Pagina 18 van: Installatie – nummer 2 – 2023

elkaar gezet om de productie van dit goedje te verhogen. Het
energieverbruik wisselt omdat het poliklinisch centrum in
het weekend en ’s avonds en ’s nachts gesloten is en dan dus
veel minder verbruikt dan overdag.
Er wordt gebruik gemaakt van een zogeheten PEM elektroly-
ser. Janssen: “Deze bevat een membraan van polymeer dat
alleen waterstofionen doorlaat. De vrijkomende elektronen
worden om het membraan heen geleid en door een koper-

draad opgenomen voor de aanvoer van elektriciteit.” Het
voordeel van dit type elektrolyser is dat hij, in tegenstelling
tot de alkaline uitvoering, onder druk kan functioneren en
daarom kleiner van omvang kan zijn.

Naast de elektrolyser staat het brandstofcelaggregaat op
waterstof die met behulp van een compressor de energie
opwerkt. “Compressie is zeer geschikt voor waterstof-
energie, omdat de energiedichtheid heel laag is maar
de energie per gewicht vrij hoog”, doceert Jerom Janssen.

Opslag waterstof
Wanneer het ziekenhuis de waterstofenergie niet nodig
heeft, wordt het reukloze gas opgeslagen in twee tanks met
elk een opslagcapaciteit van 100 kilogram. Deze tanks kun-
nen gedurende lange tijd onder druk van 30 bar waterstof
opslaan. Eén tank komt uit Noorwegen, de andere van tank-
bouwer Van Rootselaar uit Nijkerk. Ze staan inmiddels al op
het terrein, terwijl de elektrolyser en brandstofcel in mei
arriveren. De twee grote voordelen van waterstof zijn dat het
relatief makkelijk is op te slaan en snel vervoerd kan worden
door een bestaand gasleidingennet.

Warmtepompen met koeling en verwarming
Deze restwarmte wordt via warmtewisselaars afgegeven
aan het ziekenhuis; twee luchtwater-warmtepompen met
een capaciteit aan 405 kW en 265 kW zorgen voor respectie-
velijk voor de koeling en verwarming van de ruimten in het
ziekenhuis. Het vierpijps Sintesis Balance TM CMAF model
bevat twee volledig onafhankelijke watercircuits: één voor
gekoeld en één voor warm water. Het integrale systeem koelt
in de zomer, verwarmt in de winter en kan ook simultaan
koelen en verwarmen. De warmtepompen hebben een
scrollcompressor aan boord waardoor het systeem een hoog
rendement haalt bij vol- en deellast.

Als noodstroomvoorziening was de brandstofcel op water-
stof niet toereikend om essentiële voorzieningen in het
ziekenhuis van stroom te voorzien als de elektriciteit uitvalt.
Daarvoor wordt een noodstroomaggregaat van 780 kVa en
een UPS-accu van 150 kVA ingezet.

Waterstofcentrale op micro-niveau
In Nederland draaien al diverse pilot-projecten op bedrijventerreinen en woon-
wijken waarbij waterstof de energiedrager vormt. Het in waterstofoplossingen
gespecialiseerde bedrijf HYmatters uit Arnhem is bij diverse projecten betrokken.
Het bedrijf uit Arnhem heeft zelf een waterstofproductiesysteem ontwikkeld dat
vanuit een container-unit bedrijven en/of woningen van stroom en warmte kan
voorzien. Dit systeem onttrekt 20 KW bij overbelasting van het elektriciteitsnet
en levert daarmee een bijdrage aan de ontlasting van het reguliere stroomnet
en uiteraard een schoner milieu.

Waterstofproductie
Development engineer, Daniël Semerel, laat Installatie zien hoe de mini-water-
stofcentrale werkt. Het systeem behelst een 100 liter waterton en filter om dit
drinkwater op te waarderen naar ultra-puur water. Sensoren meten de tempera-
tuur en geleiding van het water. Om de warmte van het water vast te houden, zitten
de componenten in een geïsoleerde zwarte doos. De elektrolyser ziet eruit als
een soort trommel, die bestaat uit een serie metalen celplaten die achter elkaar
zijn gezet. Het systeem bevat twee elektroden: de kathode en anode. Tussen de
platen zit een plastic laag met aan beide zijden katalysator, meestal is dit platina.
Deze katalysator helpt de elektrolyser om waterstof- en zuurstofatomen uit elkaar
te trekken. Het membraan scheidt de waterstof van het mengsel van water en
zuurstofatomen. Onder druk van 40 bar wordt het waterstof in gas omgezet, terwijl
de overige waterdamp er nog wordt uitgefilterd. Vervolgens brengt een compres-
sor de waterstof van 40 naar 350 bar en wordt het gas opgeslagen in gasflessen.
Aan de waterstofcentrale kan een brandstofcel worden gekoppeld die het water-
stofgas weer kan omzetten naar elektrische energie en warmte.

Volgens HYmatters is de waterstofcentrale met brandstofcel schaalbaar; er kun-
nen dus diverse units worden gekoppeld. “Uiteindelijk willen we met ons systeem
opschalen naar een ingangsvermogen van 100 kW en de productie van meer kilo-
grammen waterstofgas per dag”, aldus Semerel.

Twee lucht-water warmtepompen van Trane verzorgen ruimtelijke
verwarming en koeling in het ziekenhuis.

De hoofdenergiedrager voor Rijnstate Elst zijn de 1300 pv-panelen.

22 nr. 2 | april 2023

project

20-21-22_projectrijnstate.indd 22 24-03-2023 13:44