Siegel zur Serie

Test & Technik

Mit Akkreditierung nach DIN EN ISO/IEC 17025 ist das PBT am ZBT das erste deutsche BZ-Prüflabor, das produktrelevante Normen testet. Das Zertifikat bereitet für Prototypen den Weg zur Serienproduktion.

02. September 2010

Bisher können Systemintegratoren nur durch sehr aufwendige Einzelprüfungen die Herstellerangaben überprüfen oder eine Zertifizierung erhalten. Diese ist dann nicht erweiterbar oder auf andere Systeme übertragbar. Das Prüflabor Brennstoffzellen-Technik (PBT am ZBT) kontrolliert nun in neun Prüfungen die Richtigkeit der Herstellerangaben und vereinfacht damit durch entsprechende Zertifikate die Sicherheitsbetrachtungen der Systeme für den Systemintegrator deutlich.

Denn um Brennstoffzellensysteme in den Markt bringen zu können, ist es erforderlich, eine CE-Kennzeichnung vorzunehmen. Diese wird als Eigenerklärung des Herstellers abgebildet solange die Systeme nicht einer Richtlinie unterliegen, die einer benannten Stelle bedarf, wie es beispielsweise bei der Druckgeräterichtlinie der Fall ist.

Der CE-Kennzeichnung voraus geht die sogenannte Konformitätsbewertungserklärung. Sie soll alle relevanten Normen oder Richtlinien abdecken. Hierfür ist es erforderlich auf der einen Seite die anwendungsbezogenen Richtlinien einzuhalten. Auf der anderen Seite müssen die Hersteller auch die produktrelevanten Normen einhalten, also die Brennstoffzellennormen der Normenreihe DIN EN IEC 62282.

Durch abgeschlossene Bereiche ist die Geheimhaltung gewahrt

Die Untergliederung dieser Normen umfasst neben der Terminologie die Modulenormen, die stationären Brennstoffzellensystemnormen, den Bereich für APU, den Bereich für portable Systeme, Mikrosysteme und Fuel-Cell-Testmethoden.

Bei dieser Normenreihe kann die sogenannte Vermutungswirkung für Brennstoffzellensysteme angesetzt werden, da hier der Stand der Technik beschrieben wird und es keine ›Harmonisierten Normen‹ der EU gibt. Das sind Normen für Produkte im Bereich der EU, die bei entsprechender Anwendung die Einhaltung der relevanten Richtlinien beinhalten. Bisher gibt es keine Bestrebungen, für Brennstoffzellen oder Brennstoffzellenanwendungen solche Normen zu erstellen. Daher ist es wichtig, die Normen anzuwenden, die der Vermutungswirkung unterliegen, was durch eine Risikoanalyse erarbeitet wird.

Das Prüflabor Brennstoffzellen-Technik ist eine unabhängige Prüfeinrichtung, die neben den wissenschaftlichen Abteilungen des ZBT Prüfungen an Brennstoffzellenmodulen durchführen kann. Für alle neun Prüfungen im definierten Geltungsbereich des Prüflabors wurden Prüfanweisungen aus der Normenreihe DIN EN IEC 62282-2 entwickelt und entsprechende Prüfstände aufgebaut.

In dieser Normenreihe sind die allgemeinen Sicherheitsanforderungen für die Auslegung von Systemen niedergelegt. Der Vorteil dieser Normen liegt darin, dass die Brennstoffzellenmodule einer sehr allgemeinen Beschreibung unterliegen. So bildet diese Norm Einheiten vom fast isolierte Stack bis zum fast fertigen System ab. Bauform, Größe, Typ oder Einsatz sind nicht spezifiziert. Damit werden die allgemeinen Sicherheitsstrategien abgeprüft, die als Herstellerangaben dem Brennstoffzellenmodul beigefügt werden müssen.

In den unterschiedlichen Prüfungen untersuchen und bestätigen die Wissenschaftler des PBT am ZBT letztlich, dass die angegebenen Werte der Hersteller erreicht respektive nicht unter- oder überschritten werden. Im Einzelnen wird neben Druck- und Normalbetriebsprüfungen, bei denen die Nennwerte der Hersteller nach festgelegten Prozeduren abgeprüft werden, vor allem die Gasleckrate kontrolliert, die für die sicherheitstechnische Gesamtbetrachtung des Systems von entscheidender Bedeutung ist.

Hierzu ist im Prüfstand eine Konstantdruckprüfung mit Echtgas aufgebaut worden. Damit lassen sich die Messunsicherheiten und Fehler der Übertragungsrechnung bei Verwendung von Ersatzgasen minimieren. Eine weitere Prüfung ist die Simulation von anomalen Betriebszuständen. Hier wird das grundsätzliche Konzept der Systemsteuerung für einen sicheren Betrieb geprüft.

Das Prüflabor verfügt über abgeschlossene Bereiche für die Prüfungen, in denen die Geheimhaltung gewahrt ist und der Kunde die Möglichkeit hat, bei den Prüfungen anwesend zu sein. Damit ist eine maximale Transparenz der Prüfungen gegeben. Innerhalb der Prüfstände besteht außerdem die Möglichkeit, nach Rücksprache mit dem Kunden erweiterte Prüfungen durchzuführen, die dann nicht mehr im akkreditierten Bereich des Labors anfallen.

Die im PBT durchgeführten akkreditierten Prüfleistungen gemäß der DIN EN IEC 62282-2 haben grundlegenden Charakter auch für Systeme aus dem Bereich der Brennstoffzellenheizgeräte oder anderer Einsatzgebiete, die nicht explizit in anderen Normen oder Richtlinien benannt sind.

Prüfsiegel zertifiziert sicheren Betrieb des Systems

Um interne Ringversuche durchführen zu können, stehen drei modular rückführbare Prüfstände im Labor zur Verfügung, in denen jeweils eine Leistung von bis zu 7kW elektrisch abgeprüft werden kann. Durch modulare Verschaltung besteht die Möglichkeit, Systeme bis 20kW elektrisch zu prüfen.

Aufgrund der allgemeinen Beschreibung innerhalb der Normenreihe sind nicht alle Prüfungen an allen Modulen durchführbar, sodass bei einem Prüfauftrag als erstes die Entscheidung gefällt werden muss, welche Prüfungen unter welchen Bedingungen durchgeführt werden können.

Die Ergebnisse der Prüfungen werden in einem Prüfbericht festgehalten, der der DIN EN ISO/IEC 17025 entspricht. Gleichzeitig wird ein Prüfsiegel ›PBT Prüflabor Brennstoffzellentechnik geprüft‹ angehängt, was dem Gerätenutzer das Vertrauen geben soll, dass das System unter spezifizierten Einsatzbedingungen sicher betrieben werden kann. Alle erstellten Prüfberichte genießen weltweite Anerkennung.

Ausgehend von diesem Prüfbericht kann gemeinsam mit einer Zertifizierungsstelle die gesamte Produktionslinie beurteilt und entsprechend zertifiziert werden. Damit ist der Weg der Serientauglichkeit und Serienfertigung für die bevorstehende Markteinführung geebnet.

Erschienen in Ausgabe: 03/2010