Wenn es um Anlagen geht, in denen Medien – ob Flüssigkeiten oder Gase – unter hohem Druck zum Einsatz kommen, führt am spanischen Unternehmen Hiperbaric kaum ein Weg vorbei. Seit mehr als 25 Jahren liefert das international tätige Unternehmen in Hochdrucktechnik aus Burgos, im Norden der Region Kastilien-León, Hochdruckanlagen (High Pressure Processing) bis zu 6.000 bar für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie Heiß-Isostatische Pressen (HIP). Diese werden für kritische Metall- und Keramikbauteile in der Luft- und Raumfahrt, der Energie-, Öl- und Gas- sowie Automobilindustrie oder auch für medizinische Implantate benötigt. Ein weiteres Standbein des Unternehmens sind Wasserstoffanlagen, die mit erneuerbaren Energien betrieben werden.

Die von Hiperbaric entwickelte Kompressionstechnologie ermöglicht eine Verdichtung auf bis zu 1.000 bar. Damit eignet sie sich für die Verdichtung des grünen Wasserstoffs zur Speicherung oder für den Einsatz in Wasserstofftankstellen – sei es bei 350 bar für Lkw und Busse oder bei 700 bar für Fahrzeuge mit Brennstoffzellen der neuesten Generation. Inzwischen hat der spanische Wasserstoffpionier rund 35 Wasserstoffanlagen für verschiedene europäische Kunden in Betrieb genommen.

Verlustfreie Wasserstoff-Prozesse

Obwohl Wasserstoff als elementar für die Energiewende und eine nachhaltige Weltwirtschaft gilt, sind die damit verbundenen Kosten noch sehr hoch. Umso wichtiger ist es, dass die Prozesse rund um den Wasserstoff effizient, sicher und verlustfrei ablaufen. Und hier kommt VEGA ins Spiel: Die Druckmesstechnik des international tätigen Herstellers von Sensoren für die Messung von Füllstand, Grenzstand und Druck sorgt dafür, dass in jedem Wasserstoff-Prozessschritt mit den richtigen Mengen und Drücken gearbeitet wird, sei es nun im Elektrolyseur, im Lagertank oder in der Rohrleitung.

In den Hiperbaric-Anlagen messen beispielsweise Prozessdruck-Sensoren der VEGABAR-Reihe den Wasserstoffdruck sowohl am Ein- als auch am Ausgang der Verdichter. Besondere Herausforderung für die Sensoren im Wasserstoffprozess ist das Risiko für Diffusion und Versprödung. VEGA löst dies mit Sensoren aus beständigen Edelstählen, trockenen Keramikmesszellen, diffusionsdichten Hochdruckanschlüssen und Beschichtungen aus reinem Gold oder einem Gold-Rhodium-Mix.

Maximale Verdichtung bis 1.000 bar

Die Wasserstoffkompressionstechnologie von Hiperbaric besteht aus einer Reihe von Kompressoreinheiten, die eine komplette Plug-and-Play-Lösung für die sichere, effiziente und zuverlässige Lieferung von komprimiertem Wasserstoff unter hohem Druck bieten. „Unsere Wasserstoffkompressionstechnologie ist eine Containerlösung“, beschreibt Luis Angel Ramos, Leiter der Elektrotechnik bei Hiperbaric, die Anlagen. Die Kompression funktioniert dabei in zwei ausgeklügelten, hintereinandergeschalteten identischen Stufen nach dem Prinzip des Kolbenverdichters.

In der ersten Stufe gelangt der Wasserstoff mit einem Eingangsdruck zwischen 20 und 200 bar in den Verdichterraum. Dort wird er – je nach Eingangsdruck – auf einen Zwischendruck zwischen 200 bar und dem maximalen Ausgangsdruck vorkomprimiert. Dabei erhitzt sich der Wasserstoff. Über einen Wärmetauscher, der die Temperatur auf unter 40 °C senkt, gelangt das Gas in die zweite Kompressionsstufe, die den Wasserstoff auf bis zu 1.000 bar verdichtet. Durch einen weiteren Wärmetauscher geführt, wird der hoch komprimierte Wasserstoff schließlich in einem Tank gespeichert und lässt sich später vielseitig einsetzen.

Zuverlässige Sensoren und maximale Betriebssicherheit

Die Betriebsbedingungen des Kompressors müssen exakt an Ein- und Ausgangsdruck angepasst werden, weswegen die zuverlässige Druckmessung eine entscheidende Bedeutung hat. Außerdem ist die Drucküberwachung aus Sicherheitsgründen wichtig.

Die Bedingungen für die Drucksensoren in diesem Verdichtungsprozess sind dabei hart, schließlich befinden sie sich mitten im Geschehen. „Der Umgang mit Wasserstoff erfordert ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit und Präzision“, fasst es Ramos zusammen. Die Temperaturen liegen zwischen -10 und +40 °C, der Druck zwischen 1 und 1.000 bar. VEGA bietet für die gesamte Bandbreite der Wasserstoffanwendungen zuverlässige Lösungen in der Füllstand- und Druckmesstechnik, unabhängig davon, ob es sich um aggressive Medien, Sauerstoff- und Wasserstoffüberlagerung oder Medien mit niedriger Dielektrizitätszahl handelt. Die eingesetzten Drucksensoren VEGABAR 82 und 83 erfüllen höchste Sicherheitsanforderungen (ATEX und SIL) und sind langzeitstabil. Für Hiperbaric waren dies die wichtigsten Gründe, in den Wasserstoffanlagen auf die bewährte Sensorreihe zu setzen. „Wir benötigen Sensoren, die hundertprozentig zuverlässig und sicher arbeiten. Deshalb haben wir uns für VEGA entschieden“, erklärt Ramos.

Der VEGABAR 83 überzeugt mit seiner trockenen DMS-Messzelle bei hohen Prozessdrücken bis 1000 bar für langzeitstabile Messungen. Der VEGABAR 82 wiederum hält mit seiner ölfreien keramischen CERTEC® -Messzelle selbst aggressiven Medien wie Kalilauge stand und hat sich durch seine hohe Überlastfähigkeit um den Faktor 200 schon in vielen Prozessen bewährt. Darüber hinaus ist die keramische Messzelle temperaturschockfest und verträgt Temperaturen bis 150 °C.

Der Einbau der Sensoren ist dank kleinster Prozessanschlüsse komfortabel und einfach. „Die Geräte wurden von unserem eigenen Hiperbaric-Team und mit technischer Unterstützung von VEGA installiert“, sagt Ramos, den besonders das Engagement von VEGA während der Inbetriebnahme beeindruckte. Mittlerweile sind die Sensoren seit einem Jahr im Einsatz und haben sich einen festen Platz erobert. So sind sie inzwischen an jeder Verdichtergruppe am Wasserstoffein- und -austritt zu finden.

Fazit

Die enorme Dynamik des Wasserstoffmarktes spiegelt sich auch im Alltag von Hiperbaric wider. Inzwischen hat das Unternehmen sein Geschäft mit Wasserstoffkompressoren in Europa verdoppelt und will bis 2025 in den USA durchstarten, wo es bereits eine starke Marktposition in der Hochdrucktechnik für den Lebensmittelsektor hat. Bei aller Dynamik werden Sicherheit und Wirtschaftlichkeit nicht aus den Augen verloren. VEGA unterstützt den Anlagenbauer dabei und sorgt dafür, dass die Prozesse effizient, sicher und vor allem verlustfrei ablaufen.