Startschuss zum MABAS Projekt – Brennstoffzellen für den Offroad-Einsatz!
Am 16.10.2023 fand der lang ersehnte Startschuss zu unserem neuen Projekt MABAS (Modulares Antriebskonzept mit Brennstoffzelle für Anwendungen im Spezialtiefbau) statt. Federführend am FST wird Tancrède Oswald das Projekt bearbeiten, eine weitere Stelle wird noch zu besetzen sein.
Kurzinhalt des Gesamtprojekts
emissionsfrei betreiben zu können. Hierfür ist die Entwicklung eines Antriebssystems bestehend aus
Wasserstoff-Brennstoffzelle, Peripherie-Komponenten („balance of plant“), elektronischer Steuerung,
Pufferbatterie und Tanksystem sowie die Einbindung in das elektronische und mechanische System des
Großdrehbohrgeräts geplant.
Als Basis dient ein elektro-hydraulisches Spezialtiefbaugerät der BAUER Maschinen GmbH, das aktuell
entweder mit Strom aus dem Netz oder aus Akkus gespeist wird. Das Brennstoffzellensystem sowie die
zusätzlich notwendigen Komponenten wie H2-Speicher und Kühlungseinheit werden möglichst universell
einsetzbar als Plug-in-Modul konzipiert. Innerhalb des Projekts werden Betriebsstrategien von
Brennstoffzelle und Pufferbatterie im Hinblick auf technische und wirtschaftliche Anforderungen untersucht.
Darüber hinaus stehen Simulation und Entwicklung des Kühlkonzepts inklusive Auswahl passender
Komponenten im Fokus. Ein weiterer Arbeitsschwerpunkt ist das gezielte Beeinflussen der
Schallemissionen, die beim Betrieb von Baumaschinen eine Belastung für Geräteführer*innen und Umwelt
darstellen. Gestützt durch Aeroakustik-Simulationen und das Ableiten von schallreduzierenden
Maßnahmen ist es das Ziel, die Emissionen im Vergleich zu einem konventionellen, dieselbetriebenen
Gerät erheblich zu senken. Ein weiterer Schwerpunkt wird die Wasserstoff-Bereitstellung und -Speicherung
sowohl generell für eine Baustelle als auch konkret auf der Baumaschine sein. Nach dem Aufbau der
Gesamt-Steuerung werden die Module zur Validierung des Gesamtkonzepts als Anbau-Aggregat auf einem
BAUER Gerät installiert und im Praxiseinsatz erprobt.
Analyse makroskopischer und mikroskopischer Energieflüsse eines brennstoffzellenbetriebenen Tiefbohrgeräts
(Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
Titel des Gesamtprojektes: Modulares Antriebskonzept mit Brennstoffzelle für Anwendungen im Spezialtiefbau
Projektleitung: ,
Projektbeteiligte: , ,
Projektstart: 1. Oktober 2023
Projektende: 30. September 2026
Akronym: MABAS
Mittelgeber: BMBF / Verbundprojekt
Abstract:
Aufgaben und Ziele des Teilprojekts an der Professur für Fluidsystemtechnik sind...
a) ...die Modellierung der Energieflüsse im Brennstoffzellensystem eines Drehbohrgeräts, sowie der Energieversorgung des Drehbohrgeräts auf der Baustelle. Dabei werden neben den thermodynamischen und elektrischen Größen insbesondere auch die CO2 Emissionen und die Kostenfunktion der Einzelnen Bauteile und Betriebsstrategien berücksichtigt. Ergebnis wird ein Werkzeug zur Auslegung von Brennstoffzellensystemen für Spezialbaumaschinen im Offroad-Bereich.
b) ...die grundlegende Untersuchung von Wasserverdampfung zur effizienten Nutzung von Produktwasser aus dem Brennstoffzellenbetrieb. Die Herausforderung besteht darin, dass die Abwärme des Systems nur auf niedrigem Temperaturlevel (ca. 85 °C) zur Verfügung steht, aber hoher Kühlleistungen und Verdampfungsleistungen gefordert sind. Ergebnis wird ein Konzept zur effizienten Nutzung von Produktwasser in Brennstoffzellensystem für den Antrieb von Spezialtiefbohrgeräten sein.
c) ...die Charakterisierung eines Brennstoffzellensystems für die Anwendung in Spezialtiefbohrgeräten auf einem Prüfstand. Ergebnis wird ein Betriebskennfeld des konkreten Systems sein, auf dessen Basis eine optimierte Betriebsstrategie in der Anwendung entwickelt werden kann.
Publikationen: