Zuverlässiger netzferner Strom für Kriseneinsätze

Björn Ledergerber

SFC Energy

Herkömmliche Stromquellen sind oft unzuverlässig oder bieten nur kurze Autarkiezeiten. Im Krisenfall ist eine schnelle, zuverlässige Stromversorgung jedoch von entscheidender Bedeutung für die Handlungsfähigkeit und den Erfolg der Teams im Einsatz. Auch fernab vom Netz müssen Kommunikations-, Notfall- und Beleuchtungssysteme verlässlich funktionieren. Mit Batterien allein ist diese Stromsicherheit nicht umsetzbar: Sie enthalten nur begrenzte Energiemengen und müssen häufig gewechselt bzw. aufgeladen werden – ein Zeit- und Logistikaufwand, der im Katastrophenfall behindert. Generatoren produzieren hohe Lärm- und Abgasemissionen und müssen häufig gewartet werden. Solaranlagen können über das ganze Jahr verteilt keine zuverlässige Stromversorgung garantieren.

Die Technologie: Direkt-Methanol-­Brennstoffzellen

Die Lösung für leise, umweltfreundliche Stromautarkie an Standorten ohne Netzanschluss sind Direkt-Methanol-Brennstoffzellen. Sie sind die idealen Stromerzeuger um alle Anforderungen für stationäre und mobile Anwendungen zu erfüllen. EFOY Pro Brennstoffzellen, die industrielle Brennstoffzellenlinie von SFC Energy, wurden speziell für die Anforderungen professioneller Nutzer entwickelt.

Brennstoffzellen wandeln chemische Energie ohne Zwischenschritte und ohne große Wirkungsgradverluste in elektrische Energie um. Dies macht sie zu einem besonders effizienten Stromerzeuger. Sie produzieren den Strom direkt aus dem Betriebsstoff in der Tankpatrone (Methanol) und stellen mit ihrer kompakten Bauweise viel Energie auf kleinstem Raum zu Verfügung. Im Betrieb entstehen ausschließlich kleine Mengen von Kohlendioxid und Wasser. Dank des umweltfreundlichen Stromerzeugungsprozesses können Direkt-Methanol-Brennstoffzellen auch in Naturschutzgebieten sowie in Fahrzeugen und Räumen verwendet werden. Ebenso eignen sie sich aufgrund ihres vibrationsarmen und leisen Betriebs ohne Wärmeentwicklung für den Einsatz in verdeckten Ermittlungen.

Der Brennstoff Methanol wird in eigens dafür entwickelte Tankpatronen abgefüllt. Je nach Bedarf sind die Tankpatronen in den Größen 10, 28 und 60 Liter erhältlich. Ihre Konstruktion gewährleistet, dass der Anwender zu keinem Zeitpunkt in Kontakt mit dem Inhalt kommen kann. Für den zuverlässigen Betrieb der Brennstoffzellen wird hochreines und sauberes Methanol verwendet. Um höchste Qualitätsstandards zu gewährleisten, wird jede Abfüllung durch das SFC Qualitätsmanagement überwacht. Durch die hohe Energiedichte des Methanols bieten die Tank­patronen viel Energie auf kleinstem Raum. Eine 10 Liter Tank­patrone verfügt über eine Kapazität von 11,1 kWh Energie bei einem Gewicht von nur 8,4 kg. Um dieselbe Energiemenge bereit zu stellen, werden ca. 280 kg Blei-Gel-Batterien benötigt.

Hybrider Einsatz mit Batterien und ­Solarsystemen

Brennstoffzellen sind nicht als Ersatz für Batterien gedacht, sondern als Ergänzung. Batterien haben viele Vorteile, aber auch Nachteile, welche sich hervorragend durch die Brennstoffzellentechnologie kompensieren lassen. Batterien haben eine sehr begrenzte Autonomie. Egal ob im Fahrzeug, am Einsatzort oder in einem Schaltschrank, wenn eine Anwendung nur von Batterien versorgt wird, sind häufige Batteriewechsel und somit die Kosten, um die Anwendung am Laufen zu halten, extrem hoch. Brennstoffzellen werden direkt an die Verbraucherbatterie angeschlossen und überwachen deren Ladezustand kontinuierlich. 

Abhängig vom Stromverbrauch schaltet sich die Brennstoffzelle vollautomatisch ein, lädt die Batterie auf und das wetterunabhängig, umweltfreundlich, leise, wartungsfrei und ohne Nutzer­eingriff. Damit lassen sich Tiefentladungen der Batterien vermeiden, die Autarkie um ein Vielfaches steigern sowie Ausfallzeiten und Serviceintervalle minimieren und somit die Kosten entscheidend reduzieren. Zur Aufrechterhaltung der Stromversorgung mit Batterien müssen teure Primärbatterien beschafft oder Sekundärbatterien mit entsprechendem Aufwand nachgeladen werden. Dies führt neben Material-, Logistik- und Entsorgungskosten zu zusätzlichen Kosten für Ladegeräte, Generatoren, Treibstoff und weiteres Zubehör.

Zuverlässiger netzferner Strom für Kriseneinsätze
Quelle: SFC Enery

Als Systemlösungsanbieter bietet SFC Energy Komplettlösungen für unterschiedliche Anforderungen. Die EFOY Pro Energielösungen vereinen Stromerzeugung durch EFOY Pro Brennstoffzellen und Stromspeicherung durch Batterien in einem entsprechenden Gehäuse. Gleichzeitig bleibt genügend Raum für kunden­spezifische Anpassungen. Als schlüsselfertige Stromversorgungslösungen produzieren EFOY Pro Brennstoffzellen am Einsatzort aufgestellt überall zuverlässigen, netzfernen Strom. Die Brennstoffzellen sind in verschiedenen Leistungsklassen erhältlich, von Ausgangsleistungen von 45 W für Kleinstenergieanlagen bis hin zu einem 500 W Modul für Lösungen. 

Die EFOY Pro Brennstoffzelle liefert Strom zu jeder Jahres- und Tageszeit und ist somit wetterunabhängig. Sie liefert über das Jahr verteilt drei- bis zehnmal so viel Strom wie eine Solaranlage mit gleicher Leistung. Um genauso viel Strom wie mit einer EFOY Pro 800 zu erzeugen, wird je nach Lage und Jahreszeit eine Solaranlage mit bis zu 1600 Wp Leistung benötigt. Die perfekte Lösung zur Bereitstellung 100 %iger Verfügbarkeit bei minimalem Verbrauch von Betriebsstoff ist der Einsatz der EFOY Pro Brennstoffzelle als Hybrid-Energieversorgung oder als Back-Up für die Solaranlage. Sobald die Solaranlage nicht genügend Leistung bringt, beispielsweise verursacht durch Schlechtwetterperioden, schaltet sich die Brennstoffzelle voll­automatisch zu und gleicht die Energielücke aus. Komplexe Konstruktionen für große Solaranlagen können somit vermieden und die Zuverlässigkeit der Anlage deutlich erhöht werden.

Bewährt im Kriseneinsatz: das mobile EFOY ProEnergyCase

Für Kriseneinsätze hat sich das mobile EFOY ProEnergyCase bewährt. Es besteht aus einer Brennstoffzelle (EFOY Pro 800 Duo oder 2400 Duo), bis zu zwei Batterien, einem Solar-Laderegler und zwei M10 Tankpatronen. Das EFOY ProEnergyCase kann eine 100 W Last über 200 Stunden betreiben und ist in wenigen Sekunden einsatzbereit. Aufgrund seiner kompakten Abmessungen lässt es sich einfach im Fahrzeug transportieren. Die Inbetriebnahme sowie der Transport können problemlos von einer Person durchgeführt werden. Rollen an der Unterseite machen das EFOY ProEnergyCase besonders portabel. Der breite Temperaturbereich von -20 °C bis +50 °C sorgt für flexible Einsatzmöglichkeiten auch in extremen Bedingungen und unabhängig von der Jahreszeit.

Kundenreferenz: Landratsamt Meißen, Amt für Brand-, Katastrophenschutz und ­Rettungsdienst

Der Landkreis Meißen ist verantwortlich für die Einrichtung und Unterhaltung eines gemeindeübergreifenden Alarmierungs- und Nachrichtenübermittlungssystems und betreibt als BOS (Behörden u. Organisationen mit Sicherheitsaufgaben) sein eigenes digitales Funk-Alarmierungsnetz. Seit Januar 2018 wird eine Teststellung betrieben, mit welcher Erkenntnisse zur Sicherstellung der Energieversorgung bei längerfristigem Ausfall (Blackout) gesammelt werden. 

Am Standort eines Alarmumsetzers erfolgt die redundante Energieversorgung über eine EFOY Pro Brennstoffzelle. Bei einem längerfristigen Energieausfall muss der Landkreis als untere Katastrophenschutzbehörde die Sicherstellung der Kommunikation gewährleisten. Über das eigene Alarmierungsnetz kann im Zusammenspiel mit der EFOY Brennstoffzelle ein unterbrechungsfreier Betrieb von bis zu 15 Tagen abgesichert werden. Dafür wird im Blackout-Fall kein Personal gebunden.

SFC Brennstoffzellen sind seit über 10 Jahren bei zahlreichen nationalen und internationalen BOS und militärischen Kunden im Einsatz und liefern zuverlässig, umweltfreundlich und leise Strom für einen sicheren und unterbrechungsfreien Betrieb von kritischen Kommunikationsnetzen.


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