Referenzprojekt
Mobile Brennstoffzellen-Stromversorgung im SANTOX Sondergehäuse
Wie das Fraunhofer ISE mit einem fahrbaren Belüftungsgehäuse von SANTOX eine autarke Stromversorgung auf Brennstoffzellen-Basis für netzferne Regionen realisierte, etwa in Schwellen- und Entwicklungsländern.
Kunde
Branche
Forschung & Erneuerbare Energien
Anwendung
Netzferne Stromversorgung
Produkt
Sondergehäuse (fahrbar)
Standort
Freiburg, DE
Die Herausforderung
Vom Laboraufbau zur feldtauglichen Power-Station
Das Fraunhofer ISE entwickelte ein automatisiertes System zur Stromerzeugung auf Basis von Bioethanol. Der humanitäre Kontext: zuverlässige Stromversorgung für medizinische Geräte in Schwellen- und Entwicklungsländern, wo herkömmliche Netze fehlen.
Vier Funktionsmodule
Extreme Temperaturen
Prozessbelüftung
Feldtauglichkeit
Das System besteht aus vier getrennten Funktionsmodulen (Reformer, PEM-Brennstoffzelle, Tank, Elektronik/Akku), die sicher in einem kompakten Gehäuse untergebracht werden mussten. Ohne ein spezialisiertes Gehäuse wäre das System ein stationärer Laboraufbau geblieben.
- Vier getrennte Funktionsmodule (Reformer, Brennstoffzelle, Tank, Elektronik) sicher integrieren
- Wetterfester Betrieb bei extremen Temperaturen von -10 bis +40 °C
- Permanente Zu- und Abluftführung für die chemische Reaktion zwingend erforderlich
- Gesamtgewicht von ca. 35 kg muss für eine Person handhabbar bleiben
- Transport durch unwegsames Gelände in Schwellen- und Entwicklungsländern
Die Lösung
Fahrbares Sondergehäuse mit integrierter Lüftung
SANTOX realisierte ein fahrbares Sondergehäuse für das Reformer-Brennstoffzellen-System. Ein Brennstoffzellen-Stack erzeugt Strom aus Bioethanol, benötigt dafür Sauerstoff und gibt Wärme ab. Das Gehäuse musste beide Anforderungen erfüllen: geschützte Aufnahme der vier Funktionsmodule und aktive Belüftung.
Fahrbares Gehäusekonzept
Integriertes Fahrgestell mit Rollen und Griff macht das 35-kg-System für eine einzelne Person mobil. Aus einer stationären Anlage wird eine transportable Power-Station.
Integrierte Lüftungstechnik
Aktive Luftführung im Gehäusekorpus versorgt die Brennstoffzelle mit Sauerstoff und führt Abwärme effizient ab, ohne den Schutz gegen Umwelteinflüsse zu gefährden.
Modulare Zugänglichkeit
Einzelne Module können herausgenommen werden, etwa um den Bioethanol-Tank separat zu befüllen oder Wartungsarbeiten an der Elektronik durchzuführen.
Passgenaue Modul-Aufnahme
Vier getrennte Funktionsmodule (Reformer, Stack, Tank, Akku) werden passgenau aufgenommen und sicher fixiert für den rauen Feldeinsatz.
SANTOX Produkt
Sondergehäuse (fahrbar)
Fahrbares Aluminium-Gehäuse mit Lüftung
Das Ergebnis
Autarke Energie, weltweit einsatzbereit
Das SANTOX-Gehäuse verwandelte einen Laboraufbau in eine mobile, feldtaugliche Stromversorgung für den humanitären Einsatz.
250 W
Dauerleistung
Zuverlässige Stromversorgung für medizinische Geräte und netzferne Anwendungen, kurzzeitig bis 400 W.
35 kg
Systemgewicht
Leicht genug für den Ein-Personen-Transport, trotz vier integrierter Funktionsmodule.
50°
Temperaturspanne
Zuverlässiger Betrieb von -10 bis +40 °C für den Einsatz in klimatisch anspruchsvollen Regionen.
Eigenschaft
Marktstandard
SANTOX Lösung
Einsatzfähigkeit
Stationärer Laboraufbau
Mobil, feldtauglich, weltweit
Belüftung
Externe Luftversorgung
Integrierte aktive Lüftung
Transport
Mehrere Personen nötig
Ein-Personen-Mobilität
Wartung
Komplettzerlegung nötig
Modularer Einzelzugriff
Wetterschutz
Nur Innenraum-Betrieb
-10 bis +40 °C Außeneinsatz
Technische Details
Engineering im Detail
Die technischen Highlights des fahrbaren SANTOX-Sondergehäuses für das Fraunhofer ISE im Überblick.
Lüftungsöffnungen und aktive Luftführung wurden direkt in den Gehäusekorpus integriert. Dies gewährleistet die chemische Reaktion der Brennstoffzelle durch Sauerstoffzufuhr und verhindert gleichzeitig eine Überhitzung im geschlossenen Gehäuse.
Vier getrennte Funktionsmodule (Reformer, PEM-Brennstoffzellen-Stack, Bioethanol-Tank, Elektronik/Akku) werden in passgenauen Aufnahmen sicher fixiert. Dies ermöglicht schnelle Wartung und das separate Befüllen des Tanks außerhalb des Gerätes.
Ein robustes Rollensystem und ein ausziehbarer Griff verwandeln die 195-Liter-Einheit in eine mobile Power-Station. Trotz des Gesamtgewichts von 35 kg ist der Ein-Personen-Transport problemlos möglich.
Das Gehäuse wurde für den Betrieb bei Umgebungstemperaturen von -10 bis +40 °C ausgelegt. Die Kombination aus aktiver Belüftung und thermischer Isolation schützt die empfindlichen Komponenten in beiden Extremen.
Das System kombiniert die Brennstoffzelle mit einer Pufferbatterie. Die 250 W Dauerleistung (kurzzeitig 400 W) steht auf Knopfdruck zur Verfügung. Das Gehäuse integriert beide Energiequellen in einer kompakten Einheit.
Leistungsumfang
- Entwicklung des fahrbaren Aluminium-Sondergehäuses
- Integration der aktiven Lüftungstechnik in den Gehäusekorpus
- Konstruktion der passgenauen Aufnahmen für vier Funktionsmodule
- Mobilitätskonzept mit Rollensystem und ausziehbarem Griff
- Thermomanagement für den Betrieb von -10 bis +40 °C
- Fertigung des kompletten Schutzgehäuses für Systemkomponenten
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