlaufen. Die Pufferspeicher benötigen daher eine I/O-Lösung mit Industrial Ethernet, genauer gesagt Profinet. Da Resato sich Schutzgehäuse und den mechanischen Aufwand sparen wollte, suchten die Experten nach I/O-Modulen in Schutzart IP67, die temperaturbeständig und geeignet zum Einsatz im Freien sind. Die Module sollten allerdings gleichzeitig über eine Zulassung für ATEX-Zone 2 verfügen und auch zum Anschluss von eigensicheren Signalen aus Zone 1 und 0 geeignet sein.

Intensive Beratung bei der Konzeptentwicklung

In der Folge erarbeitete Resato gemeinsam mit den Turck-Experten ein dezentrales I/O-Konzept für seine Pufferspeicher. „Der Support war wirklich gut. Man hat uns nicht ein paar Produkte hingelegt und gesagt ‚Viel Glück damit’, sondern wir haben uns intensiv über die Produkte ausgetauscht und unterschiedliche Möglichkeiten durchgedacht. Turck hat uns sogar die exakten Kabeltypen mit den passenden Längen empfohlen“, erklärt Niels de Jong, Ingenieur für Forschung und Entwicklung. „Resato hat den Anspruch, weltweit Technologieführer im Bereich der Wasserstofftankstellen zu sein. Dafür brauchen wir Partner wie Turck.“

Das I/O-Konzept wurde komplett dezentral realisiert – inklusive der eigensicheren Sensorsignale aus ATEX-Zone 0 und 1. Mit den Geräten der IMC-Familie bietet Turck spezielle Interfacebausteine in IP67 an.

Konsequent modular – optimal skalierbar

Resato hat das modulare Konzept zu Ende gedacht. Remco Lagendijk und seine Kollegen von der Software-Entwicklung haben auch die Steuerungssoftware modular aufgesetzt. Dank des konsequent modularen Konzepts sind die Wasserstoff-Tankstellen von Resato heute denkbar leicht zu skalieren

Nächste Station: Serienfertigung

Das Konzept ermöglicht jederzeit den Einstieg in eine Serienproduktion. Die einzelnen Module wie Verdichter oder Pufferspeicher können auf Lager vorproduziert und dann kundenspezifisch zusammengestellt werden. Diese Skaleneffekte werden auch Kosten und Time-To-Market der Wasserstofftankstellen senken.

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