Kabel & Leitungen Verbindungen fürs sichere Tanken von Wasserstoff

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An Wasserstofftankstellen ist Sicherheit oberstes Gebot, hier sind auch die elektrischen Verbindungssysteme gefordert. Ein Hersteller und Anbieter von Wasserstoff-Tankstellen hat gemeinsam mit Lapp eine Kabelvorschlagsliste erarbeitet, die alle technischen Anforderungen und Normen erfüllt.

Fahrzeuge mit Wasserstoff-Antrieb sind auf deutschen Straßen echte Exoten. Noch seltener sind Wasserstoff-Tankstellen. Derzeit gibt es in Deutschland weniger als hundert Orte, wo man das leichte und energiereiche Gas tanken kann. Nicht nur die mangelnde Nachfrage ist schuld am schleppenden Ausbau, sondern auch an fehlenden Produktionskapazitäten.

Doch das hat sich geändert. In Nordhausen im thüringischen Harz befindet sich seit Kurzem das größte Werk für Wasserstoff-Tankstellen in Europa. Eigner ist die Maximator Hydrogen GmbH, die dort ihren Stammsitz hat. Das Unternehmen wurde aus der Maximator GmbH heraus gegründet und steht seit Januar 2022 auf eigenen Beinen.

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Von Kompressoren zu kompletten Tankstellen

Die Maximator GmbH hat sich über Jahrzehnte ein Alleinstellungsmerkmal mit Kompressoren und Testständen für Wasserstoff erarbeitet. In den 1990er Jahren betrat man den Bereich der Wasserstofftechnologien und entwickelte ab 2017 gemeinsam mit Maximator Advanced Technology (MAT) die ersten Wasserstoffverdichter für Tankstellen. Seit 2018 baut und produziert die in Nordhausen ansässige Maximator GmbH auch komplette Wasserstofftankstellen und hat sich in kürzester Zeit durch innovative Technologien eine führende Stellung in diesem Gebiet erarbeitet.

Erstes Großprojekt war 2018 eine Anlage für die Stadtwerke Wuppertal, die in ihrer Müllverbrennungsanlage neben Strom und Wärme auch Wasserstoff zum Betanken von Bussen erzeugen möchte. Maximator lieferte die komplette Technik zur Erzeugung, Speicherung und Betankung.

Nach dieser ersten Erfahrung als Generalunternehmer folgten weitere Projekte: In Wien tanken Busse mit der Technik von Maximator Hydrogen. In der Schweiz ist das Unternehmen bei der ambitionierten H2-Initiative des Landes dabei und liefert Gasbefüllstationen entlang eines Wasserstoff-Highways für die Betankung von Lastkraftwagen.

Made in Thüringen

2022 will das Unternehmen bis zu 50 Tankstellensysteme ausliefern, bis 2030 sollen insgesamt 4.000 Anlagen made in Thüringen in Betrieb sein. Der große Erfolg kommt für Marcel Urban, der mit seinem Team für die Elektroplanung zuständig ist, nicht überraschend: „Durch unseren Ursprung und Verbindung zu Maximator greifen wir auf einen großen Erfahrungsschatz und Expertise in der Hochdrucktechnik und Kompressionstechnologie zurück und entwickeln so seit Jahren überlegene Komponenten wie einzigartige Hochdruckkompressoren mit der patentierten Dichtungswechseltechnologie Automatic-Seal-Exchange. Damit läuft der regelmäßig notwendige Dichtungswechsel im Betankungssystem automatisch und innerhalb von drei Minuten ab, wodurch ungewünschte Stillstandzeiten der Wasserstofftankstelle auf ein Minimum reduziert werden.“

Gute Gewohnheit: Bestellungen bei Lapp

Der Betrieb von Wasserstofftankstellen unterliegt hohen Sicherheitsanforderungen. So müssen auch die elektrischen Verbindungssysteme in den Wasserstofftankstellen hohe Anforderungen erfüllen. Maximator Hydrogen setzt seit Jahren auf Lapp, den Spezialisten für integrierte Lösungen in der Kabel- und Verbindungstechnologie. „Es gab nur positive Erfahrungen – deshalb sind Bestellungen bei Lapp einfach gute Gewohnheit“, so Marcel Urban.

Als Maximator Hydrogen anfing, Anwendungen mit hohen Sicherheitsanforderungen zu konstruieren, sah die Zusammenarbeit wie folgt aus: Lapp übergab eine Kabelvorschlagsliste, in der die Produkte aufgeführt sind, die für den jeweiligen Einsatzzweck die gültigen Normen erfüllen. Anschließend planten Marcel Urban und sein Team mit den Kabeln und Leitungen aus dieser Liste und konnten sicher sein, dass sie am Ende alle Anforderungen erfüllt hatten.

Noch mehr Anforderungen: Kabel und Leitungen für komplette Tankstellen

Doch mit der Entscheidung, komplette Tankstellen zu bauen, kamen erweiterte Anforderungen an die Kabel und Leitungen hinzu. Nun war das Unternehmen auch für die Verkabelung im Außenbereich zuständig, was bisher die Bauherren der Tankstellen übernommen hatten.

„Weitere Anforderungen waren unter anderem der Schutz vor Nagetieren und UV-Strahlung, wobei die Anforderungen zum Explosionsschutz weiterhin bestanden“, so Marcel Urban. Vor diesem Hintergrund wandte sich das Team an René Beitlich, dem zuständigen Lapp Account Manager. Man vereinbarte ein Treffen in Nordhausen, wo sich Beitlich und sein Kollege Olaf Westermann aus der Anwendungstechnik von Lapp die Tankstellen anschauen und bewerten sollten, ob mit den verbauten Kabeln und Leitungen auch im Außenbereich alle Normen eingehalten werden. „Für unsere Kunden sind wir oftmals im Tandem aus Vertrieb und Anwendungstechnik unterwegs. So unterstreichen wir mit unserer Expertise unsere führende Marktposition“, berichtet Beitlich.

Nur Produkte aus der Kabelvorschlagsliste

Auf dieses Treffen folgte ein Workshop bei Maximator Hydrogen, in dem die notwendigen Sicherheitsanforderungen noch einmal detailliert besprochen wurden. Gemeinsam habe man eine Checkliste für den Kunden erstellt und eigene Erfahrungen und Auszüge aus Richtlinien für die Betriebssicherheit wie dem Explosionsschutz nach EN1127-1 eingebracht. „Über den reinen Vertrieb unserer Produkte hinaus wollten wir dem Kunden auch die Normenwelt hinter den Zertifizierungen nahebringen“, so Beitlich.

Ergebnis dieses Prozesses ist eine Anleitung, die zusätzliche Anforderungen an die Kabel und Leitungen aus der Kabelvorschlagsliste beschreibt und diese somit vor den vorherrschenden äußeren Einflüssen wie einem Nagetierbiss und UV-Strahlung schützt. Diese Liste geht an die Integratoren, die vor Ort die Module der Tankstelle elektrisch miteinander verbinden. „Da gibt es keine Diskussion: Die Integratoren müssen die Produkte von Lapp aus dieser Liste verwenden, weil uns das Sicherheit gibt“, so Urban. Ab und zu kommt es vor, dass sich an abgelegenen Orten kein Integrator findet, dann übernimmt Maximator Hydrogen den Zusammenbau selbst, wie kürzlich bei einer Tankstelle in Schweden.

Stromversorgung, Steuersignale, Kommunikation

Ein rundes Dutzend unterschiedliche Leitungen von Lapp steckt nun in den Tankstellen. Eine Schlüsselrolle kommt der Ölflex EB zu, sowohl als geschirmte als auch als ungeschirmte Variante, die eigensichere Stromkreise mit hohem Zündschutz an den Initiatoren der Hochdruckkompressoren verbindet.

Weiter dient die Ölflex 400 als Steuerleitung für digitale 24 V Schaltsignale, die geschirmte Variante für analoge Signale mit 4 - 20 mA und 0 - 10 V, die Ölflex 550 P versorgt die Beleuchtung und Heizung mit Netzspannung.

Daneben gibt es diverse Leitungen zur Datenübertragung wie die Etherline Cat.5e flex für sämtliche Kommunikationsverbindungen zwischen IT-Komponenten und den Modulen sowie Hitronic HQW3000 Lichtwellenleiter für größere Strecken ab 100 m, was bei Großprojekten wie etwa in Wien häufiger vorkommt.

Mit dem Ergebnis der Zusammenarbeit sind beide Seiten hochzufrieden. Trotz der pandemiebedingten Hürden fand ein direkter Austausch statt und ein kundenspezifisches Konzept wurde erarbeitet. Angesichts der zuverlässigen Produktqualität, der individuellen Beratung sowie der Expertise seitens Anwendungstechnik und Vertrieb gibt es für Marcel Urban nur ein Fazit: „Auch bei künftigen Projekten wird Lapp wieder mit dabei sein.“  (in)

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