Stromversorgung einer Elektrolysezelle

Inhalt

1. Grundlagen
2. Festspannungsnetzteil
3. Schaltnetzteil (Module)
4. Labornetzteil
5. Umbau Computernetzteil (IBM BladeCenter)
6. Selbstbaunetzteil mit Stelltrafo


1. Grundlagen

Keine Elektrolyse ohne Strom. Grundsätzlich kann jedes Netzteil für die Elektrolyse verwendet werden. Vor dem Kauf ist es trotzdem sinnvoll sich zu fragen, wieviel Knallgas will ich herstellen und ist ein bestimmtes Netzteil am besten.

Erfahrungwerte zeigen das pro Liter Knallgas in etwas 125-220W an elektrischer Energie benötigt wird. Die Ausgangsleistung eines Netzteiles in Watt, wird meist mit angegeben.  Ansonsten kann es einfach über P = U * I berechnet werden.

Beispiel 13,8V * 5 A = 69 Watt.

Es gibt Forscher die mit einem kleinen Brenner und 0,5 LPM (Liter pro  Minute) arbeiten. Eine kleine Berechnung ergibt:

0,5 LPM * 220W/LPM = ca. 110W Dauerleistung, die das Netzteil bringen sollte.

 

Nachfolgend werden ein paar unterschiedliche Netzteile beschrieben.

 

2. Festspannungsnetzteil

Ein einfacher Einstieg ist ein Festspannungsnetzteil, wie es z.B. im Autobedarf erhältlich ist. Es ist meist kostengünstig und liefert z.B. 13,8V bei unterschiedlichen Strömen.

Festspannungsnetzteil
Festspannungsnetzteil

Vorteil:

  • In der Anschaffung günstig

Nachteile:

  • Nicht immer mit Strombegrenzung
  • Nicht sehr viel Leistung
  • Keine Spannungsregulierung.

 

3. Schaltnetzteilmodul

Schaltnetzteile als Module für elektrische Geräte, bieten sich an, wenn das Netzteil verbaut werden soll. Diese Netzteilmodule sind meist kurzschlußfest, und einige können über steueranschlüsse von außen geregelt werden. Beispiele solcher Netzteilmodule finden sie nachfolgend

Schaltnetzteilmodule

Sie haben meist eine für die Elektrolyse geringe Leistung. Sie sind preislich ähnlich teuer wie fertige Labornetzteile.

 

4. Laborschaltnetzteil

Als gute regelbare Variante kommen fertige Labornetzteile in Frage, wie das nachfolgende:


MRNG-900
MRNG-900

Gerne verwendet wird das MRNG-900. Bei diesen können Spannung und Strom getrennt geregelt werden. Es liefert folgende Ströme und Spannungen bei einer maximalen Leistung von 900W.

  1. 0-15V / 60 A
  2. 0-30V / 30 A
  3. 0-60V / 15 A


Vorteil:

  • Regelbare Spannung und Strom
  • Vergleichsweise günstig
  • Kurzschlussfest.

Nachteil:

  • Nicht immer kaskadierbar.


Hinweis - Kaskadierbar:
Es gibt Labornetzteile, die an der gleichen Steckdose angeschlossen werden können und deren Ausgänge zueinander in Reihe geschaltet werden können. Sie sind kaskadierbar und meist aufgrund der eingebauten Netztrennung teurer als vergleichbare Netzteile. Durch diese Kaskadierung kann die Leistung an der Zelle, bei Verwendung mehrerer dieser Netzgeräte, addiert werden. Wenn versucht wird Netzgeräte, die nicht kadkadierbar sind, in Reihe zu schalten, kommt es zu einem Kurzschluss und die Netzgeräte werden zerstört.

 

5. Umbau Computernetzteil IBM BladeCenter

 

Für Computer- oder Server gibt es leistungsstarke Netzteile die meist recht günstig sind. Da diese im Computer eingebaut sind, müssen Sie modifiziert werden, damit sie auch ohne Computer Strom abgeben. In Schaltnetzteilen liegen sehr hohe Spannungen und Ströme an. Daher sind Umbauten an Ihnen nur etwas für erfahrene Elektroniker, die sich hier auskennen und dwefinitiv NICHTS für Einsteiger. Es besteht Lebensgefahr beim Umbau dieser Netzteile!

Wer sich auskennt, findet nachfolgend eine Dokumentation für den Umbau eines Servernetzteiles

IBM BladeCenter Umbau

Die Leistung, die diesem Schaltnetzteil entnommen werden kann, liegt bei etwas mehr als 1kW bei ca 12V.

Vorteil:

  • Günstig

Nachteile:

  • Nur für Fachleute, da Lebensgefahr beim Umbau besteht.

 

6. Selbstbaunetzteil mit Stelltrafo

Ein Stelltrafo ist ein Transformator der direkt an 230V angeschlossen wird. Über einen Drehregler kann am Ausgang 0-230V AC abgegriffen werden. Für die Elektrolyse ist es sinnvoll den Wechselstrom gleich zurichten. Daher wird noch ein Gleichrichter mit passender Leistung benötigt. Eine Glättung mit Kondensatoren ist nicht unbedingt nötig.

 

Nachfolgend der prinzipelle Aufbau und Bilder meines Stelltrafonetzteiles

Stelltrafo_Prinzip
Stelltrafo_Prinzip

Gefahr auch hier: Da der Stelltrafo keine Netztrennung hat, besteht Lebensgefahr. Die Umbauten die ich kenne, haben daher neben einer Haussicherung noch einen FI-Schutzschalter verbaut. Ein Netzteil mit Stelltrafo ist nur etwas für Elektroniker die sich hiermit auskennen.

Hinweis: Bei der Verwendung eines stärkeren Stelltrafos (10-20A) muss wegen der hohen Einschaltströme noch eine Einschaltstrombegrenzung vorhanden sein. Wenn nicht, löst sofort jede normale Haussicherung beim einschalten aus.

Vorteil:

  • Regelbare Leistung am Ausgang 0-3,8kW

Nachteil:

  • Teuer (Der hier gezeigte Aufbau kostete ca. 550.- €)
  • Keine Strombegrenzung
  • Lebensgefährliche Spannungen und Ströme am Ausgang