Het Belang van Thermische Isolatie
Thermische isolatie speelt een cruciale rol in energiebesparing en de efficiëntie van technische installaties. Naast het bijdragen aan klimaatdoelstellingen, zorgt een effectieve thermische isolatie voor aanzienlijke besparingen in de operationele kosten van installaties.
Isolatieoplossingen voor Diverse Temperaturen
Lage Temperatuur Isolatie
ISOPARTNER Nederland biedt al vele jaren een breed scala aan isolatiematerialen voor lage temperatuur toepassingen in industriële installaties en gebouwentechniek. Professionele isolatie is essentieel voor leidingen, containers en diverse installatieonderdelen.
Hoge Temperatuur Isolatie en Brandwerendheid
Voor high-temperature isolatie is ISOPARTNER Nederland eveneens de aangewezen partner. Zij leveren een uitgebreid pakket brandwerende isolatiematerialen, die hun toepassing vinden in sectoren zoals de scheepsbouw en technische installaties. Door samenwerking met toonaangevende producenten en het aanbieden van een eigen assortiment gecertificeerde materialen, garandeert ISOPARTNER Nederland hoogwaardige brandwerende oplossingen.
Tracing: Een Aanvullende Oplossing
Wanneer de isolatie rond leidingen of tanks onvoldoende is om vorstvrij te blijven of om de gewenste productietemperatuur te handhaven, kan tracing worden toegepast. Dit houdt in dat verwarmingselementen rond de leiding of tank worden geplaatst. Tracing in combinatie met isolatie vormt de meest efficiënte oplossing voor temperatuurbeheer.
Maatwerk in Thermische Isolatie
Technische omgevingen stellen vaak specifieke eisen aan isolatieproducten. Naast de gewenste thermische isolatiewaarde, zijn ook brandeigenschappen, bestendigheid tegen chemicaliën en weerstand tegen extreme temperaturen van groot belang. ISOPARTNER Nederland levert en produceert naast standaardproducten ook maatwerkonderdelen, zoals prefab bochten en profielisolatie.
Bijdrage aan Energieproductie en -besparing
In de energieproductiesector kan een goede isolatie leiden tot substantiële kostenbesparingen. Deze besparingen worden gerealiseerd door een verbeterde procesefficiëntie bij het verwarmen of koelen van media, een verminderd brandstofverbruik en een lagere CO2-uitstoot, wat helpt bij het voorkomen van overheidssancties.
Toepassingen in de Energieproductie
Of het nu gaat om aardgas, kolen, kernenergie, hernieuwbare of bio-energie, er is een passende isolatieoplossing voor specifieke behoeften. Isolatieoplossingen worden toegepast op ketels, ovens, turbines, pompinstallaties en pijpleidingen voor het transport van stoom en brandstoffen. Flexibele isolatiematrassen (isolatie jackets) worden vaak gebruikt voor de isolatie van componenten zoals kleppen en verdeelstukken.
Oplossingen voor Diverse Installaties
Naast isolatieoplossingen voor grootschalige installaties, biedt ISOPARTNER Nederland ook oplossingen voor middelgrote energie- en krachtinstallaties, zoals aggregaten voor ziekenhuizen en communicatiecentra. Het personeel is bekend met diverse werkvergunningsystemen en veiligheidsvoorschriften.
Ontwerp, Engineering en Support
De bouw en installatie van isolatiesystemen gebeurt altijd in nauwe samenwerking met de klant. IC biedt ontwerp- en engineeringondersteuning en kan helpen met diverse thermische berekeningen, zoals warmteverlies, maximale oppervlaktetemperatuur en opwarm-/afkoeltijden. Ook kan ondersteuning geboden worden bij het visualiseren van kosten, return on investment en terugbetaaltermijnen.
De Rol van Warmte en Koude in de Energietransitie
De energietransitie vraagt om slimme, geïntegreerde warmte- en koudeoplossingen. Warmtenetten, restwarmte en opslag kunnen de CO2-uitstoot aanzienlijk verlagen. TNO ondersteunt overheden, bedrijven en netbeheerders bij het maken van gefundeerde keuzes.
Uitdagingen en Kansen
Warmte en koude zijn goed voor 50% van de totale energievraag en spelen een sleutelrol in de energietransitie. De toenemende vraag naar koeling, de afhankelijkheid van fossiele bronnen en de complexiteit van collectieve warmtenetten maken de transitie uitdagend. Warmte, koude en elektriciteit beïnvloeden elkaar.
Wat is kortsluiting?
Social Tipping Points en Warmtenetten
TNO-onderzoek verkent hoe Social Tipping Points (STP's) kunnen helpen bij het versnellen van transities, zoals die van warmtenetten en elektrische flexibiliteit bij huishoudens. Voor warmtenetten zijn goede voorbeelden, minder afhankelijkheid en schaalvoordelen belangrijk; voor flexibiliteit zijn financiële prikkels, ontzorging en sociale zichtbaarheid cruciaal.
Praktische Hulpmiddelen voor Koeling
Om bewoners te helpen hun woning op natuurlijke wijze koel te houden, ontwikkelde TNO de Cool Down Coach. Deze tool meet temperaturen en geeft advies over het openen en sluiten van ramen, wat het bewustzijn over ventilatiegedrag vergroot en helpt oververhitting te beperken.
Protonuitwisselingsbrandstofcel (PEMFC) en Thermische Isolatie
Principe van PEMFC
De Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) is een opkomende brandstofceltechnologie die bekend staat om zijn hoge efficiëntie, lage bedrijfstemperatuur en emissievrije werking. Dit maakt het een belangrijke ontwikkelingsrichting voor groene energie.
Kerncomponenten van een PEMFC
De kerncomponent van een PEMFC is de Membrane Electrode Assembly (MEA), bestaande uit gasdiffusielagen (GDL), katalytische lagen en een protonuitwisselingsmembraan. De anode is de plaats van waterstofoxidatie, terwijl de kathode de plaats is van reductie. Beide polen bevatten katalysatoren, vaak op basis van platina, om de elektrochemische reacties te versnellen.
Reactieprincipe
Het principe van een PEMFC-brandstofcel omvat de volgende reacties:
- Anode: H₂ → 2H⁺ + 2e⁻
- Kathode: ½ O₂ + 2H⁺ + 2e⁻ → H₂O
- Totale reactie: H₂ + ½ O₂ → H₂O
Aan de anode splitst waterstof zich in protonen en elektronen. De protonen bewegen via het protonuitwisselingsmembraan naar de kathode, terwijl de elektronen een extern circuit vormen dat elektrische stroom genereert. Aan de kathode reageren protonen, elektronen en zuurstof tot water.
Koolstofvezelpapier (GDL)
Koolstofvezelpapier (carbonpapier), vervaardigd uit korte koolstofvezels, vormt de gasdiffusielaag (GDL). Het heeft een microscopisch poreuze structuur die zorgt voor effectieve kanalen voor gas- en watergeleiding. De voordelen van carbonpapier zijn onder andere licht gewicht, een vlak oppervlak, corrosiebestendigheid, uniforme porositeit en hoge sterkte, wat bijdraagt aan de stabiliteit van de elektrodestructuur en de levensduur van de batterij.
Thermische Eigenschappen van Carbonpapier
De thermische geleidbaarheid van GDL-materialen is een belangrijke index. Tests met de NETZSCH LFA HyperFlash®® hebben de thermische diffusie en specifieke warmtecapaciteit van carbonpapiermonsters onderzocht. De thermische geleidbaarheid wordt berekend uit de thermische diffusie, specifieke warmtecapaciteit en dichtheid.
| Temperatuur (°C) | Thermische Diffusie (mm²/s) | Thermische Geleidelijkheid (W/(m·K)) |
|---|---|---|
| 25 | 58,610 | 20,568 |
| 100 | 50,122 | 21,794 |
Tests in verticale richting toonden aan dat de thermische geleidbaarheid van de monsters in horizontale richting aanzienlijk hoger is dan in verticale richting, wat duidt op een duidelijke anisotropie.
| Temperatuur (°C) | Thermische Diffusie (mm²/s) | Thermische Geleidelijkheid (W/(m·K)) |
|---|---|---|
| 25 | 7,463 | 2,619 |
| 100 | 6,408 | 2,786 |
Koeling en Warmtebeheer in PEMFC's
Het beheersen van de warmte die wordt gegenereerd door waterstof- en zuurstofreacties is cruciaal voor PEMFC's, die doorgaans rond de 80°C opereren. Oververhitting kan het membraan en andere componenten beschadigen, wat de efficiëntie en levensduur vermindert.
Belangrijke Koelcomponenten
Componenten die koeling vereisen zijn onder andere de membraan-elektrode-eenheid (MEA), bipolaire platen en de gasdiffusielaag.
Koelmedia en Leidingsystemen
Veelvoorkomende koelmedia zijn water en glycol-water mengsels. Polymeerleidingsystemen, zoals polypropyleen (PP) leidingsystemen (PROGEF), spelen een essentiële rol in het warmtebeheer. Deze systemen bieden voordelen zoals corrosiebestendigheid, thermische isolatie, flexibiliteit en compatibiliteit met diverse koelmedia.
Corrosiebestendigheid en Installatiegemak
PP-leidingcomponenten vertonen uitstekende weerstand tegen chemicaliën en stoffen die in koelsystemen aanwezig zijn. Ze zijn bovendien lichter dan metalen componenten, wat de handling en installatie vereenvoudigt.
Brandstofceltechnologie en Warmtewisselaars
Brandstofcellen worden een essentieel onderdeel van de energietransitie. Naarmate de energievraag toeneemt, groeit ook de behoefte aan krachtigere brandstofceltechnologieën. Dit stelt hoge eisen aan warmteoverdrachtstechnologieën.
Alfa Laval's Oplossingen
Alfa Laval biedt decennialange expertise in de ontwikkeling van efficiënte en robuuste platenwarmtewisselaars voor brandstofceltoepassingen. Dit omvat oplossingen voor brandstofcelstacksystemen en de Alfa Laval AlfaNova platenwarmtewisselaar, ontworpen voor hoge temperaturen en veeleisende media.
AlfaNova GL50
De AlfaNova GL50 is de eerste warmtewisselaar van Alfa Laval specifiek ontwikkeld voor brandstofceltoepassingen. Het is een asymmetrische gas-naar-vloeistof platenwarmtewisselaar, vervaardigd uit 100% roestvrij staal, die compact is maar hoge gasstromen en temperaturen aankan.
Kopergesoldeerde Platenwarmtewisselaars
De kopergesoldeerde platenwarmtewisselaars van Alfa Laval zijn compact, efficiënt en onderhoudsvrij voor diverse toepassingen. Het unieke "kuiltjes"-plaatontwerp zorgt voor efficiënte warmteterugwinning en een lage drukval in gastoepassingen.
Waterstof en Intralogistiek
Innovatieve Energiesystemen
Innovatieve energiesystemen, zoals brandstofceltechnologie, maken het mogelijk dat industriële trucks naadloos in meerploegendienst kunnen worden ingezet zonder CO2-uitstoot te veroorzaken.
'Fuel Cell Ready' Optie
STILL biedt de mogelijkheid om geselecteerde trucks af fabriek als 'fuel cell ready' versie te bestellen. Hoe meer waterstofaangedreven trucks in gebruik zijn, hoe efficiënter het brandstofcelenergiesysteem.
Productiefaciliteit en Oplossingen uit Eén Hand
De productiefaciliteit in Hamburg produceert een 24-volt brandstofcelsysteem speciaal voor STILL magazijntrucks. STILL is hiermee de enige fabrikant in de intralogistiek in Europa die een duurzame en efficiënte energievoorziening uit één hand kan bieden, inclusief uitgebreid advies over brandstofceltechnologie.
Waterstof als Toekomstgerichte Energiebron
Waterstof wordt gezien als de toekomst van energiebronnen. Het kan klimaatneutraal worden geproduceerd met regeneratief opgewekte elektriciteit en is ideaal voor industriële toepassingen, energieopwekking en mobiliteit.
Eigenschappen van Waterstof
Waterstof is licht, niet-toxisch, niet-corrosief en niet-radioactief. Het is niet vatbaar voor zelfontbranding en brandt schoon met een kleurloze vlam.
Batterijvervangingsmodules (BVM's)
Voor industriële trucks met brandstofcellen worden batterijvervangingsmodules (BVM's) gebruikt. Dit zijn gesloten systemen die qua vorm, grootte en gewicht overeenkomen met een specifiek batterijcompartiment. Het vullen van de watertank duurt slechts enkele seconden, waarna de brandstofcel direct aan boord van de truck elektrische energie produceert.
Geïntegreerde Lithium-ion Accu
Een geïntegreerde lithium-ion accu fungeert als energiebuffer en zorgt voor een constante energiestroom naar de truck.
Voorbeelden van Waterstofimplementatie
De Franse supermarktketen Carrefour implementeerde in 2018 een waterstofaangedreven vloot van 137 trucks met STILL magazijntechnologie. Eind 2021 werd het eerste groene waterstoftankstation op Corsica geopend bij de fabriek van Corstyrène, gespecialiseerd in thermische isolatie.
tags: #oplossingen #voor #thermische #isolatie #van #brandstofcellen