Die Leistungsfähigkeit von Brennstoffzellen erfordert die Einhaltung verschiedener Spezifikationen. Daher müssen Ingenieure eine Reihe von Qualifizierungs-, Leistungs- und Dauerlaufprüfungen durchführen. Brennstoffzellen werden durch die Bestimmung ihrer Dauerfestigkeit qualifiziert. Die Leistungsfähigkeit einer Brennstoffzelle wird typischerweise anhand von Polarisationskurven dargestellt, die durch Spannung und Stromstärke gemessen werden. Ein Dauerlauftest wird durchgeführt, nachdem der Brennstoffzellenstapel die Betriebstemperatur erreicht hat: Der Stapel wird einer kontinuierlichen Reihe von Lade-/Entladezyklen unterzogen, um seinen sicheren und zuverlässigen Betrieb im Feld zu gewährleisten.
„Angesichts der steigenden Nachfrage nach sauberer Energie verzeichnet der Brennstoffzellenmarkt ein jährliches Wachstum von 26,4 % und wird bis 2025 voraussichtlich ein Volumen von 848 Millionen US-Dollar erreichen. Brennstoffzellen werden unter anderem zur Stromerzeugung für Nutzfahrzeuge wie Busse und Gabelstapler, für Hilfsstromversorgungssysteme und für weitere Energiequellen eingesetzt. Um die Entwicklung und Fertigung hochwertiger Brennstoffzellen zu gewährleisten, bietet EA Elektro-Automatik die Zweiquadranten-Netzteile der Serie EA-PSB 10000 und die elektronischen Lasten der Serie EA-ELR 10000 an. Sowohl die PSB-Netzteile als auch die EA-ELR-Lasten können bis zu 30 kW erzeugen und aufnehmen sowie Energie ins Netz zurückspeisen. Dies ermöglicht die Prüfung von Brennstoffzellenstapeln beliebiger Größe“, so Markus Schyboll, Geschäftsführer von EA Elektro-Automatik (EA).
Der integrierte Funktionsgenerator simuliert beliebige Lastzustände.
Sowohl die PSB-Netzteile als auch die elektronischen ELR-Lasten verfügen über integrierte Funktionsgeneratoren mit beliebiger Wellenformerzeugung, was die Qualifizierung, Leistungs- und Dauerfestigkeitsprüfung von Brennstoffzellen vereinfacht. Im Gegensatz zu anderen Lasten, die separate Wechselstromgeräte benötigen, kann die ELR-Last mit ihrem integrierten Wellenformgenerator Störtests durchführen, um die Brennstoffzellen-Dauerfestigkeit zu ermitteln. Dank ihrer integrierten Wellenformgeneratoren können sowohl die PSB-Netzteile als auch die ELR-Lasten die zu testenden Brennstoffzellen dynamischen Laständerungen aussetzen, um deren Leistung und Dauerfestigkeit zu beurteilen.
Die Gleichstromnetzteile der PSB-Serie simulieren die Eigenschaften von Brennstoffzellen.
Sie verfügen über einen internen XY-Generator, der die Ausgangsleistung einer Brennstoffzelle simuliert. Bei verschiedenen Spannungen kann das PSB-Netzteil seinen Ausgangswiderstand variieren, um die Stromkennlinie einer Brennstoffzelle bei einer programmierten Spannung zu erzeugen. Dadurch kann es die drei Phasen der Ausgangskennlinie einer Brennstoffzelle reproduzieren. Um den Betriebspunkt eines brennstoffzellenbetriebenen Geräts unter verschiedensten Bedingungen zu ermitteln, kann das PSB-Netzteil dem Ausgangssignal Restwelligkeit und Rauschen hinzufügen.
Die automatische Bereichswahl optimiert die Spannungs- und Stromkurve für die Prüfung von Brennstoffzellen jeder Art und Größe.
Sowohl die Netzteile der PSB-Serie als auch die ELR-Lasten zeichnen sich durch diese automatische Bereichswahl aus. Die PSB-Netzteile verfügen über eine konstante Ausgangsleistung und ermöglichen so einen breiten Spannungs- und Strombereich mit nur einem Gerät. Die Netzteile decken Bereiche von 0–60 V bis 0–2000 V ab. Bei einer Leistung von 30 kW können Ströme von bis zu 1000 A bei 30 V erreicht werden. Ebenso können ELR-Lasten bis zu 2000 V oder 1000 A bei einer Leistung von 30 kW aufnehmen. Dank der automatischen Bereichswahl können Anwender höhere Ströme und Spannungen erzielen, ohne Netzteil oder Last überdimensionieren zu müssen. Somit bietet ein einzelnes Gerät ein breites Spektrum an Testkapazität und vielseitige Einsatzmöglichkeiten für verschiedene Testanwendungen. Im Vergleich zu Geräten mit festem Bereich reduzieren PSB-Netzteile und ELR-Lasten die Servicekosten und den Platzbedarf im Testrack.
Hocheffiziente regenerative Energierückgewinnung spart Kosten und reduziert den Kühlbedarf.
Die Netzteile der PSB-Serie bieten den zusätzlichen Vorteil, dass sie als Zweiquadranten-Geräte fungieren können. Sie können daher sowohl als Quelle als auch als Last eingesetzt werden. Im Lastbetrieb sind sowohl PSB-Netzteile als auch ELR-Lasten regenerativ und speisen die aufgenommene Energie mit einem Wirkungsgrad von über 96 % ins Netz zurück. Dies reduziert den Kühlbedarf der Geräte erheblich. Weniger Kühlung ermöglicht eine platzsparende Ausführung mit kleineren Geräten bei gleicher Leistung und senkt die Energiekosten. Auch die Lüftergeräusche werden deutlich reduziert. Bei hohen Lasten, wie z. B. kW-Lasten, führt die regenerative Energierückgewinnung zu erheblichen Einsparungen bei den Energiekosten, kleineren Geräteabmessungen und einer längeren Lebensdauer der Geräte durch geringere thermische Belastung.
Umfassende Schnittstellen für automatisierte Tests:
Die Netzteile der PSB-Serie und die Lasten der ELR-Serie verfügen standardmäßig über USB- und Ethernet-Schnittstellen. Zusätzlich ermöglichen verschiedene optionale Schnittstellen die Steuerung über einen PC oder eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS). Zu den optionalen Schnittstellen gehören RS-232, Profibus, CAN-Bus und Modbus. Über die CAN-Schnittstelle lassen sich die Geräte mit einem Fahrzeugsteuerungssystem verbinden.
Vereinfachte manuelle Bedienung:
Die Netzteile und Verbraucher verfügen über ein farbiges Touchscreen-Display, das alle gemessenen und programmierten Werte anzeigt, sowie über nur zwei Drehknöpfe. Der Benutzer kann zwischen verschiedenen Sprachen wählen: Englisch, Spanisch, Französisch, Deutsch, Chinesisch und Russisch. Da der Benutzer in seiner bevorzugten Sprache arbeiten kann, ist die Einarbeitungszeit kürzer.
