Otázka 1: Z jakých základních funkčních částí se skládá vodíková plnicí stanice pro silniční vozidla?

Odpověď: Vodíková plnicí stanice (dále VPS) je poměrně složitým vyhrazeným technickým zařízením pracujícím s vodíkem na vysokých provozních tlacích až do hodnoty 900 bar. Přitom se musí respektovat všechny chemicko-fyzikální vlastnosti vodíku a zajistit bezpečnost provozu i výdej vodíku do silničních vozidel.

Základní funkční části VPS jsou:

1. zdrojová část VPS, to je místo provozní zásoby vodíku pro řádný chod VPS, obvyklý tlak se pohybuje kolem 25 bar
2. kompresorová jednotka pro komprimaci vodíku z tlaku provozní zásoby cca 25 bar na hodnoty tlaku ve vysokotlakých bufferech (VTB), které jsou určeny pro plnění vozidel přepouštěním stlačeného vodíku. Kompresorová jednotka však může býti přepojena svým vstupem na výstup prvního stupně kaskády a pak komprimuje vodík z úrovně 300 bar na hodnoty 500 a 900 bar. Cílem je snížit energetickou náročnost komprimace a omezit nežádoucí ohřev vodíku po komprimaci (stavová rovnice pro referenční teplotu 15°C platí i pro plnění tlakových lahví bufferu).
3. VTB, které jsou zapojeny do několikastupňové kaskády. Každý stupeň kaskády se skládá z tlakových lahví pospojovaných tak, aby vytvořily potřebný objem. Součin objemu a tlaku vodíku ve všech sekcích, při uvážení faktoru kompresivity a teploty, tvoří pohotovostní zásobu VPS pro okamžité a rychlé plnění vozidla po jeho připojení k VPS. Požadavky na plnění od zadavatele obsahují typy plněných vozidel (například autobusy s plnicím tlakem 350 bar a se zásobou v nádrži cca 30 kg vodíku, nebo osobní vozy s plnicím tlakem 700 bar a se zásobou v nádrži cca 6 kg) a četnost plnění v čase (například Dopravní podnik má 15 autobusů a musí je naplnit během 3 hodin, a dále počítá s 5 osobními vozy za den). Z toho se vypočítá potřebná zádrž vodíku ve VTB a rozvrstvení tlakových úrovní, například hladiny 300, 500 a 900 bar
4. priority panel je řízeným ventilovým blokem, který řídí tlakový výstup kompresorové jednotky a plní tím postupně jednotlivé stupně tlakové kaskády bufferu. Řídící veličiny jsou tlak v sekci a teplota tlakových lahví. Zároveň priority panel řídí přepouštění vodíku přes výdejní stojan z jednotlivých tlakových sekcí. Řídící veličinou je tlak v nádrži vozidla a průtok vodíku hmotovým průtokoměrem (součást výdejního stojanu, při poklesu průtoku pod nastavené minimum se přepíná na sekci s vyšším provozním tlakem), a v případě plnění na 700 bar i teplota plněné nádrže.
5. výdejní stojan je zařízení pro řízený výdej vodíku do nádrže vozidla. Plní několik funkcí, zejména bezpečnost (těsné připojení k vozidlu, těsnost vlastního systému, zábrana přetržení hadice tržnou pojistkou, omezení rychlosti průtoku vodíku na maximálních 60 g/s, kontrola tlaku v nádrži vozidla tak, aby nebyl pro referenční teplotu překročen při 700 barovém plnění, při plnění na 350 bar nepřekročil nominální hodnotu), dále pak funkci řízení priority panelu pro přepínání sekcí kaskády bufferu, dále pak funkci obchodního měření pro stanovení ceny odebraného vodíku v kg vodíku, a dále chlazení vodíku v případě plnění na 700 bar, kdy strojní chlazení snižuje teplotu plněného vodíku až na -40°C. Obsahuje terminálovou jednotku pro připojení k bance pro platby kartou, případně na systém evidence řidičů a plněných vozidel.
6. Řídicí systém jednotně řídí všechny procesy stanice, vyhodnocuje soustavu senzorů a udržuje technologii v nastavených provozních mezích. Při překročení některého z parametrů systému aktivuje automatickou souslednost úkonů stanice směřujících k jejímu uvedení do bezpečného stavu. Komunikuje navenek, zajišťuje signály pro jejich přenos k nadřízeným a monitorovacím systémům, podporuje teleservis a autodiagnostiku.