In einem neuentwickelten Wasserstoffzug für den Nahverkehr spielt ein Druckschalter von WIKA eine entscheidende Rolle. Im Rahmen der Drucküberwachung übernimmt er die zentrale Sicherheitsfunktion des H2-Versorgungssystems während der Fahrt.
Der Nutzen von Wasserstoff im Schienenverkehr ist in der Öffentlichkeit eher weniger präsent. Dabei sind die ersten Züge mit H2-Brennstoffzellen bereits im Einsatz. Sie fahren auf nichtelektrifizierten Strecken und ersetzen dort die bisher üblichen Dieselzüge.
Tanks basieren auf Kohlefaserverbundtechnologie
Die Tankkapazität für den Wasserstoff muss entsprechend der Distanzen dimensioniert werden. Ein Kunde von WIKA hat sich auf individuelle Treibstoff-Speichersysteme für H2-Fahrzeuge spezialisiert. Deren zylindrischen Behälter basieren auf einer Kohlefaserverbundtechnologie. Sie sind daher äußerst fest, haben im Vergleich zu Stahlbehältern jedoch ein verhältnismäßig geringes Gewicht.
Tanks dieser Art sind auch im eingangs erwähnten Wasserstoffzug verbaut. Dieser für den Pendelverkehr konzipierte Triebzug nimmt den Wasserstoff an einem speziellen Terminal auf. Der Tankdruck beträgt 300 bis 350 bar. Im Fahrbetrieb muss er für die Zufuhr zur Brennstoffzelle allerdings auf einen einstelligen Wert gesenkt werden. Das geschieht über eine dem Speichersystem nachgelagerte Druckregulierungseinheit.
Druckschalter im Wasserstoffzug schaltet Antriebssystem ab
Sicherheitstechnisch für den Einsatz in einem neuen Typ Wasserstoffzug geeignet: der Druckschalter PXA von WIKA.
Bei der Kontrolle von Tankdruck und Druckregulierung im Wasserstoffzug übertrug der Kunde die Sicherheitsfunktion dem Druckschalter PXA. Das Miniaturgerät schaltet aufgabengemäß in zwei Fällen das H2-Antriebssystem ab:
- wenn der Tank sich zu leeren droht
- der Druck beim Übergang des Wasserstoffs in den Antrieb zu groß wird
Eine derartige Notfallsicherung ließe sich zwar auch mit einem Drucksensor und einer Software umsetzen. Jedoch wäre diese Lösung bei Zügen sehr aufwendig. Sie wird überdies mit einem höheren Fehlerrisiko bewertet als eine schalterbasierte Sicherheitsfunktion.
SIL-3-Zulassung sprach für den Einsatz
Der Kunde hatte sich allerdings nicht nur wegen der Messqualität für den Typ PXA entschieden. Für die Aufgabe in dem Wasserstoffzug kam der Druckschalter außerdem wegen seiner SIL-3-Eignung in Frage. Er entspricht daher problemlos den sicherheitstechnischen Marktanforderungen für die H2-Applikation (SIL-2).
Druckfeste Kapselung („Ex d“) und kompakte Bauform
Der PXA ist zudem anwendungsgemäß für Umgebungstemperaturen von -40 °C bis +85 °C ausgelegt. Darüber hinaus verfügt der Druckschalter über eine IECEx-Zulassung „Ex d“ (druckfeste Kapselung), die der Kunde als Standard vorgibt. Ein weiterer Vorteil des Geräts: Der PXA ließ sich aufgrund seiner äußerst kompakten Bauform umstandslos in das Speichersystem integrieren.
Hinweis
Weitere Informationen zum Druckschalter-Typ PXA sowie zum Thema Wasserstoff erhalten Sie auf der WIKA-Webseite. Bei Fragen steht Ihnen Ihr Ansprechpartner gerne zur Verfügung.
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