Unterbrechungsfreie Stromversorgung einer Elektrolyseanlage Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur unterbrechungsfreien Stromversorgung einer Elektrolyseanlage mit einer Ersatzstromversorgung nach einem Ausfall einer Stromversorgung und eine Elektrolyseanlage mit einem Elektrolysestack. Elektrolyseanlagen sind elektro-chemische Anlagen zur Umwand ^¬ lung von Wasser und elektrischem Strom in Wasserstoff und Sauerstoff .

Insbesondere für die Energiegewinnung aus regenerativen Ener- giequellen besitzen Elektrolyseanlagen eine zunehmend wichtige technische Bedeutung. Beispielsweise kann überschüssige Wind- oder Solarenergie zur Herstellung von Wasserstoff mit ^¬ tels Elektrolyse genutzt werden. Der Wasserstoff kann hier ^¬ nach bedarfsgerecht und unabhängig von Wind- oder Sonnenver- hältnissen als Energieträger zur Energierückgewinnung verwendet werden. Dadurch kann eine aus technischen und wirtschaftlichen Gründen erforderliche Verstetigung der naturgemäß diskontinuierlichen regenerativen Energiegewinnung erreicht werden .

Sämtlichen Verfahrensvarianten der Wasserelektrolyse ist gemein, dass die eingesetzten Elektrolyseanlagen bei einem Ausfall der Stromversorgung in einen unkontrollierten Betriebszustand geraten können. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn betriebsnotwendige Aggregate wie Pumpen, Steuergeräte, Gleichrichter bzw. elektrische Komponenten nicht mehr mit Strom versorgt werden und plötzlich still stehen.

Aus sicherheitstechnischen Gründen zum Schutz der Anlage, der Umwelt und des Betriebspersonals ist dies zu vermeiden. Bei ^¬ spielsweise kann hierfür eine unterbrechungsfreie Stromver ^¬ sorgung der Elektrolyseanlage implementiert werden, welche nach einem Ausfall der eigentlichen Stromversorgung diese dann weiter mit Strom versorgt.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur unterbrechungsfreien Stromversorgung einer Elektrolyseanlage nach einem Ausfall der Stromversorgung bekannt.

Bei einem bekannten Verfahren, wie beispielsweise in der WO 2005/031039 A2 beschrieben, wird die Elektrolyseanlage nach einem Ausfall der Stromversorgung durch eine batteriegestützte Energie- bzw. durch eine Stromquelle mit Strom ver ^¬ sorgt. Bei einem anderen bekannten Verfahren wird anstelle der batteriegestützten Energiequelle eine kondensatorge ^¬ stützte Energiequelle zur unterbrechungsfreien Stromversor- gung der Elektrolyseanlage verwendet.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine vorteilhafte Lehre zur unterbrechungsfreien Stromversorgung einer Elektrolyseanlage nach einem Stromausfall anzugeben. Insbesondere liegt der Er- findung die Aufgabe zu Grunde, eine aufwands- und wartungs ^¬ günstige sowie sicherheitstechnisch vorteilhafte unterbre ^¬ chungsfreie Stromversorgung einer Elektrolyseanlage zu reali ^¬ sieren . Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem Verfahren zur unterbrechungsfreien Stromversorgung einer Elektrolyseanlage mit einer Ersatzstromversorgung nach einem Ausfall einer Stromversorgung und eine Elektrolyseanlage mit einem Elektro ^¬ lysestack mit den Merkmalen des jeweiligen unabhängigen An- Spruchs. Zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfin ^¬ dung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und der Beschreibung und beziehen sich auf das Verfahren und die Elektrolyseanlage . Bei dem Verfahren wird die Elektrolyseanlage nach dem Ausfall der Stromversorgung der Elektrolyseanlage bei der Ersatzstromversorgung aus einem in einem Elektrolysestack der

Elektrolyseanlage vorhandenen und in Strom umwandelbaren Energiepotential ersatzweise mit Strom versorgt, wobei das in dem Elektrolysestack der Elektrolyseanlage vorhandene und in Strom umwandelbare Energiepotential kontrolliert abgebaut wird .

Die Erfindung beruht - vereinfacht ausgedrückt - auf der Idee, dass zum Zeitpunkt des Ausfalls der Stromversorgung der Elektrolyseanlage ein in einem Elektrolysestack der Elektrolyseanlage selbst vorhandenes und in Strom umwandelbares Energiepotential genutzt wird, um die Stromversorgung der

Elektrolyseanlage (nach Möglichkeit unterbrechungsfrei) auf ^¬ recht zu erhalten. Das in dem Elektrolysestack der Elektrolyseanlage vorhandene und in Strom umwandelbare Energiepotenti ^¬ al wird so kontrolliert zu weiteren Stromversorgung der

Elektrolyseanlage eingesetzt, wobei dieses Energiepotential dadurch kontrolliert abgebaut wird.

Das in einem Elektrolysestack der Elektrolyseanlage vorhande ^¬ ne und in Strom umwandelbare Energiepotential kann derart kontrolliert abgebaut werden, dass eine Energie aus dem Po ^¬ tential entnommen und gezielt zur Stromversorgung der Elektrolyseanlage bzw. derer Anlagenteile verwendet wird. Kontrol ^¬ liert kann auch bedeuten, dass das Energiepotential technisch beeinflussbar nach Zeit, Menge, Ort oder Herkunft abgebaut wird. Der kontrollierte Abbau geschieht beispielsweise nach einer vorgebbaren Abfolge der verschiedenartigen Energiepotentiale, einer vorgebbaren Entnahmemenge der Energie oder einer vorgebbaren Zeit bis zu einem nahezu vollständigen Abbau des Energiepotentials.

So kann eine sicherheitstechnisch besonders vorteilhafte unterbrechungsfreie Stromversorgung realisiert werden, da ein nach dem Ausfall der Stromversorgung üblicherweise für die Umwelt und das Betriebspersonal vorhandenes Gefahrenpotenti- al, beispielsweise in Form einer Spannung oder eines Überdru ^¬ ckes, kontrolliert abgebaut wird. Von besonderem Vorteil kann so eine Beeinträchtigung oder Gefährdung des Betriebspersonals und der Umwelt vermieden werden. Der Ausfall der Stromversorgung kann eine beabsichtigte oder eine unbeabsichtigte Unterbrechung der Stromversorgung sein. Der Ausfall der Stromversorgung wird typischerweise durch ei ^¬ nen Netzausfall, einen anderweitig störungsbedingten Strom- ausfall oder eine wartungs- oder betriebsbedingte Abschaltung der Stromversorgung der Elektrolyseanlage bzw. zumindest ei ^¬ nes Elektrolysestacks der Elektrolyseanlage bewirkt.

Ein in der Elektrolyseanlage vorhandene Energiepotential kann ein chemisches, elektro-chemisches , elektrisches, mechani ^¬ sches bzw. druckbasiertes Energiepotential sein bzw. sich aus mehreren solcher verschiedenartiger Energiepotentiale zusammensetzen .

Beispielsweise ist ein Energiepotential in einem Elektrolyse ^¬ stack oder einem anderen Anlagenteil der Elektrolyseanlage, vorteilhafterweise in einem Druckbehälter, in Form von druckbeaufschlagten Betriebsgasen (Wasserstoff, Sauerstoff) vorhanden. Ein weiteres Energiepotential kann in Form eines elektro-chemischen bzw. chemischen Potentials in der Elektrolyseanlage vorhanden sein. Das elektro-chemische bzw. chemi ^¬ sche Energiepotential liegt beispielsweise in Gestalt eines reaktionsfähigen Gaspolsters eines Betriebsgases, insbesonde ^¬ re Wasserstoffs, vor, welches an einer Elektrode oder einer Polymerelektrolytmembran der Elektrolyseanlage anhaftet und durch Umkehrung eines Funktionsprinzips der Elektrolyseanlage (d.h. Betrieb als Brennstoffzelle) in einen elektrischen Strom umwandelbar ist. Außerdem kann ein Energiepotential in Form von elektrischer Energie in elektrischen oder elektronischen Komponenten der Elektrolyseanlage, beispielsweise in einem Gleichrichter bzw. dessen kapazitiven Bauelementen, vorhanden sein.

Die Elektrolyseanlage wird nach dem Ausfall der Stromversor- gung ersatzweise aus dem in dem Elektrolysestack vorhandenen und in Strom umwandelbaren Energiepotential mit Strom versorgt, d.h. es wird eine Ersatzstromversorgung erreicht. Die Elektrolyseanlage wird bevorzugt aus dem vorhandenen Energie- Potential unterbrechungsfrei mit Strom versorgt. Unterbre ^¬ chungsfrei bedeutet im gegebenen Zusammenhang zumindest nahe ^¬ zu unterbrechungsfrei. Zwischen dem Ausfall der Stromversor ^¬ gung und einem Einsetzen der unterbrechungsfreien Stromver- sorgung kann eine zeitlich begrenzte, betriebs- und sicher ^¬ heitstechnisch unerhebliche Unterbrechung der Stromversorgung eintreten. Zweckmäßigerweise erfolgt die Stromversorgung nach einer Wandlung des Energiepotentials in elektrische Energie. Von besonderem Vorteil kann so eine aufwandsgünstige unter ^¬ brechungsfreie Stromversorgung realisiert werden, da auf üb ^¬ licherweise eingesetzte batterie- oder kondensatorgestützte Energiequellen zur unterbrechungsfreien Stromversorgung von Elektrolyseanlagen und deren Wartung bzw. turnusmäßigen Er- satz verzichtet werden kann.

Außerdem von Vorteil wird ein üblicherweise von einer batte ^¬ riegestützten unterbrechungsfreien Stromversorgung ausgehendes Brandrisiko ausgeschlossen. Des Weiteren von Vorteil kann so eine üblicherweise in ihrem Energiepotential beschränkte kapazitive Stromversorgung zumindest weniger leistungsstark dimensioniert werden, was mit Kosteneinsparungen einhergeht. Ferner von Vorteil wird so eine besonders wartungsgünstige unterbrechungsfreie Stromversorgung realisiert, da zu deren Bewirkung keine wartungsaufwändigen zusätzlichen Anlagenkomponenten notwendig sind. Darüber hinaus vorteilhaft sind kei ^¬ ne umfangreichen zusätzlichen Anlagenkomponenten zur Realisierung unterbrechungsfreien Stromversorgung notwendig, so dass eine besondere bauraumgünstige Lösung erreicht werden kann. Ein komplementäres Vorhandensein zweier Stromversorgungen, beispielsweise einer kapazitiven und einer aus dem Energiepotential der Elektrolyseanlage gespeisten Stromversor ^¬ gung, ist ebenfalls möglich. Die Erfindung sieht außerdem eine Elektrolyseanlage mit einem Elektrolysestack und einer Steuereinheit vor. Die Elektroly ^¬ seanlage ist eingerichtet zur Durchführung des Verfahrens zur unterbrechungsfreien Stromversorgung einer Elektrolyseanlage mit einer Ersatzstromversorgung nach einem Ausfall einer Stromversorgung. Die Steuereinheit ist zu einer Ansteuerung von zumindest einem Verbraucher der Elektrolyseanlage zu ei ^¬ ner Stromaufnahme aus einem Energiepotential der Elektrolyse- anläge eingerichtet.

Zweckmäßigerweise ist der Verbraucher eine elektrische oder elektronische Komponente, welche für einen sicherheitstech ^¬ nisch unbedenklichen Betrieb- bzw. Weiterbetrieb oder auch eine kontrollierte Außerbetriebnahme der Elektrolyseanlage relevant ist. Beispielsweise ist der zumindest eine Verbrau ^¬ cher ein elektrisch betätigtes Ablassventil zum Abbau eines Druckes innerhalb der Elektrolyseanlage. Der Verbraucher kann auch ein Anzeigeelement zur Visualisierung des in der Elekt- rolyseanlage vorhandenen Energiepotentials bzw. eines Gefähr ^¬ dungspotentials der Elektrolyseanlage sein. So kann vorteil ^¬ hafterweise ein kontrollierter Druckabbau und eine erhöhte Sicherheit des Bedienpersonals und der Umwelt erreicht wer ^¬ den .

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen. Die Weiterbildungen beziehen sich sowohl auf das erfindungsgemäße Verfahren wie auch auf die erfindungsgemäße Elektrolyseanlage.

Die Erfindung und die beschriebenen Weiterbildungen können sowohl in Software als auch in Hardware, beispielsweise unter Verwendung einer speziellen elektrischen Schaltung, realisiert werden.

Ferner ist eine Realisierung der Erfindung oder einer beschriebenen Weiterbildung möglich durch ein computerlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm gespeichert ist, welches die Erfindung oder die Weiterbildung ausführt.

Auch können die Erfindung und/oder jede beschriebene Weiterbildung durch ein Computerprogrammerzeugnis realisiert sein, welches ein Speichermedium aufweist, auf welchem ein Computerprogramm gespeichert ist, welches die Erfindung und/oder die Weiterbildung ausführt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Ersatzstromversorgung zumindest zeitweise aus einem elektro-chemischen Energiepotential, welches in dem Elektrolysestack der Elektrolyseanlage vorhanden ist, gespeist, wobei der Elektrolyse ^¬ stack zumindest zeitweise als Brennstoffzelle zur Ersatz- Stromversorgung und zum Abbau des Energiepotentials betrieben wird .

Das elektro-chemische Energiepotential kann in einem an einer Elektrode bzw. an einer Polymerelektrolytmembran des Elektro- lysestacks anliegenden Wasserstoff-Wasser-Gemisch enthalten sein. Nach dem Ausfall der Stromversorgung kann so ein elektrischer Strom durch eine elektro-chemische Reaktion des Was ^¬ serstoff-Wasser-Gemisches an der Elektrode bzw. Polymerelek ^¬ trolytmembran zur Speisung der Ersatzstromversorgung gene- riert werden. D.h. der Elektrolysestack wird temporär, bis zur Aufzehrung des anliegenden Wasserstoff-Wasser-Gemisches , als Brennstoffzelle betrieben. Auf diese Weise kann eine be ^¬ sonders aufwands- und wartungsgünstige unterbrechungsfreie Stromversorgung in Form einer sog. Selbsterhaltung der Elekt- rolyseanlage erreicht werden. Weiterhin vorteilhaft wird so ein von dem Wasserstoff-Wasser-Gemisch ausgehendes Gefährdungspotential, welches sich aus der Explosionsgefahr des Ge ^¬ misches ergibt, minimiert. Folglich wird von besonderem Vor ^¬ teil eine erhöhte Sicherheit für das Bedienpersonal, die Um- weit und die Elektrolyseanlage selbst erzielt.

In einer weiteren Ausgestaltung wird die Ersatzstromversorgung zumindest zeitweise aus einem druckbasierten Energiepo ^¬ tential, welches in dem Elektrolysestack der Elektrolyseanla- ge vorhanden ist, und/oder einem elektrischen Energiepotential, welches in der Elektrolyseanlage vorhanden ist, gespeist.

Das elektrische Energiepotential kann als sog. Restpotential in einem Gleichrichter bzw. in dessen kapazitiven Komponenten oder in anderen kapazitiven elektrischen Bauelementen der Elektrolyseanlage enthalten sein. Das druckbasierte Energiepotential kann in einem druckbeauf ^¬ schlagten Arbeitsgas bzw. Arbeitsgasgemisch der Anlage enthalten sein.

In einer vorteilhaften Weiterbildung wird die Ersatzstromver- sorgung zumindest zeitweise aus dem druckbasierten Energiepo ^¬ tential, welches in einem Elektrolysestack der Elektrolyseanlage vorhanden ist, gespeist, wobei das druckbasierte Ener ^¬ giepotential mittels einer Turbineneinheit zur Ersatzstrom ^¬ versorgung und zum Abbau des Energiepotentials in elektrische Energie gewandelt wird.

Die Turbineneinheit kann eine Turbine und einen Generator aufweisen. Turbinen und Generatoren sind vielfach erprobte und eingesetzte technische Mittel. Auf diese Weise kann eine technisch einfach realisierbare und zuverlässige Wandlung des druckbasierten Energiepotentials in elektrische Energie zur Speisung der Ersatzstromversorgung erzielt werden.

Vorteilhafterweise kann so eine länger anhaltende unterbre- chungsfreie Stromversorgung der Elektrolyseanlage erreicht werden. Außerdem von Vorteil wird so ein von dem elektrischen und/oder druckbasierten Energiepotential ausgehendes Gefährdungspotential minimiert und folglich eine erhöhte Sicherheit für das Bedienpersonal, die Umwelt und die Elektrolyseanlage selbst erzielt.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird zunächst ein elektro-chemisches Energiepotential, nachfolgend ein elektri ^¬ sches Energiepotential und abschließend ein druckbasiertes Energiepotential abgebaut.

Beispielsweise kann zunächst das in dem Wasserstoff-Wasser- Gemisch enthaltene Energiepotential, nachfolgend das Energie- Potential der kapazitiven elektrischen Bauelemente der Elektrolyseanlage und abschließend das druckbasierte Energiepoten ^¬ tial des Sauerstoffs abgebaut werden. Denkbar ist allerdings auch eine davon abweichende, vorgebbare Reihenfolge des Po- tentialabbaus . So kann auf einfache Weise ein nach den Höhen der von den verschiedenartigen Energiepotentialen ausgehenden Gefährdungspotentiale gestaffelter Abbau des gesamten Ener ^¬ giepotentials erreicht und gezielt eine gefährdungsfreier Zu ^¬ stand der Elektrolyseanlage erreicht werden.

Ein druckbasierte Energiepotential kann alternativ oder zu ^¬ sätzlich auch in einem Druckbehälter der Anlage vorhanden sein . In einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Ersatzstromversorgung zumindest zeitweise auch aus einem elektrischen Energiepotential einer Gleichrichtereinheit der Elektrolyse ^¬ anlage gespeist, wobei die Gleichrichtereinheit zumindest zeitweise als Energiequelle zur Ersatzstromversorgung und zum Abbau des Energiepotentials betrieben wird.

Das elektrische Energiepotential kann alternativ oder zusätz ^¬ lich in beliebigen kapazitiven elektrischen Bauelementen der Elektrolyseanlage vorhanden sein. Insbesondere von Vorteil kann so ein nach dem Ausfall der Stromversorgung vom Gleichrichter der Elektrolyseanlage ausgehendes Gefährdungspotenti ^¬ al gezielt abgebaut werden.

Zweckmäßigerweise wird das in der Elektrolyseanlage vorhande- nen Energiepotential innerhalb von 1min bis 20min, insbeson ^¬ dere innerhalb von 2min bis 15min, bevorzugt innerhalb von 6min bis 8min, auf ein gefährdungsfreies Niveau abgebaut.

Durch den Abbau des Energiepotentials innerhalb von 1min bis 20min, beispielsweise innerhalb von 2min, kann eine besonders zeitnahe Verringerung des einhergehenden Gefährdungspotenti ^¬ als bei wenig lange andauernder Stromversorgung der Elektrolyseanlage erreicht werden. Durch den Abbau des Energiepoten- tials innerhalb von 2min bis 15min, beispielsweise innerhalb von 5min, kann eine zeitnahe Verringerung des einhergehenden Gefährdungspotentials bei moderat lange andauernder Stromver ^¬ sorgung der Elektrolyseanlage erreicht werden. Durch den Ab- bau des Energiepotentials innerhalb von 6min bis 8min, bei ^¬ spielsweise innerhalb von 7min, kann eine hinreichend zeitna ^¬ he Verringerung des einhergehenden Gefährdungspotentials bei besonders lange andauernder unterbrechungsfreier Stromversorgung der Elektrolyseanlage erreicht werden. Von Vorteil kann so zum einen eine hinreichend zügige Verringerung des Ener ^¬ giepotentials auf ein gefährdungsfreies Niveau erreicht, zum anderen eine hinreichend lange andauernde unterbrechungsfreie Stromversorgung der Elektrolyseanlage bereitgestellt werden. Vorteilhafterweise wird das gefährdungsfreie Niveau des Ener ^¬ giepotentials in einem spannungs- und/oder ström- und/oder überdrucklosen und/oder reaktionsgasfreien Betriebszustand der Elektrolyseanlage erreicht. Von besonderem Vorteil wird so eine Verringerung einer Explosionsgefahr, einer Kurzschlussgefahr und einer Berstgefahr erreicht. Außerdem von Vorteil kann so eine für das Bedien ^¬ personal und die Umwelt gefährdungsfreie Wiederinbetriebnahme der Elektrolyseanlage nach Abbau des Energiepotentials und Wiedereinsetzen der Stromversorgung erreicht werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung wird die Elektrolyseanlage nach dem Abbau des in der Elektrolyseanlage vorhandenen Energiepotentials mittels einer kapazitiven Energiespeicher- einheit unterbrechungsfrei mit Strom versorgt.

Von besonderem Vorteil kann so eine zeitliche Verlängerung der unterbrechungsfreien Stromversorgung - über den Abbau des in der Elektrolyseanlage vorhandenen Energiepotentials hinaus - erzielt werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das in der Elektrolyseanlage vorhandene Energiepotential für eine hinreichend lang andauernde unterbrechungsfreie Energieversorgung nicht ausreichend ist. Weiterhin sind kapa- zitive Energiespeichereinheiten zur unterbrechungsfreien Stromversorgung vielfach erprobt und kostengünstig, so dass eine zuverlässige und aufwandsgünstige zeitlich verlängerte unterbrechungsfreie Stromversorgung erreicht wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird eine unterbrechungsfreie Stromversorgung zumindest eines Verbrauchers der Elektrolyseanlage bewirkt. Zweckmäßigerweise ist der Verbraucher ein sicherheitsrelevanter Verbraucher, beispielsweise ein elektrisch betätigtes Ventil oder ein Pumpe, welcher zum kontrollierten Weiterbetrieb bzw. zur kontrollierten Außerbetriebnahme der Elektro ^¬ lyseanlage notwendig ist. Vorteilhafterweise wird die Strom- Versorgung im gegebenen Zusammenhang in dem Sinne unterbrechungsfrei bewirkt, dass der Verbraucher keine betriebs- oder sicherheitstechnisch relevante Unterbrechung der Stromversorgung erfährt. In einer vorteilhaften Weiterbildung wird das Verfahren zu einer Steuerung des Abbaus des in der Elektrolyseanlage vor ^¬ handenen Energiepotentials auf ein gefährdungsfreies Niveau verwendet . Von Vorteil kann so beispielweise ein steuernder Eingriff von Bedienpersonal in den Ablauf des Abbaus des Energiepotentials erreicht werden.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die Steuereinheit zu einer Ansteuerung von zumindest einem Verbraucher der

Elektrolyseanlage zu einer Stromaufnahme aus einem elektro ^¬ chemischen Energiepotential des Elektrolysestacks vorberei ^¬ tet . Zweckmäßigerweise ist das elektro-chemische Energiepotential in dem an einer Elektrode oder einer Polymerelektrolytmembran des Elektrolysestacks anliegenden Wasserstoff-Wasser-Gemisch vorhanden. Von Vorteil kann durch die derartige Ansteuerung ein Abfließen eines infolge einer elektro-chemischen Reaktion innerhalb des Elektrolysestacks generierten Stromes erzielt werden . Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen Unter ^¬ ansprüchen teilweise zu mehreren zusammengefasst wiedergege ^¬ ben sind. Diese Merkmale können jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachtet und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfasst werden. Insbesondere sind diese Merkmale je ^¬ weils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie der erfindungsgemäßen Anordnung gemäß den unabhängigen Ansprüchen kombinierbar. Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläu- tert werden. Die Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und beschränken die Erfindung nicht auf die darin angegebene Kombination von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale eines jeden Ausführungsbeispiels auch explizit iso- liert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel entfernt, in ein anderes Ausführungsbeispiel zu dessen Ergänzung einge ^¬ bracht und/oder mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert werden . Es zeigen:

FIG 1 eine schematische Darstellung einer Elektrolyseanlage mit einer unterbrechungsfreien Stromversorgung aus einem in der Elektrolyseanlage vorhandenen Energiepotential und

FIG 2 ein Diagramm mit schematischen Spannungsverläufen und Betriebszuständen der Elektrolyseanlage gemäß FIG 1. FIG 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Elektrolyse ^¬ anlage 2. Die Elektrolyseanlage weist einen Elektrolysestack 4 (auch: Elektrolysezelle) mit einer Polymerelektrolytmembran 6 und Elektroden 8 auf. Aus Gründen der besseren Darstellbar- keit ist lediglich eine Elektrolysezelle bzw. ein

Elektrolysestack dargestellt, unbeschadet der Tatsache, dass Elektrolyseanlagen üblicherweise eine Vielzahl von

Elektrolysestacks aufweisen können. Außerdem weist die Elekt ^¬ rolyseanlage 2 eine Stromversorgung 10 auf. Die Stromversor- gung 10 kann beispielsweise über eine Zuleitung aus einem

Wechselstromnetz erfolgen. Die Stromversorgung 10 ist an eine Gleichrichtereinheit 12, welche ein kapazitives Bauelement 14 aufweist, angeschlossen. Die Gleichrichtereinheit 12 ist zur Versorgung des Elektrolysestacks 4 mit Gleichstrom vorberei- tet. Weiterhin ist die Stromversorgung 10 zumindest an einen Verbraucher 16 der Elektrolyseanlage 2 angeschlossen. Zur besseren Darstellbarkeit ist im vorliegenden Ausführungsbei ^¬ spiel lediglich ein generischer Verbraucher 16 ausgeführt. Typischerweise ist die Stromversorgung 10 an mehrere Verbrau- eher angeschlossen, die beispielsweise als Pumpen, Ventile, Aggregate oder Anzeigeelemente ausgeführt sind. Der Verbrau ^¬ cher 16 ist zur Ansteuerung durch eine Steuereinheit 18 vorbereitet . Während eines üblichen Betriebes der Elektrolyseanlage 2 er ^¬ folgt die Versorgung des Elektrolysestacks 4 und des Verbrau ^¬ chers 16 bzw. der gesamten Elektrolyseanlage 2 mit Betriebs ^¬ energie über die Stromversorgung 10. Der Elektrolysestack 4 wird durch die Gleichrichtereinheit 12 mit Gleichstrom bzw. -Spannung versorgt. In dem Elektrolysestack 4 wird Wasser unter Einwirkung des Gleichstroms durch eine elektro-chemische Reaktion an der Polymerelektrolyt ^¬ membran 6 und den Elektroden 8 in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespaltet. Der Wasserstoff kann hiernach als Energieträger oder reaktives Zwischenprodukt verwendet werden. Der Sauer ^¬ stoff kann in eine Umgebung abgegeben oder einem Druckbehälter zugeführt werden. Typischerweise entstehen durch die ag- gregatszustandsbedingte Expansion des Reaktionsmediums Wasser nicht unerhebliche Drücke im Bereich zwischen 30bar und 50bar innerhalb des Elektrolysestacks 4. Während des üblichen Betriebes erfolgt außerdem die Versor ^¬ gung des Verbrauchers 16 durch die Stromversorgung 10. Der Verbraucher kann ein sicherheitsrelevanter Verbraucher, beispielsweise ein elektrische betätigtes Überdruckventil oder eine Kühleinrichtung zur Vermeidung einer Überhitzung der Elektrolyseanlage 2 sein. Während des üblichen Betriebes wird die sicherheitsrelevante Funktion des Verbrauchers 16 durch die Stromversorgung 10 aufrechterhalten.

Insbesondere nach einem Ausfall der Stromversorgung 10 weist der Elektrolysestack 4 der Elektrolyseanlage 2 ein Energiepo ^¬ tential 20 auf. Das Energiepotential 20 setzt sich aus ver ^¬ schiedenartigen Anteilen, nämlich einem elektro-chemischen Energiepotential 22, einem elektrischen Energiepotential 24 und einem druckbasierten Energiepotential 26 zusammen.

Das druckbasierte Energiepotential 26 kann in einem druck ^¬ beaufschlagten Arbeitsmedium des Elektrolysestacks 4 liegen, vorzugsweise in Sauerstoff mit einem Druck zwischen 30bar und 50 bar und einem Volumen von 10 cm ³ bis 100 000 cm ³ . Das druckbasierte Energiepotential 26 stellt insbesondere nach einem Ausfall der Stromversorgung ein Gefährdungsrisiko für die Umwelt, die Elektrolyseanlage 2 selbst und deren Bedien ^¬ personal da.

Das elektrische Energiepotential 24 ergibt sich insbesondere aus einer Doppelschichtkapazität bzw. einer Elektrodenrest- energie. Insbesondere nach einem Ausfall der Stromversorgung 10 stellt das elektrische Energiepotential 24 ein Gefähr ^¬ dungsrisiko für die Umwelt, die Elektrolyseanlage 2 selbst und deren Bedienpersonal da. Beispielsweise kann Bedienperso- nal unter Einwirkung des elektrischen Energiepotentials 24 einen Stromschlag und infolgedessen körperliche Einbußen erleiden . Das elektro-chemische Energiepotential 22 liegt in einer Reaktionsfähigkeit eines an den Elektroden 8 bzw. der

Polymerelektrolytmembran 6 anliegenden Wasser-Wasserstoff- Gemischs. Im Zusammenwirken mit einer katalytischen Wirkung der Elektroden 8 bzw. mit speziellen Eigenschaften der

Polymerelektrolytmembran 6 zerfällt das Wasser-Wasserstoff- Gemisch -bei nicht vorhandener Stromversorgung durch die Gleichrichtereinheit 12- in Wasser und frei werdende Ladungs ^¬ träger. Sofern ein Abfließen der freiwerdenden Ladungsträger möglich ist fließt ein elektrischer Strom, der bevorzugt zur Speisung der unterbrechungsfreien Stromversorgung der Elektrolyseanlage verwendet wird. Insbesondere nach Ausfall der Stromversorgung 10 stellt das elektro-chemische Energiepoten ^¬ tial 22 bzw. das Wasser-Wasserstoff-Gemisch auf Grund seiner Explosionsgefährlichkeit ein nicht unerhebliches Gefährdungs ^¬ potential dar.

Nach Ausfall der Stromversorgung 10 wird die Elektrolyseanla ^¬ ge 2 ersatzweise und bevorzugt unterbrechungsfrei aus dem Energiepotential 20 mit Strom versorgt. Aus Gründen der über ^¬ sichtlichen Darstellbarkeit ist im vorliegenden Ausführungs ^¬ beispiel lediglich der Verbraucher 16 an die über eine Stromzuleitung 28 aus dem Energiepotential 20 gespeiste Ersatz ^¬ stromversorgung angeschlossen, obschon Elektrolyseanlagen üb- licherweise über eine Vielzahl von Verbrauchern verfügen können .

Außerdem kann ein weiteres elektrisches Energiepotential 25 in kapazitiven elektrischen Bauelementen der Elektrolyseanla- ge vorhanden sein. Stellvertretend ist in der vorliegenden

Figur lediglich das kapazitive Bauelement 14 der Gleichrichtereinheit 12 dargestellt, obwohl die Elektrolyseanlage eine Vielzahl kapazitiver Bauelemente aufweisen kann. Zur Aufnahme des Stromes aus der Stromzuleitung 28 der ersatzweisen und bevorzugt unterbrechungsfreien Stromversorgung wird der Verbraucher 16 über die Steuereinheit 18 ange ^¬ steuert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das im Elektrolysestack 4 vorhandene Energiepotential 20 abgebaut wird .

Die Speisung der Stromzuleitung 28 der ersatzweisen und be- vorzugt unterbrechungsfreien Stromversorgung erfolgt bis zur Aufzehrung des Energiepotentials 20. Dabei kann die Stromzu ^¬ leitung 28 der unterbrechungsfreie Stromversorgung gleichzei ^¬ tig aus den benannten verschiedenartigen Energiepotentialen 22, 24 und 26 oder in einer vorgebbaren Reihenfolge aus die- sen gespeist werden. Auf diese Weise wird zum einen erreicht, dass das mit dem Energiepotential einhergehende Gefährdungs ^¬ potential kontrolliert abgebaut wird. Zum anderen wird eine etwaige sicherheitsrelevante Funktion des Verbrauchers 16 aufrechterhalten um einen kontrollierten Weiterbetrieb bzw. eine kontrollierte Außerbetriebnahme der Elektrolyseanlage 2 zu erreichen.

Nach Erschöpfung des Energiepotentials 20 erfolgt die weiter ^¬ gehende Stromversorgung des Verbrauchers 16 aus einer kapazi- tiven Energiespeichereinheit 30. Auf diese Weise wird er ^¬ reicht, dass auch bei einer vorzeitigen Erschöpfung des Energiepotentials 20 genügend Energie zur Versorgung des sicher ^¬ heitsrelevanten Verbrauchers 16 zur Verfügung steht. Von besonderem Vorteil kann die kapazitiven Energiespeichereinheit 30 wesentlich leistungsschwächer und damit wesentlich kostengünstiger bemessen werden als üblich. Alternativ oder zusätzlich kann die Stromversorgung auch über ein in dem kapazitiven Bauelement 14 der Gleichrichtereinheit 12 vorhandenes elektrisches Energiepotential 25 erfolgen.

FIG 2 zeigt ein Diagramm mit einem Verlauf einer elektrischen Spannung Ul (linke Ordinate [V]) der Stromversorgung 10 (vgl. FIG 1) und einer elektrischen Spannung U2 (rechte Ordinate [V]) des Elektrolysestacks 4 (vgl. FIG 1) jeweils über der Zeit t (Abszisse [s]) . Zudem sind korrespondierende Verläufe einer Spannung U3 (Ordinate [V]) des Verbrauchers 16 (vgl. FIG 1) und einer Betriebsaktivität B (Ordinate [-] der kapa ^¬ zitiven Energiespeichereinheit 30 (vgl. FIG 1), jeweils über der Zeit t dargestellt, wobei die drei dargestellten Zeitach ^¬ sen identisch sind. Das Diagramm enthält Informationen bezüglich des Abbaus des Energiepotentials 20 bzw. insbesondere des elektro-chemischen Energiepotentials 22 über der Zeit. Darüber hinaus verdeutlicht es die Realisierung einer im technischen Sinne unterbrechungsfreien Stromversorgung des Verbrauchers 16 bzw. der Elektrolyseanlage 2.

Zu einen Zeitpunkt 32 befindet sich die Elektrolyseanlage 2 in einem üblichen Betrieb. D.h. die Stromversorgung 10 weist einen Spannungswert 40, der Elektrolysestack 4 weist einen Spannungswert 42, der Verbraucher 16 weist einen Spannungs ^¬ wert 44 und die Energiespeichereinheit 30 weist keine Be ^¬ triebsaktivität auf (außer Betrieb B=0).

Ausgehend von oben beschriebenem Zustand findet zum Zeitpunkt 34 ein Ausfall der Stromversorgung 10 statt. Die Spannung Ul fällt infolgedessen auf den Spannungswert 46 bzw. U1=0. Die Stromversorgung des Verbrauchers wird vom Zeitpunkt 34 an aus dem im Elektrolysestack 4 vorhandenen elektro-chemischen

Energiepotential 22 aufrechterhalten. Infolgedessen kommt es lediglich zu einer technisch nicht relevanten Beeinträchtigung des Spannungswertes 44 des Verbrauchers 16 zum Zeitpunkt 34. D.h. die Stromversorgung des Verbrauchers 16 wird nach dem Ausfall der Stromversorgung 10 in technischem Sinne unterbrechungsfrei weitergeführt. Denkbar wäre auch, die Stromversorgung des Verbrauchers 16 durch das Energiepotenti ^¬ al 22 bewusst zeitlich unterbrochen, beispielsweise mit einer Versorgungslücke von ls bis 100s, vorzunehmen. Das zur Spei- sung des Verbrauchers zur Verfügung stehende bzw. aufgezehrte Energiepotential wird näherungsweise durch die schraffierte Fläche in FIG 2 repräsentiert.

Die Stromversorgung des Verbrauchers 16 aus dem im Elektro- lysestack 4 enthaltenen elektro-chemischen Energiepotential 22 wird bis zum Zeitpunkt 36 weitergeführt. Zu diesem Zeit ^¬ punkt ist die Spannung U2 des Elektrolysestacks 4 bis auf den Spannungswert 48 gesunken. Das vorhandene Energiepotential ist für eine weitere Speisung des Verbrauchers 16 bzw. für ein Aufrechterhalten der Spannung U3 nicht mehr hinreichend, so dass die kapazitive Energiespeichereinheit 30 in Betrieb genommen wird (B=l) . Die Stromversorgung des Verbrauchers wird vom Zeitpunkt 36 an durch die kapazitive Energiespei ^¬ chereinheit 30 aufrechterhalten, so dass es lediglich zu ei ^¬ ner technisch nicht relevanten Beeinträchtigung des Spannungswertes 44 des Verbrauchers 16 zum Zeitpunkt 36 kommt.

Zum Zeitpunkt 38 kommt es zu einem Wiedereinsetzen der Stromversorgung 10 und die Spannung Ul steigt infolgedessen auf den Spannungswert 40. Die Versorgung der Verbrauchers 16 mit Betriebsenergie erfolgt wiederum über die Stromversorgung 10, die Betriebsaktivität B der kapazitiven Energiespeichereinheit 30 wird eingestellt (B=0) und die Spannung U2 der

Elektrolysestacks 4 steigt auf den ursprünglichen Spannungs ^¬ wert 42.