Unterlagen zum Webinar
Wasserstoff als Energiespeicher zum elektrischen Laden von Fahrzeugen
Wir hoffen, dass Ihnen unser Webinar gefallen hat und Sie dadurch tiefere Einblicke in das Thema erhalten haben.
Gerne stellen wir Ihnen als Teilnehmer die Präsentation und die Aufzeichnung vom Webinar "on demand" zur Verfügung:
Leider hat es die Zeit nicht zugelassen die Fragen innerhalb der Live-Show zu beantworten, daher können Sie hier alle Antworten und Fragen nachlesen:
An welche Wärmespeicher im Auto denken Sie?
Beim Wärmestrom geht es hauptsächlich um die Auskopplung der Abwärme der Brennstoffzelle. Es soll also der Ausnutzungsgrad des Betriebsstoffes Wasserstoff erhöht werden, indem kombiniert elektrische Energie und Wärme ausgekoppelt wird und zum Beispiel in ein Gebäude eingekoppelt wird. Dezidierte Wärmespeicher werden bei uns aber auch beforscht. Zum Beispiel im Kontext von batterie-elektrischen Bussen, da im Winter die Reichweite von batterie-elektrischen Fahrzeugen durch die Aufheizvorgänge des Innenraums erheblich reduziert wird. Siehe: https://www.dlr.de/fk/desktopdefault.aspx/tabid-2825/13133_read-50335
Welche Materialien können für Wasserstofftanks und Medienberührung verwendet werden?
Die von uns verwendeten Tanks sind Typ 4 Hochdruck-Wasserstofftanks und bestehen aus einem CFK-Verbundstoff (Kohlenstofffaser mit Kunststoff). Ausschlaggebend für die Auswahl war das relativ geringe Gewicht. Die medienberührende Schicht ist in diesem Fall Polyamid oder Polyethylen. Je nach Druckniveau werden aber eine Vielzahl an Materialien verwendet: Von Stahlwänden, bis hin zu Aluminium mit Kohlefaser ummantelt (Typ 1 – Typ 3)
Zum Anhänger: Wie sieht die Langlebigkeit des Aufbaus aus, in Bezug auf H2-Versprödung?
H2 Versprödung kann durch die Verwendung austenitischer Stähle weitgehend verhindert werden und von einem Versagen der Leitungen wird nicht ausgegangen. Bei mobilen Wasserstoffanwendungen ist es aber nicht ungewöhnlich, dass kleine Leckagen über die Lebensdauer auftreten. Die Demonstrationsphase wird deshalb wissenschaftlich begleitet und dabei werden wir diese Leckagen monitoren und bewerten.
Wie lange dürfte im Durchschnitt das Aufladen eines Fahrzeugs dauern? Bzw. wie viele Fahrzeuge könnten mit einem Anhänger mit den genannten 6,2 kg H2 geladen werden?
In unserem Forschungsdemonstrator können Fahrzeuge mit einer Ladeleistung von bis zu 11 kW geladen werden. Die Ladezeit ist dementsprechend abhängig von der Lademenge. Ein VW e-UP kann beispielsweise innerhalb von 3 h komplett geladen werden. Die Anzahl der zu ladenden Fahrzeuge hängt von der Größe und dem Füllstand der Batterie ab. Beispielsweise können 3 VW e-Up! vollständig geladen werden. Der Anhänger stellt jedoch ein Forschungsobjekt zur Demonstration des Funktionsprinzips dar. In zukünftigen industriellen Ausführungen sollen sowohl eine höhere Ladeleistung und Energiemenge integriert werden.
Wieso baut man einen H2-Zug, wenn diese eine dauerhafte Netzanbindung haben und man diesen somit bei Speisung mit erneuerbaren Energien ohne Umwandlungsverluste nutzen kann?
In Deutschland sind 61 % des Schienennetzes mit einer Oberleitung ausgestattet und somit elektrifiziert. Auf den restlichen 39 % verkehren die Züge meist mit Dieselantrieb. Wasserstoff stellt eine klimafreundliche Alternative dazu dar. Bi-Mode Züge (Wasserstoff und Oberleitung) können auf Strecken verkehren, die nur teilweise elektrifiziert sind. Dadurch können Umwandlungsverluste im rein elektrischen Betrieb minimiert werden und auf nicht elektrifizierten Streckenteilen kann der Zug klimafreundlich mit Wasserstoff fahren.
Ist die Umgebungstemperatur ein Problem für die Leistung des Anhängers?
Der Anhänger und seine Komponenten sind auf eine Umgebungstemperatur von -5 bis 46 °C ausgelegt. Der Einfluss der Umgebungstemperatur wird zusätzlich in der noch ausstehenden Erprobungsphase untersucht. Bei tiefen Temperaturen ist die Startphase problematisch für die Alterung des Brennstoffzellensystem. Eine Leistungsreduzierung durch tiefe Temperaturen erwarten wir aber nicht. Hohe Temperaturen hingegen können zu einer Leistungsreduzierung führen, da bei gasförmigem Wasser eine Austrocknung der PE-Membranen droht. Die BZ-Betriebstemperatur von etwa 70 °C forderte deshalb ein sinnvoll dimensioniertes Kühlsystem
Welchen Hersteller verwenden sie für die Brennstoffzellensysteme?
Die Brennstoffzelle ist vom Hersteller Hydrogenics/Cummins.
Wie realisieren Sie die Zugänglichkeit zum Anhänger (verschiedene Leitungslängen, etc.)?
Die Ladekabel besitzen eine Länge von 5 m. Dementsprechend können 3 Fahrzeuge sich um den Anhänger herum platzieren und gleichzeitig Laden.
Wie viele kWh werden verbraucht von der Befüllung H2 bis zum Übergabestandort?
Die Speicherung des Wasserstoffs in Druckspeichern ist quasi verlustfrei. Dementsprechend geht keine Energiemenge verloren, da diese nicht zum Antrieb des Fahrzeugs verwendet wird.
Ein modernes E-Auto hat 100kWh in der Batterie, mit einem Anhänger wird es damit etwa 300-400km weit kommen. Dann muss es 6h an ihrem Anhänger laden. Wo sehen Sie den Einsatz?
Der Anhänger soll als mobile Ladesäule aufgestellt werden. Betreiberfirmen sehen einen temporär hohen Bedarf an Ladeinfrastruktur (z.B. bei Konzerten oder in Skigebieten) und platzieren den Anhänger dort. Fahrzeuge müssen nicht zwangsläufig vollgeladen werden sondern ggf. nur soweit wie die Reichweite im Anschluss benötigt wird, um zum nächsten Ziel/Ladesäule zu kommen. Hierfür ist die erwähnte Kommunikation mit dem Fahrzeug wichtig und der Nutzer muss sich überlegen, wie weit muss ich noch fahren und wie viel möchte ich deshalb laden.
Gibt es für Werkstoffe mit Wasserstoffkontakt weitere generelle Vorgaben/Normen? (H. Armbruster hat für den Füllstutzen die SAE J1453 als Norm genannt)
Die Normen hängen von dem individuellen Bauteil ab. Die SAE J1453 bezieht sich beispielsweise auf den Füllstutzen als Bauteil. Die Materialauswahl sollte zusätzlich zum Beispiel über eine Literaturrecherche abgesichert werden.
Guten Tag, welche Dauerladeleistung halten Sie für den Ladeanhänger für möglich. Und welchen Faktor hat die Außentemperatur, z.B. -10 Grad im Winter oder +35Grad im Sommer
Der aufgebaute Forschungsdemonstrator besitzt eine maximale Dauerladeleistung von 11 kW. Auswirkungen Außentemperatur: siehe Frage 6