Innovative Stromversorgung in der Bahntechnik diskutiert

Ersatzversorgungen mittels Verbrennungsmaschinen wie Dieselaggregate sind aus energetischer Sicht heute überholt. So ist etwa bei der Stromversorgung von Bahn-Sicherungsanlagen der Einsatz neuer Energiekonzepte gefordert.

Die Vorteile von Brennstoffzellensystemen stellen heute eine überzeugende Alternative dar. Zu diesem Ergebnis kam die VDEI (Verband Deutscher Eisenbahn-Ingenieure e.V.)-Fachausschuss-Tagung am 12. Mai in der Rittal-Unternehmenszentrale in Herborn. Die Fachveranstaltung stand unter dem Thema „Innovative Stromversorgung in der Bahntechnik“.

Die Anforderungen an die Stromversorgung von Bahn-Sicherungsanlagen sind heute sehr hoch. Dazu zählen 100-prozentige Redundanz, stabile Versorgung, hohe Zuverlässigkeit und Flexibilität durch modularen Aufbau sowie geringe Instandhaltungskosten. Welche Möglichkeiten sich insgesamt bei der Ersatzstromversorgung in der Bahntechnik heute ergeben, zeigte Dipl.-Ing. Lutz Westphal vom EBC Eisenbahn-Cert des Eisenbahn Bundesamtes in seinem Referat auf. Er kommt zu dem Ergebnis: „Aus energetischen Betrachtungen sind die Ersatzversorgungen mittels Verbrennungsmaschinen überholt. Auch die Umformung von elektrischer Energie mittels Motorgeneratoren hat einen wesentlich niedrigeren Wirkungsgrad als statische Umformer.“ Die derzeit von der Bahn eingesetzten Technologien, vor allem Dieselaggregate entsprächen nicht mehr dem Stand der Technik.

Wie die Nachteile von Dieselaggregaten im Einzelnen aussehen, verdeutlichte die Präsentation von Dipl.-Ing. Andreas Henschel, DB Qualitätssicherung. Dazu zählen schlechte Wirkungsgrade von 0,40 bis 0,45 und damit energetische Verluste von 55 bis 60 Prozent, hoher Wartungs- und Instandhaltungsaufwand sowie Schadstoffausstoß. Gerade dieser Aspekt der Umweltbelastung sei heute nicht mehr akzeptabel und erfordert umfangreiche Filtermaßnahmen oder gar neue Aggregate.

Welche Vorteile in diesem Zusammenhang die Brennstoffzellentechnik, die mit Wasserstoff und Sauerstoff betrieben wird, als überzeugende Alternative zu Dieselgeneratoren bietet, erläuterte Dipl.-Ing. Hartmut Paul, Technologiemanagement Klima und Mechanik bei Rittal, in seinem Vortrag. Als Gründe für den Einsatz von Wasserstoff als Energieträger nannte der Referent unter anderem die beschränkte Verfügbarkeit fossiler Primärenergien auf noch 50 bis 80 Jahre sowie den steigenden Energiebedarf. Wasserstoff sei das am häufigsten vorkommende Element im Universum und werde als ideales Speichermedium für die regenerativen Stromnetze der Zukunft angesehen. Ebenso nannte er die Tatsache, dass die Einführung eines neuen Energiesystems prinzipiell etwa 50 Jahre benötigt, um den Markt zehn Prozent zu durchdringen. „Es ist höchste Zeit, mit Wasserstoff als speicherbaren und universell einsetzbaren Sekundärenergieträger zu CO2-freien, erneuerbaren Energien zu kommen.“ Heute sei Wasserstoff in punkto Sicherheit den herkömmlichen Energieträgern ebenbürtig.

Ein wesentlicher Vorteil der RiCell Flex Brennstoffzellentechnologie von Rittal – die in diesem Jahr für den Hermes Award nominiert wurde – ist die umweltfreundliche, emissionsfreie Energiewandlung sowie der hohe Gesamtwirkungsgrad von bis zu 54 Prozent. Ein Novum ist, dass das System konsequent modular aufgebaut ist. Es lässt sich in zwanzig Einzelschritten von 2,5 auf 50 Kilowatt skalieren und kann daher flexibel an den Bedarf unterschiedlicher Anwender angepasst werden. Durch die Modultechnik ist der Aufwand bei der Instandhaltung dabei sehr gering. Das luftgekühlte Brennstoffzellensystem produziert als Abfallprodukte lediglich Wärme und geringfügig feuchte Abluft. Da die Energieumwandlung ohne bewegende Teile auskommt, arbeiten Brennstoffzellen zudem ohne störende Geräusche. Neben dem klassischen Einsatz als Notstromversorgung können sie auch Energie bereitstellen, um teure Lastspitzen abzudecken.

Abschließend diskutierten die Teilnehmer des Fachausschuss über die Einsatzmöglichkeiten von neuen Technologien in der Stromversorgung von Bahnsicherungsanlagen. Neben dem Ersatz einzelner Komponenten durch neue Technik wie der Brennstoffzelle und der Dual-USV wurde unter deren Verwendung ein neues Konzept von Stromversorgungsanlagen in Stellwerken oder Bahnübergangssicherungsanlagen (BÜSA) erörtert. Gemeinsam kamen die Beteiligten zu dem Ergebnis, dass diese Konzepte versorgungssicherer und kosteneffektiver sind.

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