HE3DA – instalace v nevadské poušti a vodíkový vysokozdvižný vozík

Na konferenci Smart energy forum jste představil referenční instalaci v USA. O co přesně jde?

Spojili jsme se s University of Nevada v Las Vegas a podepsali jsme teaming agreement na podporu jejich projektu, který v minulosti financovalo i NASA. Jedná se o studium a automatický odběr bakterií z horných pramenů. Jsou velmi odolné vysokým teplotám a to právě vědce z univerzity zajímá. Projekt se nachází v oblasti Gerlachu v Nevadě na výzkumném ranči David Camp, který běží v ostrovním režimu a energii bere z několika stejnosměrných zdrojů. Využívá se tam větrná, geotermální i solární energie, mají také generátor na zemní plyn. Součástí ostrovního provozu byla i olověná baterie, ta však po 3 letech dosloužila a přišel čas na její výměnu. A tak jsme se dostali k projektu my.

• Reportáž místní televize o výměně bateriového úložiště v David Campu za HE3DA (v angličtině)

Jak v Nevadě přišli na HE3DA?

Dlouhodobě spolupracujeme s univerzitou v Nevadě, máme tam několik kontaktů, takže když se objevila poptávka po nových bateriích, mohli jsme se hned dohodnout. Na ranči dříve používali olověné baterie, naše jsou zhruba o polovinu menší a mají vyšší využitelnou kapacitu.

A to jim nevadilo, že ty baterie zatím nemají certifikaci, že to jsou všechno prototypy?

Ne, s tím nebyl problém. Použili jsme 28 baterií, které vyrábíme v Letňanech (pozn. red.: test těchto baterií zde). U těch už se nám povedlo výrobu vyladit tak, že jsme schopni vyrábět konzistentně stejné baterie s odchylkou v kapacitě do jednoho procenta. Tyhle baterie máme dobře vyzkoušené a víme, co od nich můžeme očekávat.

Čím je tato instalace přínosná pro Vás?

Můžeme testovat funkci v extrémních podmínkách, v létě tam máte 50 stupňů a v zimě minus 20. Baterky tam odchází velmi rychle a pro nás to byla příležitost dodat bateriový systém pro extrémní podmínky a ověřit v těchto podmínkách jeho provozuschopnost. Kromě teplot je tam i vysoké zatížení. Nejsilnějším zdrojem je generátor, když běží naplno, posílá do baterií 300 A, což naše baterie zvládne po většinu doby nabíjení.

Jak bude vaše spolupráce pokračovat?

Zatím jsme vytvořili strategic alliance a podepsali teaming agreement a budeme usilovat, aby do konce roku běžela energetická bilance systému v reálném čase online a odborníci k ní měli přístup.

Museli jste při instalaci překonávat nějaké překážky?

Nejnáročnější bylo, že jsme nastavení baterií museli přizpůsobit elektronice, která byla dodána k tamnímu olověnému bateriovému úložišti. Daleko víc by se nám líbilo, kdybychom mohli k tomu všemu spojit kabely s konkrétním napětím, přidat k tomu baterii nastavenou na správné napětí a od ní vést jeden výstup do invertoru. Celý systém by pak balancovaly baterie automaticky- přeliv na základě rozdílu napětí. Takhle jsme k tomu museli řešit nastavení mnoha elektronických ovládacích prvků, přičemž elektronika podle mě je méně spolehlivá než řešení na bázi vyrovnávání potenciálů o kterém jsme mluvil. Nakonec se nám to ale povedlo propojit tak, že teď by to celé mělo fungovat plně automaticky bez zásahu lidské ruky a již to tam pár týdnů bezchybně běží.

Připojení battery packu na všechnu elektroniku v campu pro mě byla velká škola. Teď vám mohu říct, že tohle (ukazuje na jeden z powerboxů na výstavě, který sestává z několika baterií a elektronického řídicího systému), je slepá cesta. Elektronika je velmi riziková, počítač dnes člověk po třech letech většinou nemění proto, že by chtěl, ale protože mu tam něco odejde. Vyhodnotil jsem si, že mnohem bezpečnější je nemít žádný battery management, máte-li naše baterky. Je to jistější, než používat elektroniku, která transformuje napětí série battery packu k vyrovnávání jednotlivých článků směrem dolů.

Dříve jste přitom uvedl, že powerboxy jste vytvořili právě proto, abyste vyvinuli vlastní battery management.

Ano, vyzkoušeli jsme několik způsobů elektronického balancování a já jsem došel k názoru, že nejlepší je nejít uvedenou tradiční cestou, vytvořit konkrétní vyrovnávací systém, který se hodí pro náš typ článku a k těmto systémům (tzn. k powerboxu řízenému elektronicky, pozn. red.) umožnit otevřený přístup. Je to plně funkční tradiční systém a kdo bude chtít, může své baterky podle tohoto schématu provozovat. Funguje to, ale velikost našich článků nám dává možnosti, jak se toho všeho zbavit.

Proč stavíte powerboxy z těchto relativně malých článků a nevyrobíte si větší? Vaše technologie by to umožňovala.

Pro linku v Letňanech je 500 Wh optimální velikost, na kterou jsme celou prototypovou výrobu vyladili. Přechod na články o větší základně by znamenal velké investice do forem a celkového nastavení.

Když se přesuneme z Nevady na Moravu, jak pokračuje stavba továrny v Horní Suché?

Dodělávají se okna a podlahy a brzy se dovnitř začne stěhovat první technika. Řadu zařízení máme ze Švýcarska a z Německa.

Zařízení pro výrobní linku si tedy necháváte vyrábět v zahraničí?

Výrobní linku ladí inženýrské firmy, kde se na to specializují. My jim k tomu samozřejmě poskytujeme všechny informace, které potřebují, ale nesedíme na tom každý den. HE3DA zde funguje jako poradenský orgán, ne jako orgán rozhodující. Máme například kompletně hotovou výrobní dokumentaci a specifikaci půlkilowatthodinových prototypů. To je pro firmy, které vyvíjejí výrobní linku pro Horní Suchou, důležitý podklad.

Řešíte i zásoby materiálů pro výrobu? Nehrozí, že vám při současném převisu poptávky kvůli elektromobilitě konkurenti vykoupí materiály?

To by mělo být bez problémů. Něco už máme nakoupené a jednáme o dalších dodávkách. Myslím, že nás dodavatel vnímá jako dobrého zákazníka.

Jak pokračuje certifikace Vaší baterie?

Zatím máme provedenu certifikaci z laboratoří ČVUT, kde měřili kapacitu, cyklickou stabilitu a další parametry. Tento certifikát je důležitým dokumentem od nezávislé třetí strany a výsledky potvrzují naše měření.

A už víte, jak dopadly baterie, které jste poslali na TÜV?

Baterie jsou již ve fázi ověřování a měření. Měří se například kapacity při různých vybíjecích proudech, ověřuje cyklická stabilita, certifikace pro transport a pár dalších věcí. Konečné výsledky testů očekáváme na začátku roku 2019.

Řada osobností z oboru se k vaší technologii staví rezervovaně. Nejčastěji hovoří o tom, že od vás nemohou dostat baterii na testování.

To je moje nařízení, které bohužel vychází ze zkušenosti. Kdysi jsme poskytovali k testování články kde komu, ale statisticky s tím lidé neuměli pořádně pracovat především kvůli nedostatečnému vybavení kvalitní technikou, měření velkých proudů při nízkém napětí. Baterii z ruky nyní nedáváme, ale jak sám víte, nabízíme testování článků v našich laboratořích na našich měřácích. Výjimkou je ČVUT, jsme opravdu rádi, že tam jsou odborníci, kteří rozumí věci a umí provádět akreditované měření.

Vodíkový vysokozdvižný vozík

Prototyp vodíkového vysokozdvižného vozíku s nabíječkou Leancat a bateriemi HE3DA, foto © TZB-info.cz

Aby byly palivové články konkurenceschopné, musí se nejprve zlevnit a k tomu nedojde bez jejich masovější výroby. Ovšem dnes se palivové články uplatňují převážně v dotovaných projektech. To není dlouhodobě udržitelné, proto se ve společnosti Leancat rozhodli najít pro palivové články komerční uplatnění a jedním z nich je vysokozdvižný vozík.

Ve větších logistických centrech dnes jezdí vozíky na baterie, kde je ke každému vozíku nutná náhradní baterie. Tyto náhradní baterie je potřeba někde skladovat a nabíjet, což je prostorově, časově i finančně náročné. Podle Vladimíra Matolína z firmy Leancat je výhodnější mít čerpací stanici na vodík a vozíky pohánět palivovým článkem. Prototyp takového vysokozdvižného vozíku byl představen na listopadové konferenci Smart energy forum v Praze.

Prototyp místo velké baterie nyní obsahuje palivový článek, nádrž na vodík, nabíječku od Leancat a baterie od HE3DA. Pracovní napětí palivového článku je 24 V, proto pohon zahrnuje celkem 6 malých baterií HE3DA, které umí dát okamžitý proud až 200 A. Baterie jsou zde proto, že palivový článek běží nejlépe při stabilním výkonu, průběžně tedy dobíjí baterie, které naopak umí pružně reagovat na výkonové požadavky. Nejnáročnější je zvedání nákladu, kde si vozík bere z baterií proud až 150 A.

Další možnou aplikací palivového článku a spolupráce Leancat a HE3DA jsou vodíkové nabíjecí stanice.

Aktualizováno 17. 12. 2018, 11:44 – doplněno video nevadské televize o referenčním projektu.