氫能源被認為是未來能源發展方向之一，氫與除稀有氣體外的幾乎所有元素都可形成化合物，存在于水和幾乎所有有機化合物中。因此，每一個活的有機體中都能發現含有氫的分子。作為一種能源資源，如果使用風能或太陽能等可再生能源生產氫，它不會產生二氧化碳。
丹麥 Nel Hydrogen 公司一直以來都是氫能技術領域的先驅。Nel 公司憑借其制氫理念，致力于為實現節約環保型交通做出重要貢獻。Nel Hydrogen 公司主要為汽車、公共汽車和卡車開發加油站和加油機。快速、實時地控制和監測每個加氫站組件對于確保高可靠性和低維護至關重要。他們基于倍福的控制技術實施了復雜精密的軟件解決方案。
*Nel Hydrogen 公司產品管理高級主管 Michael Stefan（左）和負責 Nel Hydrogen 公司加氫站開發的 Nel Hydrogen 公司技術與開發主管 Jacob Svendsen
總部位于丹麥赫寧的 Nel Hydrogen 技術公司一直致力于開發加氫站。來自商界、科學界和政界人士一致確信，這一市場將在未來幾年保持快速增長。這是因為可持續發展的觀念已經滲透到了人類生活的各個領域。
氫是一種很容易儲存和轉化為電能的氣體。氫能轉換產生燃料源的效率是傳統發動機的兩到三倍。這意味著，與傳統動力汽車相比，氫動力汽車的續航里程更長，同時使用的燃料也更少。在這個過程中，它們不會排放任何二氧化碳或一氧化碳或氮氧化物等其它污染物。唯一排放的廢物是純凈水。
現在，Nel Hydrogen 公司每年生產和銷售 30 多個加氫站。這個數字很快將會上升到 300。3 分鐘即可完成一輛氫動力汽車的氫燃料加注，加滿氫燃料的情況下，續航里程可以達到 600 公里，在不久的將來，續航里程有望達到 1000 公里。
汽車行業正在重新思考
“我們看到全球汽車制造商的戰略正在發生轉變。我們的加氫站很大一部分銷往韓國。在零排放汽車方面，亞洲汽車制造商采取了積極的戰略。在美國，尤其是加利福尼亞州，氫燃料汽車的租賃報價很有吸引力。美國擁有世界上最大的汽車市場，對零排放汽車的需求量很大。為了滿足市場需求，我們已準備好迅速擴大產能。根據市場預測，到 2030 年，全球范圍內將需要 2 萬至 3 萬臺加氫機。”Nel Hydrogen 公司產品管理高級主管 Michael Stefan 說道。
市場成熟化
Nel Hydrogen 公司依靠倍福技術在競爭中保持領先地位。他們面臨的挑戰是，如何進入相對不成熟的市場，選擇能夠為終端客戶提供與汽油加油同樣方便的氫燃料加注技術和解決方案。它必須很簡單，而且通常每個加氫站只有一臺加氫機，它必須全天候工作。
“我們已經在市場逐步成熟的過程中占據了領先地位，目標是讓氫燃料能夠成功替代汽油和柴油。不僅從環境的角度，而且在實踐中亦是如此。我們采用倍福了自動化控制解決方案，我們可以明確地說，倍福的開放式平臺戰略支持我們的業務模式。”Michael Stefan 說道。
實時性是關鍵
倍福的 TwinCAT PLC 和 EtherCAT 現場總線控制整個加氫過程，收集壓力、溫度、流量、氣體檢測和車輛油箱狀態等組件數據，并將所有數據分發給云端。所有過程和參數都得到實時密切監測，從而能夠實現預測性維護和快速響應。
“我們需要強大的 PLC 和快速的信號處理，以確保我們的設備和復雜精密的傳統加油站一樣可靠。自 2003 年開發第一個加氫站以來，這些加氫站變得更加復雜。因此，我們需要在市場上尋找最適合我們需求的解決方案。實時數據極為重要。從數據被捕獲并分發給云端，到全球監測系統能夠做出響應，這一切必須要在幾毫秒內完成。而這就是倍福控制組件的優勢所在。在速度方面幾乎沒有限制，而且通過開放式標準，可以連接一切。開放式標準、實時速度和靈活性對我們來說都是關鍵。”Nel Hydrogen 公司技術與開發主管 Jacob Svendsen 說道。
Nel Hydrogen 是為數不多的自主開發軟件的加氫站制造商之一。公司相信，更多面向軟件而非基于硬件的解決方案將成為公司的獨特賣點。
“我們自己構建軟件解決方案，并從中汲取了寶貴的經驗。倍福在這方面給給予了我們很大的支持。通過在 Visual Studio 中實施的 TwinCAT 環境和使用面向對象編程的能力，編程變得非常容易。我們可以重復使用來自不同 PLC 的代碼，也可以重復使用代碼以適應不同的 CPU 進行擴展，從而節省大量時間和資源。我們受益于快速掃描率，以更好地控制調節、診斷、報告，以及在發生泄漏時安全關閉。同時，我們可以降低每個單獨組件的能耗。我們可以優化每個組件的功能和能耗，使最終消費者受益，造福環境。”Jacob Svendsen 說道。
*倍福的 CX5140 嵌入式控制器確保快速信號處理，使得加氫站像汽油加油站一樣方便。
“現在，一臺加氫機每天能夠服務 40-80 輛車，但在不久的將來，我們的加氫站每天能夠服務的車輛數量至少是這個數字的十倍。我們需要解決方案不僅能讓我們跟上市場發展的步伐，還能幫助我們開拓市場。”Michael Stefan 繼續說道：“倍福是我們最好的合作伙伴，因為他們一直專注于開發創新解決方案。我們之所以能在行業競爭中領先，依靠的就是這一點。幸運的是，倍福在德國的開發部門與丹麥支持部門之間的距離非常短。”
- Nel Hydrogen 采用了以下倍福控制組件
- CX5140 | 搭載 Intel Atom® 處理器的嵌入式控制器
TwinCAT 3 PLC 控制整個系統和加氫過程
TwinCAT 3 HMI 用作人機界面，最終用戶和維修人員可以通過外部網絡瀏覽器（HTML5）操作
TC3 Modbus RTU 用于傳感器和外圍設備
TC3 Modbus TCP 接口用于實現設備之間的通訊
TC3 IoT Communication 用于數據處理，通常用于本地消息代理
EtherCAT I/O 系統
使用的 EtherCAT 端子模塊包括數字量輸入和輸出端子模塊 EL1809/EL2809，模擬量輸入和輸出端子模塊 EL3058、EL3064/EL4004 和 EL4024，PT100 接口端子模塊 EL3208 和串口端子模塊 EL6021
關于 Nel Hydrogen
Nel Hydrogen 公司創立于 1927 年，是一家全球性的專業氫氣公司，公司股票市值 34 億美元。Nel Hydrogen 公司最初主要從事水電解制氫領域的工作。公司是目前全球最大的電解槽制造商，產品覆蓋各種型號的堿性電解槽和 PEM 電解槽。2015 年，Nel Hydrogen 公司收購了丹麥 H2 Logic 公司，獲得了生產用于給汽車、巴士、卡車和叉車加注氫燃料的交鑰匙標準化加氫站的專業知識產權。公司現有員工 300 多名，從 2014 年開始在奧斯陸證券交易所上市。到目前為止，Nel Hydrogen 公司已經在歐洲、美國和韓國銷售了 80 座加氫站。