Sensoren sichern Betrieb von Brennstoffzellen-Generatoren Präzise Füllstandsmessung für grünen Strom

An manchen Orten muss die Stromversorgung immer gesichert sein, selbst wenn das Stromnetz zusammenbricht. Krankenhäuser, Wasserversorgung, Feuerwehr und andere Einrichtungen der kritischen Infrastruktur gehören dazu. Und es gibt Orte, an denen Elektrizität mobil erzeugt werden muss, weil dort weit und breit keine Stromleitungen laufen oder der Strombedarf kurzzeitig in die Höhe schießt. Das können entlegene Forschungseinrichtungen sein, Veranstaltungsorte und Katastrophengebiete oder schlicht ländliche Gebiete, die nur mit mobiler Stromversorgung an das Mobilfunknetz anschlossen werden können.

Dezentrale Stromerzeugung mit Brennstoffzellen

Für diese Fälle gibt es mobile Notstromaggregate beziehungsweise fest installierte Netzersatzanlagen, die heutzutage meist mit Benzin oder Diesel betrieben werden. Im Zuge der Dekarbonisierung nutzen innovative Unternehmen mittlerweile alternative Technologien, die auf fossile Energieträger verzichten. Brennstoffzellen, die aus Wasserstoff elektrische Energie gewinnen, spielen hierbei eine wichtige Rolle. Das junge Leipziger Unternehmen BSZ netz zählt zu Vorreitern, die auf umweltfreundliche Wasserstoffnutzung für die redundante Stromversorgung setzen, wie Thomas Schulze, Geschäftsführer von BSZ netz, erklärt: „Wir arbeiten jeden Tag daran, die Verbreitung sauberer Energietechnologien in Europa voranzutreiben und sind der festen Überzeugung, dass HT-PEM-Brennstoffzellen, die mit Methanol betrieben werden, eine wichtige Rolle bei der Beschleunigung dieses umweltfreundlichen Übergangs spielen können.“

Flüssiges Methanol statt gasförmigem Wasserstoff

Die BSZ-netz-Netzersatzanlagen mit Brennstoffzellentechnologie zeichnen sich nach eigenen Angaben durch eine höhere Effizienz, geringere Emissionen und einen leiseren Betrieb im Vergleich zu herkömmlichen Generatoren aus. „Zudem passen sie den Energieverbrauch lastabhängig an und benötigen aufgrund weniger beweglicher Teile weniger Wartung, was sie zu einer umweltfreundlichen und kosteneffizienten Lösung für die Notstromversorgung macht“, erklärt Peter Wustlich, Head of Operations bei BSZ netz.

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. Wustlich: „Methanol hat eine gute weltweite Verfügbarkeit und ist aufgrund seines flüssigen Aggregatzustands sicherer und einfacher in der Handhabung und Logistik als gasförmiger Wasserstoff.“

Anspruchsvolle Füllstandsmessung mit Baumer-NexSonic-Technologie

Das Methanol-Wassergemisch beziehen die Brennstoffzellen aus einem Tank, dessen Füllstand für unterbrechungsfreien, sicheren Betrieb permanent überwacht wird. An dieser Stelle kommen Baumer-Ultraschallsensoren ins Spiel, in diesem Fall der UR12 mit der neuartigen NexSonic-Technologie. Hinter dieser Technologie steckt ein innovatives Sensordesign, das sich durch smarte Filter-Funktionen via IO-Link, variable Schallkeulen sowie die einzigartige Kombination aus kürzestem Blindbereich und grosser Reichweite auszeichnet. Bei dem von BSZ netz gewählten UR12, dem kürzesten M12-Ultraschallsensor, ist dank hochintegrierter Sensor-Elektronik das Rundgehäuse lediglich 50 mm lang – bei maximaler Sensorperformance. Der 15 mm kleine Blindbereich ist in dieser Klasse unerreicht, ebenso die kurze Ansprechzeit von bis zu 16 ms. Damit schafft der UR12 mehr Spielraum für platzsparende Maschinendesigns und ermöglicht selbst bei begrenztem Bauraum exzellente Sensorleistung. Der UR12 ist eines der zahlreichen Modelle aus dem umfangreichen Ultraschall-Portfolio von Baumer. Der Sensorspezialist bietet mit seiner am Markt einzigartigen Ultraschallsensor-Toolbox für jede Anwendung die passenden Bauformen, Leistungsmerkmale und Schnittstellen.

„Bei Baumer passte alles“

Die Vorteile des UR12 mit NexSonic-Technologie haben auch Ralf Bischoff als Head of Development überzeugt: „Wir haben während der Entwicklung mit einigen anderen Sensorherstellern gearbeitet, sind dabei aber immer wieder auf Probleme gestoßen. Entweder kamen die Sensoren nicht mit unserem Methanolmix zurecht – kein stabiles Signal bei der Füllstandsmessung mittels Ultraschalls – oder wir mussten Kompromisse bezüglich des Messbereichs machen. Bei Baumer passte dann nach intensiver Prüfung einfach alles. Die kompetente Beratung auch über unser eigentliches Anliegen hinaus und die Möglichkeit, das Produkt vor Ort an unseren Anlagen zu testen, überzeugten uns letzten Endes, auf Baumer für unsere Sensoren zu setzen.“

Für die unkomplizierten Tests und die spätere Einrichtung vor Ort waren nur drei Dinge nötig: die Sensoren, ein Laptop mit der Baumer Sensor Suite und der Baumer USB-C IO-Link Master. Auf dem Bildschirm konnten Ralf Bischoff und Wustlich nach ein paar Handgriffen in Echtzeit sehen, wie genau und zuverlässig die angeschlossenen Sensoren den Füllstand messen. „Das Testen und die Einrichtung mittels der Baumer Sensor Suite sowie die Montage und Einbindung in unsere Steuerung funktionierten sehr unkompliziert“, berichtet Ralf Bischoff, Head of Development. Das gilt auch für die Baumer-Sensoren, die die sichere Aufbewahrung des Methanolgemisches überwachen: die kapazitiven Sensoren CFAK, die als Leckageüberwachung in einer Wanne unterhalb des Methanolbehälters installiert sind.

Baumer Ultraschallsensoren für zuverlässiges Fluid Monitoring

Für BSZ netz erfüllt die Kombination aus Baumer-Ultraschallsensoren und kapazitiven Sensoren alle Erwartungen an zuverlässiges und smartes Fluid Monitoring: „Wir sind sehr zufrieden, wie die Sensoren in unseren Anlagen performen. Bis jetzt arbeiten sie ohne Beanstandung. Gerade die zuverlässige und exakte Füllstandsmessung und Leckageerkennung innerhalb unserer Anlagen ist für uns von sehr hoher Priorität. Schliesslich hängen Zuverlässigkeit und Sicherheit unserer Anlagen direkt davon ab“, sagt Wustlich.