Waterstof speelt een steeds belangrijkere rol als alternatieve energiebron, onder andere als klimaatvriendelijke brandstof voor motorvoertuigen. De fysisch-chemische eigenschappen maken de levering van H2 aan auto’s en commerciële voertuigen tot een uitdaging voor de meettechnologie. De temperatuur is bijvoorbeeld een kritieke variabele bij het tanken van waterstof. Voor de bewaking is een specifiek thermokoppel nodig. Een fabrikant van H2 tanksystemen heeft daarom gekozen voor instrumentatie van WIKA.
Robuust en responsief: Het model TC90 hogedruk thermokoppel is ontworpen voor temperatuurbewaking tijdens het tanken van waterstof.
Op het eerste gezicht verschillen tankstations voor waterstofvoertuigen, zogenaamde waterstoftankstations (HRS), nauwelijks van die voor conventionele verbrandingsmotoren. De hendels voor het tanken bij de H2 pompen, dispensers genoemd, zien er ook bekend uit. Een blik op de apparatuur onthult echter dat er geen benzine of diesel door de toevoerleiding stroomt; de vulopening voor de voertuigtank is ontworpen om bestand te zijn tegen hoge druk.
H2 warmt op bij expansie
Waterstof voor het tanken wordt samengeperst met een druk tot 900 bar, een compressie die is aangepast aan de gebruikelijke tankdruk van 700 bar. Hoe groter het drukverschil tussen de dispenser en het voertuig, hoe sneller de waterstof stroomt, waardoor het tankproces wordt verkort. Er is echter één cruciaal aspect dat we hier in gedachten moeten houden: in tegenstelling tot andere gassen warmt waterstof op tijdens expansie.
Daarom speelt temperatuurbewaking een cruciale rol bij het tanken van waterstof. Deze taak vindt plaats in een bereik tussen -40 °C en +85 °C. De lagere waarde is de temperatuur van de waterstof aan het begin van het tankproces, dat wordt bereikt door het af te koelen met behulp van een warmtewisselaar. De hoogste waarde komt overeen met de maximumtemperatuur waarvoor de standaard H2 voertuigtanks zijn gespecificeerd. Dit zijn type 4 tanks van koolstofvezel.
De stijgende temperaturen tijdens het tanken van waterstof in een vroeg stadium koelen
De stijgende temperaturen tijdens het tanken van waterstof in een vroeg stadium koelen +85 °C. Als het deze waarde nadert, vertraagt het systeem het bijtanken in een vroeg stadium en regelt het door middel van koeling. Om de H2 temperatuur te monitoren is een meetinstrument nodig dat gevoeligheid en robuustheid combineert en ook de impact op de mediastroom minimaliseert. Daarom koos de eerder genoemde HRS-fabrikant voor de hogedruk thermokoppel TC90 van WIKA. Vooral om de volgende redenen is voor dit instrument gekozen:
- De TC90 is compact en ontworpen voor meettaken in kleine nominale pijpbreedtes.
- De voelerpunt is bestand tegen een druk tot bijna 900 bar die optreedt tijdens het tanken van waterstof, zelfs als deze onbeschermd is.
- De versie met hogedruk schroefdraadaansluiting geeft de TC90 de nodige stevigheid en houdt de meetlocatie betrouwbaar afgedicht.
- Het directe mediacontact van de voeler zorgt voor korte reactietijden van slechts enkele seconden die nodig zijn om de koeling te regelen.
- Alle natte onderdelen zijn gemaakt van H2-compatibele materialen.
Thermokoppel ook leverbaar in combinatie met een SIL 2 transmitter
Voor gebruik in brandstofsystemen is de thermokoppel TC90 verkrijgbaar in explosieveilige versies volgens ATEX en IEC Ex. Hij is ook verkrijgbaar in combinatie met een WIKA transmitter, bijvoorbeeld model T38 met Ex- en SIL 2-goedkeuring.
Opmerking
Meer informatie over de hogedruk thermokoppel model TC90 hen de temperatuurtransmitter model T38 vindt u op de WIKA website. U vindt er ook een volledig overzicht van WIKA-oplossingen voor de productie en het gebruik van waterstof, ook voor waterstof tankstations. Heeft u verder nog vragen, dan helpt contact u graag verder.
Lees tevens onze artikelen
Drukschakelaar in waterstoftrein zorgt voor veiligheid
WIKA ontwikkelt druksensor voor waterstofvoertuigen
Waterstof omzetten in kilometers
U kunt ook een interview bekijken over WIKA meettechnologie voor H2 toepassingen: