GSR-Ventile GSR-Ventile für Extrem-Anforderungen

Ein Ventil, das in Wasserstoff-Betankungssystemen eingesetzt wird, muss besondere Anforderungen erfüllen. Eine neue Ventilserie von GSR-Ventiltechnik, die sich u.a. durch äußerst geringe interne Leckagen bei derart hohen Drücken auszeichnet, erfüllt diese Extrem-Anforderungen. Mehr dazu auch auf der Hannover Messe am GSR-Stand in Halle 23, Stand C15

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GSR Ventiltechnik GmbH & Co. KG GmbH & Co. KG

Wie gewährleistet man die Versorgung von Tankstellen und Fahrzeugen mit dem „Kraftstoff der Zukunft“ Wasserstoff? Die Antwort auf diese Frage birgt echte Herausforderungen für Konstrukteure von Speicheranlagen und Leitungsnetzen, denn der Wasserstoff soll künftig mit hoher Energiedichte – und das heißt: mit einem Druck von 700 bar – auf den Tankstellen und im Fahrzeug gespeichert werden.

Jedes Ventil an den Schnittstellen des Leitungsnetzes muss folglich für diesen hohen Druck ausgelegt sein. An die Festigkeit des Ventilwerkstoffes werden dabei hohe Anforderungen gestellt, ebenso an die Detailkonstruktion z.B. der Dichtung. Dies ist um so herausfordender, als die Wasserstoff-Moleküle sehr klein sind, die Dichtungen also besonders wirksam sein müssen.

Unter diesen Rahmenbedingungen hat GSR als langjähriger Spezialist für Hochdruckventile eine Ventilbaureihe speziell für die Wasserstoff-Infrastruktur entwickelt. Die Ingenieure konnten aber auf einer Ventilserie aufbauen, die für die Erdgasbetankung entwickelt wurde.

Erdgas-Hochdruckventile in Blockbauweise

Anders als Wasserstoff wird Erdgas schon umfassend als Kraftstoff genutzt. Weltweit sind mehr als 12 Millionen Erdgas-Autos unterwegs, und ihre Anzahl wächst rasch. Mit der steigenden Zahl von Tankstellen zeigte sich jedoch, dass die vorhandenen Ventile in Bezug auf ihre Verfügbarkeit zu wünschen übrig ließen.

GSR entwickelte daraufhin vor etwa zwei Jahren Erdgas-Hochdruckventile in Patronenbauweise. Sie werden in einen Ventilblock eingeschraubt, in den auch die Rückschlagventile und die leicht auszutauschende Filtereinheit im Druckeingang integriert sind (Bild 1).

Diese Lösung überzeugt durch den völligen Verzicht auf Verrohrungen und die sehr kompakte, servicefreundliche Bauweise. Die Ventilblöcke stehen in Dreifach- und Sechsfach-Ausführung zur Verfügung. Sie sind für einen maximalen Druck von 450 bar geeignet. Der Temperaturbereich, da hier mit ATEX-Spulen gearbeitet wird, beträgt -40°C bis +60°C. Die Ventile eignen sich also auch für den Außeneinsatz.

Ausfallsicherheit deutlich erhöht

Inzwischen hat sich erwiesen, dass die Blockbauweise die Ausfallsicherheit der Erdgas-Zapfsäulen deutlich erhöht, und das bei minimalem Serviceaufwand. Somit sind auch die „Cost of Ownership“ im Vergleich zu konventionellen Ventilen erheblich niedriger. Aus diesen Gründen stieß die neue Ventilbaureihe bei den Herstellern und Betreibern von Erdgas-Betankungsanlagen schon bei den ersten Vorstellungen auf großes Interesse.

Hochdruckventile für die Wasserstoff-Infrastruktur

Während für den Kraftstoff Erdgas schon eine funktionierende Infrastruktur geschaffen wurde, steht diese Entwicklung bei Wasserstoff erst noch bevor. Experten sind sich einig, dass Wasserstoff als Energieträger und Kraftstoff künftig eine wichtige Rolle spielen wird. Das gilt sowohl für die mobile und stationäre Brennstoffzellen-Technik als auch für wasserstoffbetriebene Verbrennungsmotoren: Hier gibt es sehr vielversprechende Entwicklungsprojekte.

Erfahrung mit 450 bar-Ventilen

Aus diesen Gründen wird in den kommenden Jahren eine Versorgungs- Infrastruktur für Wasserstoff geplant und aufgebaut. Allerdings sind dabei noch technische Herausforderungen zu meistern. Zurzeit speichert man den gasförmigen Wasserstoff bei Drücken von 200 bis 300 bar. Für die entsprechenden Betankungsanlagen hat GSR Hochdruck- Magnetventile entwickelt, die sich im praktischen Einsatz bewähren und für Drücke bis 450 bar geeignet sind (Bild 2). (Nach dem Umblättern: Herausforderung für die Entwickler)

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