Unsere Anwendungen

Energiewende setzt auf Null-Emissions-Anwendungen auf Basis von Wasserstoff statt Abgase: Proton Motor hat im November 2021 seine Produktinnovation HyShelter® 240 auf Basis von drei Proton Motor-Systemen PM Frame S43 als Kernkomponenten mit installierter Brennstoffzellen-Leistung von jeweils 43 kW zur erfolgreichen Auslieferung gebracht. Für „Shell New Energies“ als Tochtergesellschaft des internationalen Energiekonzerns wurde für die netzunabhängige Stromversorgung einer transportfähigen Druckwasserstoff-Tankstelle eine neue Technologielösung realisiert.

Die Energieversorgung der netzunabhängigen Betankungseinheit wird durch das containerisierte Wasserstoff-Brennstoffzellen-Kraftwerk von Proton Motor mit Peakleistung bis 240 kW und integriertem Batteriespeicher für 400-VAC-Netzanschluss realisiert. Die vielfältigen HyShelter®-Anwendungsbereiche reichen von unterbrechungsfreier Notstromversorgung für Rechenzentren, Stadtwerke, Krankenhäuser und andere kritische Einrichtungen des öffentlichen Lebens bis zur netzunabhängigen Ladeinfrastruktur für batterieelektrische Fahrzeuge.

Mitten im Bochumer Stadtteil Weitmar liegt eine Siedlung mit 1.400 Mietparteien. In dieser Siedlung des Viertels an der Bärendorfer Straße werden Maßnahmen getestet, die zu einer Reduzierung von Kohlenstoffdioxid beitragen sollen.

Das aktuelle Projekt im Herzen des Ruhrgebietes mit seinem historischen Kohleabbau trägt den Namen „ODH@Bochum-Weitmar“. Beim Stromerzeugen und Heizen der Zukunft wollen die Verantwortlichen u.a. auf Wasserstoff als Speicher, Erdwärme, Photovoltaik, Brennstoffzellen und Wärmepumpen setzen.

Aus diesem Grund wurde eine Anlage mit einer installierten 36-kW-Brennstoffzelle als HyFrame®-System von Proton Motor in Auftrag gegeben, die für die neue gläserne Energiezentrale der Zukunft bestimmt ist. Die im Bau befindlichen Anlagen und Systeme wurde 2021 offiziell eröffnet und werden 81 Wohnungen mit CO₂-freier Energie versorgen.

2020 wurde in Rostock-Laage die erste netzgekoppelte Wasserstoffspeicher-Anlage eröffnet. Das System speichert Energie in Form von regenerativem Wasserstoff, der mittels Elektrolyse aus überschüssiger Windenergie gewonnen wird. Die Containerlösung mit einer installierten Brennstoffzellen-Leistung von 178 kW von Proton Motor ist ein wichtiger Bestandteil dieses Wasserstoff-Kraftwerks.

Der 20-Fuß-Outdoor-Container ist für den netzsynchronen Betrieb mit einer Ausgangsleistung von 100 kW ausgelegt und basiert auf fünf Wasserstoff-Brennstoffzellen-Einheiten HyFrame®. Zudem enthält die Proton Motor-Lösung den AC-Wechselrichter zur direkten Einspeisung in das örtliche Stromnetz. Außerhalb des Containers befindet sich ein externes Tischkühlermodul mit der zusätzlichen Möglichkeit der Auskopplung und Nutzung der Brennstoffzellen-Abwärme.

Das Wohnobjekt im Ahrntaler Ort Kasern verfügte bei Umbaubeginn über keinen eigenen Netzanschluss. Ziel war die kontinuierliche autarke Versorgung mit Licht, Strom und Wärme für das Privathaus aufzubauen. Das Konzept zur Energieproduktion basiert auf der hauseigenen und bereits vorhandenen Wasserturbine und wird mit einem Wasserstoffspeicher-System erweitert. Proton Motor lieferte hierfür das Brennstoffzelle HyModule® S8. Mit elektrischer Leistung von 8,4 kW im stationären Einsatz stellt HyModule® einen Teil der Energieversorgung dar, um die Anforderung für das rein wasserbetriebene Speicherprojekt zu organisieren.

Herausforderung der als historisches „Knappenhaus“ bezeichneten Berghütte ist der Umstand, dass der Wasserlauf durch Frost und Vereisungen im Winter deutlich nachlässt. Eine neue Speichertechnologie war somit Grundvoraussetzung, um die natürliche „grüne“ Energie langfristig speichern zu können. Das Besondere des neuen „Hy2green“-Feststoffspeichers ist die lokale Erzeugung und Speicherung von Wasserstoff ohne zusätzliche Kompression in Metallpulver. Der Wasserstoff dient als Speichermedium der ursprünglich elektrischen Energie. Das Metallpulver wiederum wird als besonders sicheres Speichermedium für den Wasserstoff genutzt. Aus elektrischer Energie wird mittels Elektrolyse Wasserstoff generiert und in die mit Metallpulver gefüllten Speicherbehälter von „GKN Powder Metallurgy“ geleitet. Hier bindet sich der Wasserstoff an die Metallpartikel – es entsteht das sogenannte Metallhydrid, eine stabile und sichere Verbindung.

Nach Lösen wird der Wasserstoff in die Proton Motor-Brennstoffzelle geleitet und in elektrischen Strom umgewandelt. Übrig bleiben nur Wasserdampf und Wasser, ohne jegliche umweltschädlichen Einflüsse. Die bei der Umwandlung anfallende Wärmeenergie wird durch das Wärmemanagement dem Wärmekreislauf des Hauses zugeführt. Damit wird die Energieeffizienz des Gebäudes mit seinem Null-Emission Strom- und Wärmekraftwerk deutlich gesteigert. Stationäre Energieerzeugung durch lokale natürliche Energiequellen wie Wasserkraft führt zu nachhaltiger Energie, CO2-Reduzierung und Kosteneinsparung.

Das Wohngebäude in Brütten im Schweizer Bezirk Winterthur folgt erhöhten ökologischen und energetischen Standards und wurde durch die „Umwelt Arena AG“ initiiert. Das Haus benötigt keine Energieversorgung von außen, weder thermisch noch elektrisch. Die gesamte elektrische und thermische Energie wird aus der Sonne bezogen und durch verschiedenste Speicherformen (Kurz- und Saisonalspeicher) im Gebäude über das gesamte Jahr verteilt. Die Sonnenenergie wird über die Solarzellen in Strom umgewandelt und in Tages- bzw. mittelfristigen Batteriespeichern für die Nutzung im Gebäude zwischengespeichert. Für die Langzeitspeicherung kommt eine neuartige Umsetzung von Strom zu Wasserstoff zum Einsatz. Der Wasserstoff wird zwischengespeichert und bei Bedarf über eine Brennstoffzelle in elektrische und thermische Energie umgewandelt.

Proton Motor war in diesem Projekt von 2016 für die Rückverstromung des gespeicherten Wasserstoffs und die Einspeisung der elektrischen Energie in den DC-Kreis des Hauses verantwortlich. Dazu wird das Brennstoffzellen-Modul HyModule® S8 mit einem DC/DC-Wandler in einen 19 Zoll-Schrank integriert. Weiterhin ist im Lieferumfang von Proton Motor ein Wärmetauscher enthalten, der es ermöglicht die beim Prozess anfallende thermische Energie für die Warmwasseraufbereitung des Hauses zu nutzen.

Der Dieselgenerator, der bisher für die Notstromversorgung zuständig war, wurde durch die emissionsfreie Brennstoffzellen-Applikation HyModule S8 mit 7,8 kW Leistung ersetzt. Insbesondere in Bezug auf die Eisenbahn-Infrastruktur bietet die Brennstoffzelle eine umweltfreundliche und langlebige Alternative für die unterbrechungsfreie Absicherung der Stromversorgung. Die temperaturunabhängige (-40 bis +50 Grad Celsius) Leistungsanpassung in maximal 20 Sekunden durch einen modularen Aufbau macht die Komplett-Containerlösung zu einer universell einsetzbaren und anpassungsfähigen Alternative zu herkömmlichen Notstromanwendungen.