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Elektrotechnik
Hannover Messe 2004 - Innovative Energielösungen eröffnen neue Chancen
ep9/2004, 2 Seiten
Stromversorgung mit Brennstoffzellen Masterflex informierte über die in diesem Jahr beginnende Serienlieferung der Brennstoffzellenkoffer zur mobilen Stromversorgung mit einer Nennleistung von 50 W und stellte die neueste Entwicklungsstufe des Mobile Office Systems aus (Bild ). Die Masterflex-PEM-Brennstoffzelle konnte hinsichtlich Größe und Gewicht deutlich verringert werden, wobei gleichzeitig die Einsatzdauer gesteigert wurde. Ein Notebook kann ca. 50 Stunden netzunabhängig betrieben werden. Das Unternehmen präsentierte den Prototyp eines 100-W-Brennstoffzellensystems für explosionsgeschützte Bereiche und Tiefseeanwendungen, für den die Serieneinführung im kleinen Leistungsbereich beginnt. Ballard Power Systems zeigte Anwendungen für das Nexa-Powermodul mit ca. 1200 W, DC ±24 V, im 19"-Einschub (Bild ). Als weltweit erste in Serienproduktion hergestellte PEM-Brennstoffzellen stehen sie für die Integration in eine Vielzahl verschiedener stationärer und portabler Anwendungen zur Stromerzeugung bereit. Beim Betrieb fallen als Nebenprodukte durch die Wasserstoffversorgung nur umweltfreundlich Wasser und Wärme an. Mit seinem geräuscharmen Betrieb und den kompakten Abmessungen ist das Powermodul bestens für die Integration in USV, Notstromsysteme und mobile Produkte für professionelle und Freizeitanwendungen geeignet. Stromausfälle können im Gegensatz zu Batterielösungen so lange überbrückt werden, wie die Kraftstoffversorgung gewährleistet wird. Die Lebensdauer ist mit 1500 h angegeben und für die genannten Einsatzfälle akzeptabel. Auf dem Messestand waren eine MGE-USV-Anlage vom Typ Pulsar EXRT und ein EFA-POWER-H2 48-V-DC-Stromversorgungsschrank ausgestellt. Brennstoffzellen für das Einfamilienhaus In naher Zukunft ist der Einsatz der Brennstoffzellentechnik in Verbindung mit der heutigen Brennwerttechnik zu erwarten. Die BZ-Technik sichert den Grundlastbedarf an Wärme und der gleichzeitig produzierte Strom reduziert den Eigenverbrauch, bzw. wird an den Energieversorger verkauft. Die Brennwerttechnik deckt den Spitzenlastbedarf ab. Schon beschrieben wurden Entwicklungen von Vaillant und Sulzer Hexis (vgl. ep 5/2004, S. 406-408). Der Hersteller Viessmann schätzt ein, dass die Marktreife der Hausenergieversorgung nicht vor 2010 erfolgt. Haupthindernis sind die noch zu hohen Kosten. Das Unternehmen setzt auf die Eigenentwicklung von Reformer und Brennstoffzelle. Das drucklos zu betreibende System kann auf kostenintensive Bauteile, wie Kompressoren verzichten, obwohl dies anfänglich Schwierigkeiten bereitete. Die bewährte Strategie der Systemtechnik und Modulbauweise bedeutet, dass Fachhandwerker und Betreiber die bereits von anderen Geräten bekannte Handhabung vorfinden werden. Ein Entwicklungsgerät auf PEM-Basis mit 2 kWel und ca. 4,5 kWtherm wird zur Zeit im Labor getestet (Bild ). 2005 sollen seriennahe Geräte in Feldtests erprobt werden und erste Geräte ab 2006 in kleiner Stückzahl auf den Markt kommen. Die Fa. European Fuel Cell rechnet noch mit acht bis zehn Jahren bis zur Serieneinführung. Dieses Unternehmen setzt ebenso auf Eigenentwicklung seines Systems mit 1,5 kWel, 2,9 kWtherm und 15-kW-Zusatzwärmeerzeuger. Beste Voraussetzungen für Synergien sind durch die gemeinsame Zugehörigkeit dieses Unternehmens, dem Heizungshersteller Brötje und dem KWK-Spezialisten Senertec zum englischen Baxi-Konzern gegeben. Hochtemperatur-BZ Die MTU hat bis Ende 2003 insgesamt 12 ihrer „Hot Module“-Brennstoffzellen-Anlagen installiert. Die Brennstoffzellenanlage ist ein Kleinkraftwerk zur dezentralen Energieversorgung. Die Hot Module erreichen einen elektrischen Wirkungsgrad von fast 50 % (moderne Gasmotoren ca. 41 %) und liefern zusätzlich Hochtemperatur-Wärme, die vielfältig eingesetzt werden kann. Die thermische Energie lässt sich in einer nachgeschalteten Turbine nutzen und führt zur Steigerung des elektrischen Wirkungsgrades auf über 60 %. Im Krankenhausbetrieb (Bild ) finden die MTU-Brennstoffzellen-Anlagen eine besonders geeignete Anwendung, da hier die unterbrechungsfreie Stromversorgung, die Geräuschdämmung, die schadstofffreie Energieerzeugung und Kälte- und Wärmeerzeugung eine sehr große Rolle spielen. Die Heissluft kann zum Sterilisieren genutzt werden. Vier Kliniken in Deutschland testen zurzeit das Hot-Module. Der Anlauf der Serienproduktion ist für 2006 durch die MTU CFC Solutions Gmb H in Ottobrunn geplant. Die Gesellschaft ist ein Joint Venture von MTU und RWE und zeigt das Interesse eines führenden europäischen Energiekonzerns am perspektivischen Einsatz dezentraler Kleinkraftwerke. Die MTU Solutions Gmb H wird sich mit ihren Anlagen in Zukunft nicht auf den Leistungsbereich 250 kW elektrisch und den Einsatz in der Kraft-Wärme-Kopplung beschränken. Schrittweise sollen standardmäßig Hot Module-Anlagen für den Leistungsbereich bis 3000 kW sowie bei Bedarf auch im Elektropraktiker, Berlin 58 (2004) 9 676 BRANCHE AKTUELL Hannover Messe 2004 Innovative Energielösungen eröffnen neue Chancen Auf der Fachmesse Energy - die künftig jährlich im Verbund der Hannover Messe stattfindet - wurde auch diesmal Technik gezeigt, die die Voraussetzung für innovative Energielösungen bietet. Dem Elektrohandwerk eröffnen sich nicht nur mit der Einführung der Brennstoffzellen neue Tätigkeitsfelder, auf die es sich rechtzeitig einstellen sollte. Trends und Neuheiten stellt auch der zweite Teil unseres Messeberichtes vor. Die Brennstoffzellenanlage Hot Module wurde im Dezember 2003 in der Zentralklinik Bad Berka in Betrieb genommen Fa. MTU Mobile Office System Fa. Masterflex Nexa-Powermodul in 19"-Ausführung Fa. Ballard Brennstoffzellen-Haus-Energiezentrale Fa. Viessmann Leistungsbereich unter 250 kW für den Einsatz in der Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung und in der Kombination mit einer Turbine in der reinen dezentralen Stromerzeugung angeboten werden. MTU bringt 2004 die erste „Bi-Fuel-Celle“-BZ im Innovationspark in Berlin ans Netz, die mit Erdgas, Methanol oder beidem betrieben werden kann. Ulmer Brennstoffzellen-Manufaktur gegründet Das „Zentrum für Sonnenenergie-und Wasserstoffforschung (ZSW)“ ist als Innovationsträger bekannt und hat wesentlichen Anteil an der PEM-Brennstoffzelle von Viessmann. Die Ulmer Brennstoffzellen-Manufaktur (UBzM) ist eine Ausgründung des ZSW gemeinsam mit den Stadtwerken Ulm/Neu-Ulm und wird die Fertigung der im ZSW entwickelten Technologie betreiben. Die Produktion soll sowohl Stacks als auch komplette Anwendungssysteme nach kundenspezifischen Wünschen beinhalten und wird auch angrenzende Bereiche umfassen. Informationen für das Handwerk Dem Handwerk eröffnen sich mit der Einführung der Brennstoffzellen neue Tätigkeitsfelder, auf die es sich rechtzeitig einstellen sollte. Betroffen ist neben den Installations-und Heizungstechnikern vor allem das Elektrohandwerk bei der häuslichen Versorgung mit Strom und Wärme und dem Batterieersatz. Kraftfahrzeugtechniker sind zuständig für die Antriebsaggregate von Fahrzeugen. Informationen über den Stand der Technik, die Anforderungen und Weiterbildungsangebote für das Handwerk sind im Internet abrufbar unter www.hpi-hannover.de/ brennstoffzelle. Auch das Weiterbildungszentrum Brennstoffzelle Ulm e. V. bietet Aus- und Weiterbildungsprogramme und Unterstützung des Handwerks bei der Etablierung eigener Brennstoffzellenaktivitäten. Neues bei der Windenergie Erneuerbare Energien befinden sich weltweit im Aufwind. Die Deutsche Messe AG trägt dieser wachsenden Bedeutung Rechnung und kooperiert deshalb mit der Messe Husum im Bereich Windenergie. Ab 2004 präsentiert sich die HUSUMwind jeweils in den geraden Jahren mit einem eigenen Ausstellungsbereich in Hannover. Die Unternehmen Enercon, Fuhrländer und Vestas haben sich in diesem Jahr für Hannover entschieden. Die große Mehrheit der Branche stellte allerdings auf der Windenergy vom 11. bis 14.05.04 in Hamburg aus. Trotzdem bietet die Hannovermesse die einzigartige Kombination im Verbund mit Maschinen- und Anlagenbau, Elektro- und Zulieferindustrie sowie Forschung und Technologie. In Hannover war in Halle 13 der Windkraftanlagenhersteller Enercon nicht übersehbar. Eine Besuchertreppe führte in die aufgeschnittene Kanzel der 4,5-MW-Anlage E112 (Bild ). Dadurch wurden die immensen Dimensionen der sonst nur aus Entfernung sichtbaren Anlage erlebbar. Inzwischen ist die dritte 4,5-MW-Anlage am Stromnetz. Ein Teil der Serienfertigung entsteht in Magdeburg-Rothensee. 2000 Anlagen des Typs E-66 wurden bisher installiert. Die Anlagenleistung wurde durch Weiterentwicklungen zwischenzeitlich von 1,5 MW (1995) auf 2 MW angehoben. Die Anlage ist nun auch mit einem 113-m-Turm erhältlich. Sie erzielt insbesondere im Binnenland eine hohe Ausbeute, weil die Enden der Rotorblätter 80 m über der Erde liegen und nicht durch Turbulenzen (verursacht durch Bäume, Gebäude usw.) beeinflusst werden können. Enercon informierte über eine Anlage auf der Insel Utsira vor der norwegischen Küste. Windschwankungen im Sekundenbereich glättet ein Schwungradsystem. Bei einem Überangebot an Windenergie wird dieses zur Erzeugung von Wasserstoff genutzt, der den Treibstoff für die Energieerzeugung in windschwachen Zeiten bildet. Eine weitere Neuheit: Die Windkraftanlagen können bei Kurzschlüssen am Stromnetz bleiben und sind für den Anschluss an das Übertragungsnetz ausgelegt. Die so genannten Transmission-Anlagen liefern in der Zeit des Kurzschlusses Strom und speisen unmittelbar nach Klärung des Fehlers die volle verfügbare Wirkleistung ein. Vestas stellte seine neue Generation von Windenergieanlagen mit dem Typ V90-3,0 MW vor. Ziel ist es, in der kalkulierten Lebensdauer von 20 Jahren einen deutlich günstigeren kWh-Preis als bei Vorläufertypen zu erreichen. Erreicht wurde dies durch ein extrem leichtes Rotorblatt mit Kohlefaser-Struktur, Reduzierung des Gesamtgewichtes und andere konstruktive Maßnahmen. Eine Windanlage ganz anderer Art stellte die Matro W Gmb H aus. Der „Windwandler“ der ÖKOTEC EUROPE Gmb H soll „Windkraft für Jedermann“ nutzbar machen. Die Windwandler sind Auftriebsläufer. Die zwei identischen Flügel erstrecken sich zu einem Bogen in Axial- und Radialrichtung. Der leise Läufer (ca. 42 dBA bei 1400 U/min) soll Standorte in dicht besiedelten Gebieten ermöglichen. Die Anlage ist insgesamt 6 m hoch bei 1 m Durchmesser, soll in normalen Lagen 3 kW, AC 230 V, bereitstellen können und unter 10000 Euro netto kosten. W.-D. Sieberth Elektropraktiker, Berlin 58 (2004) 9 678 BRANCHE AKTUELL Mit einem der weltweit höchstdotierten Technologiepreise in Höhe von 100000 Euro wurde in Hannover die eStop Gmb H aus Grafrath/München für ein hochinnovatives Bremssystem ausgezeichnet. Der „Hermes Award“ wird auch zukünftig ein fester Bestandteil der Messe sein und jährlich ausgeschrieben. Aus mehr als 100 Bewerbern aus zehn Ländern waren fünf Unternehmen durch ein internationales Expertengremium für den Preis nominiert worden. Zeichen für die Innovationskraft unserer Branche ist, dass zwei Unternehmen der Elektrotechnik hierunter waren. Die EnOcean Gmb H, Oberhaching, gehörte mit der batterie- und wartungsfreien Sensorik für Funkstrecken zu den fünf Nominierten. Die innovativen Lösungen von EnOcean werden auch die Arbeit des Elektrohandwerks verändern. Die Grundidee besteht darin, lokal verfügbare Umgebungsenergie (z. B. die Kraft beim Betätigen eines Tasters) in elektrische Energie umzuwandeln (Piezo-Generator/Solarzelle u. a.), durch eine extrem stromsparende Elektronik die zu übertragenden Daten aufzubereiten und per Funk an eine spezielle Empfangseinheit, beispielsweise in einer Deckenleuchte, in Form von kurzen Funksignalen zu senden (vgl. ep 12/2001, S. 992, ep 1/2004, S. 64). Die Empfangseinheit wertet die empfangenen Signale aus und steuert das Leistungsteil an. Ein universell verwendbarer Schaltereinsatz mit Einfach- oder Zweifachwippe, der in zahlreiche Schalter-Rahmenprogramme verschiedener Hersteller integriert werden kann, ist beispielsweise für den Herbst geplant. Als „enabled by EnOcean - batterielos drahtlos“ haben die bei EnOcean entwickelten Lösungen bereits in Produkte bei verschiedensten Produzenten Eingang gefunden. Einsätze für die Industrie-und Gebäudeautomatisierung, Elektroinstallation, Sicherheitstechnik sind ebenso im Visier wie die Automobilindustrie, z. B. für batterielose Reifendruck-Kontrollsysteme, wartungsfreie Funkschlüssel oder drahtlose Sensoren am Fahrwerk. EnOcean steht auch für ökologische Energie, da diese der Umwelt entnommen wird und Batterien einspart, durch die Funkübertragung Kabel und Leitungen entfallen können und durch die energieminimierte Funktechnik Elektrosmog reduziert wird. Zu den fünf ausgewählten Unternehmen zählte auch die ABB AG mit einem „revolutionären“ elektronischen Gaszähler. Die neue Generation der Messgeräte ist kleiner und genauer, die Zähler können fern abgelesen werden und kosten trotzdem nicht mehr als herkömmliche Balgenzähler. Mit einer elektrischen Gesamtleistung von 0,250 mW ist es möglich, den neuen Gaszähler mit einer Batterie der Grösse C mehr als zehn Jahre lang zu betreiben. Ein weiterer Vorteil ist die vorhandene Schnittstelle für verschiedene Fernauslesetechnologien. Damit bietet der neue Gaszähler eine einfache und kostengünstige Möglichkeit für die Abrechnung, da der Gasversorger keine Mitarbeiter mehr zum Ablesen des Zählerstandes ins Haus schicken muss. Technologiepreis „Hermes Award“ verliehen Blick in die Messehalle auf Baugruppen der 4,5-MW-Windkraftanlage Fa. Enercon
Autor
- W.-D. Siebert
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