Stromversorgung einer Elektrolysezelle

Inhalt

1. Grundlagen
2. Festspannungsnetzteil
3. Schaltnetzteil (Module)
4. Labornetzteil
5. Schaltnetzteil für Server
5.1 Server Netzteil Fujitsu Siemens PS-3601-1F
6. Selbstbaunetzteil mit Stelltrafo
Autor: Arnd Koslowski

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 dafür.

Erfahrungwerte zeigen, dass 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.

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 in einer HHO-Gesamtanlage 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 und sind preislich ähnlich teuer wie fertige Labornetzteile.

4. Laborschaltnetzteil

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

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. Es kann wie folgt eingestellt werden:

• 0-15V / 60 A
• 0-30V / 30 A
• 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 Kaskadieren kann die Leistung an der Zelle, bei Verwendung mehrerer dieser Netzgeräte, addiert werden. Wenn versucht wird Netzgeräte die nicht kaskadierbar sind in Reihe zu schalten, kommt es zu einem Kurzschluss und die Netzgeräte werden zerstört.

5. Schaltnetzteil für Server

Wenn in Firmen, Computer und Server ausgemustert werden, liegt das meist nicht an den Schaltnetzteilen in den Servern. Daher werden Diese öfters getrennt ausgebaut und einzeln verkauft.

Der Vorteil dieser Schaltnetzteile ist eine sehr kompakte Bauform und eine hohe Ausgangsleistung. Einige liefern am Ausgang 12V bei ca. 50A und bieten damit für sehr wenig Geld (ca. 20 – 50.- €/Stück) eine Ausgangsleistung von mehr als 500W und sind meist Kurzschlussfest.

In diesem Kapitel wird auf diese Server Schaltnetzteile eingegangen, die sie sehr gut für den Modellbau und Elektrolyseversuche nutzen können.

5.1 Server Netzteil Fujitsu Siemens PS-3601-1F

Ein sehr schmales Servernetzteil das für 1-HE-Server Racks konzipiert wurde (HE = Höheneinheit) ist das PS-3601-1F von Fujitsu Siemens. Die Werte dieses Netzteiles sind:

• Maße 33cm x 8cm x 6,5cm (LxHxB)
• Eingangsspannung 230V (Anschluss Kaltgerätestecker)
• Ausgangsspannung: 12V (12,5V bei mir)
• Ausgangsstrom Max. 50A
• Ausgangsleistung: Max. 600W

Wie bei jedem Computer- / Servernetzteil gibt es die Ausgangsklemmen für den Strom, sowie ein Feld aus kleinen Pins über die das Schaltnetzteil gesteuert werden kann. Dadurch kann der Computer das Netzteil selbstständig starten und stoppen, und Fehlercodes können über den Computer ausgewertet werden.

Damit Sie das Schaltnetzteil nutzen können, müssen die Pins richtig angeschlossen werden. Die Verschaltung wird im folgenden Video detailliert gezeigt:

“12V Server Schaltnetzteil Umbau für Elektrolysezelle”

Wie im Video erwähnt noch einmal der Hinweis: Wenn Sie ein anderes Schaltnetzteil kaufen, müssen Sie aus dem Netz an Hand des Datenblattes zu dem Netzteil, die Anschlussbelegung der Pins herausfinden, damit das Netzteil eingeschaltet wird.

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 prinzipielle Aufbau und Bilder meines Stelltrafonetzteiles

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 mit der Materie 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