Stacje wodorowe służą tankowaniu pojazdów lekkich (pojazdy osobowe LDV), pojazdów ciężkich (ciężarówki i autobusy HDV)) oraz innych form transportu takich jak pociągi czy łodzie. Stacje wydają wodór w postaci sprężonego gazu pod ciśnieniem 700bar (H70) dla pojazdów lekkich i 350bar (H35) dla pojazdów ciężkich (tir, autobus, pociąg).
Wszystkie stacje opierają się na ogół na podobnej infrastrukturze, różnice konstrukcyjne wynikają ze sposobu dostarczania wodoru (rurociąg, dostawy zewnętrzne lub integracja elektrolizera do pozyskiwania wodoru „na miejscu” ), jego przechowywaniu czy sposobu dystrybuowania. Jedno jest pewne, że każda stacja zawiera co najmniej:
Naziemny magazyn wodoru
W zależności od lokalizacji i pojemności stacji, wodór może być magazynowany w postaci ciekłej (najrzadziej), gazu o niskim, średnim lub o wysokim ciśnieniu. Zbiorniki magazynowe spełniają normy ASME*
Należy jednak zdawać sobie sprawę, że tzw. niskie ciśnienie oznacza w przypadku stacji wodorowej ok. 50 bar, co w przypadku gazu ziemnego sieciowego traktowane byłoby jako ciśnienie wysokie. Ciśnienie średnie na stacji wodorowej to ok. 500 bar, a wysokie to aż ok. 900 bar. To ostatnie odpowiada ciśnieniu panującemu w morzu na głębokości ok. 9000 m!
Zbiorniki stanowią tzw. banki ciśnienia. Pojazdy tankowane są najczęściej przez wyrównywanie ciśnienia po podłączeniu tankowanego pojazdu kolejno z bankami niskiego, średniego i wysokiego ciśnienia.
Za przełączanie pomiędzy bankami odpowiada odpowiednio ustawiona automatyka stacji.
Chiller
W trakcie tankowania pojazdu przepływający wodór w wyniku oporów przepływu obniża swoje ciśnienie. Z uwagi na specyfikę wodoru i tzw. odwrotny efekt Joule’a-Thomsona wzrasta wtedy temperatura tego gazu. To obniża efektywność/szybkość tankowania, a wysoka temperatura może zagrozić zbiornikom wodoru ulokowanym na pojeździe, które mają płaszcze uszczelniające ze sztucznego tworzywa. Dlatego w przypadku tankowania pojazdów osobowych wodór jest chłodzony, aby nie przekroczyć progu temperatury opisanego w tzw. standardowym protokole tankowania.
Chłodzenia najczęściej nie stosuje się w przypadku tankowania autobusów i ciężarówek średniego zasięgu. Nie jest to bowiem uzasadnione ekonomicznie. W tych pojazdach stosuje się większe zbiorniki, tankowanie trwa dłużej, a ciśnienie osiąga „tylko” 350 bar. Producenci autobusów i pojazdów ciężarowych ograniczają szybkość przepływu i zabezpieczają zbiorniki pojazdów poprzez indywidualne protokoły tankowania, do których muszą się dostosować dostawcy stacji.
Chłodnica może być też potrzebna w przypadku, gdy zbiorniki wodoru są ulokowane w dużej odległości od dystrybutorów wodoru, co powoduje wzrost temperatury gazu z uwagi na stratę ciśnienia na długości rurociągu. Za graniczną wartość do której nie ma konieczności zabudowy chłodzenia uważa się około 50 m.
Dystrybutor wodoru
Dystrybutory wyglądają podobnie do dystrybutorów benzyny, choć być może lepszą byłaby analogia do dystrybutorów LPG, gdyż bardzo podobnie wyglądają pistolety nalewcze. Dystrybutory mogą znajdować się na tej samej wyspie co inne dystrybutory paliwa lub zostać umiejscowione w innym miejscu.
Dostarczane są dystrybutory z jedną lub dwoma dyszami do tankowania/zwanymi także pistoletami nalewczymi. Można przy tym stosować różne kombinacje ciśnień 350 bar i 700 bar, w zależności od przewidywanej charakterystyki pojazdów tankowanych.
Kompresor
Wodór jest sprężany w celu zmniejszenia objętości i zwiększenia ciśnienia. Najczęściej stosowane są konstrukcje z kilkoma stopniami sprężania, przy czym jeden stopień zapewnia zwiększenie ciśnienia maksymalnie około sześć razy z uwagi na wytrzymałość uszczelnień i gniazd zaworowych. Kompresor jest przede wszystkim wykorzystywany do uzupełniania ciśnienia w poszczególnych bankach w miarę ich opróżniania.
Obecnie dąży się do minimalizacji rozmiaru zbiorników stacjonarnych na stacji.
Zamiast zbiorników stacjonarnych wykorzystuje się butlowozy, cylindrowozy lub kontenery z butlami, którymi przywozi się wodór w ciśnieniu 200-300 bar. Przywiezione zbiorniki pozostawia się na stacji, odbierając jednocześnie zbiorniki opróżnione. Unika się w ten sposób niepotrzebnych wydatków energii przy przepompowywaniu wodoru. Musi to jednak być zoptymalizowane kosztowo.
Panel nalewczy i automatyka
Panel nalewczy służy do połączenia źródła wodoru, czyli butlowozu, cylindrowozu lub butli w wiązkach. W panelu nalewczym znajdziemy m.in. uziemienie, złącze wodorowe i włącznik/przełącznik ciśnienia.
O ile kompresor jest sercem stacji, to automatyka pełni rolę mózgu. Systemy automatyki odpowiadają za bezpieczeństwo poprzez zbieranie danych z czujników, transmisję danych, a przede wszystkim sterowanie poszczególnymi zaworami w celu właściwego zarządzania ciśnieniem w poszczególnych bankach.
