Καινοτόμος τεχνολογία δοκιμών για δεξαμενές υδρογόνου

Καινοτόμος τεχνολογία δοκιμών για δεξαμενές υδρογόνου

Η Dorninger Hytronics GmbH από το Unterweitersdorf στην Άνω Αυστρία έχει αναπτύξει μια κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας διαδικασία δοκιμών για δεξαμενές υδρογόνου που εξοικονομεί έως και 80 τοις εκατό της ενέργειας, χιλιάδες τόνους CO2, πρώτων υλών και συνεπώς το κόστος. Λόγω της καινοτόμου προσέγγισης και χάρη στις επαγγελματικές συμβουλές από την Business Upper Austria, η εταιρεία έλαβε εξαψήφιο ποσό χρηματοδότησης για την περίπλοκη και δαπανηρή ανάπτυξη. Το υδρογόνο θεωρείται εναλλακτικό καύσιμο για μελλοντική κινητικότητα. Για να μπορεί να χρησιμοποιηθεί το υδρογόνο για κινητικότητα, πρέπει να αποθηκευτεί σε αέρια κατάσταση σε ειδικές δεξαμενές υψηλής πίεσης. Οι δεξαμενές υψηλής πίεσης είναι κατασκευασμένες από ανθρακονήματα και υπόκεινται σε αυστηρά κριτήρια δοκιμών. Ο κανονισμός της ΕΕ UN R134 ορίζει ότι κάθε 200η δεξαμενή που παράγεται πρέπει να δοκιμάζεται με 22.000 κύκλους ανεφοδιασμού. Η ενέργεια που απαιτείται για αυτό είναι τεράστια, καθώς η δεξαμενή πρέπει να τεθεί υπό υψηλή πίεση και μετά να εκτονωθεί ξανά - 22.000 φορές.

Τεράστια εξοικονόμηση ενέργειας

"Εάν το υδρογόνο καθιερωθεί ως πρόσθετο εναλλακτικό καύσιμο στην κινητικότητα, η ανάγκη για δεξαμενές υδρογόνου θα αυξηθεί επίσης. Μπορείτε εύκολα να φανταστείτε πώς θα εκραγεί η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας και το κόστος ενέργειας για τη δοκιμή των δεξαμενών", λέει ο Karl Fischereder, Διευθύνων Σύμβουλος της Dorninger Hytronics GmbH. Σε συνεργασία με το Linz Center of Mechatronics (LCM), έχει αναπτύξει μια κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας διαδικασία που εξοικονομεί περίπου το 80 τοις εκατό της ενέργειας και επομένως χιλιάδες τόνους CO2, καθώς και μειώνει δραστικά τις απαιτήσεις σε υλικά και πρώτες ύλες. Αυτό μειώνει επίσης πάρα πολύ το κόστος της διαδικασίας δοκιμής. Και έτσι λειτουργεί: Κανονικά, οι δεξαμενές υψηλής πίεσης ελέγχονται χρησιμοποιώντας τη μέθοδο σταθερής πίεσης. Για μια τυπική δεξαμενή χωρητικότητας 350 λίτρων, απαιτούνται περίπου 8.900 kWh ηλεκτρικής ενέργειας για 22.000 κύκλους. Εκπέμπονται περισσότεροι από τέσσερις τόνοι CO2, το οποίο κοστίζει 1.780 ευρώ με τιμή ρεύματος 20 σεντς ανά kWh. Η Dorninger Hytronics έχει αναπτύξει μια διαδικασία με αναγεννητικές σερβοαντλίες στις οποίες οι δεξαμενές γεμίζουν 100 τοις εκατό με νερό. «Αυτή η μέθοδος από μόνη της απαιτεί 50 τοις εκατό λιγότερη ενέργεια», εξηγεί ο Fischereder. "Επιπλέον, με τη νέα κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας διαδικασία, αντικαθιστούμε μέρος του νερού με σφαίρες στερεάς κατάστασης. Το υλικό πλήρωσης αποτελείται πλέον μόνο από 37 τοις εκατό νερό, το οποίο πρέπει να συμπιεστεί. Αυτό μειώνει τις ενεργειακές απαιτήσεις κατά άλλο 63 τοις εκατό." Συνολικά, η μέθοδος εξοικονομεί περίπου 80 τοις εκατό ενέργεια σε σύγκριση με δοκιμαστικά stands που ήταν προηγουμένως διαθέσιμα στην αγορά. Επιπλέον, το υλικό πλήρωσης μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί για την επόμενη δοκιμή.

Ενέργεια στο κύκλωμα

Το πατενταρισμένο σύστημα είναι ακόμη και ικανό για αναγεννητική ενέργεια. Κατά τη φόρτωση της δεξαμενής που πρόκειται να δοκιμαστεί παρέχεται υδραυλική ενέργεια. Η κίνηση της σερβοαντλίας λειτουργεί ως κινητήρας και αντλεί ηλεκτρική ενέργεια από το δίκτυο. "Όταν η δεξαμενή εκφορτώνεται ξανά, η φορά περιστροφής του ηλεκτροκινητήρα αντιστρέφεται και γίνεται γεννήτρια. Αυτό παίρνει την υδραυλική ενέργεια, τη μετατρέπει σε ηλεκτρική ενέργεια και την επιστρέφει στο ηλεκτρικό δίκτυο", εξηγεί ο Fischereder. Η πατενταρισμένη διαδικασία Dorninger Hytronics απαιτεί μόνο 1.780 kWh για 22.000 κύκλους δοκιμών. Αυτό αντιστοιχεί στο 20 τοις εκατό της ενέργειας που απαιτείται για τη δοκιμή χρησιμοποιώντας τη διαδικασία σταθερής πίεσης, εκπέμπει μόνο 0,8 τόνους CO2 και κοστίζει μόλις 356 ευρώ. Ο ηλεκτροκινητήρας απαιτεί λιγότερη ισχύ, γεγονός που μειώνει επίσης το κόστος εγκατάστασης και λειτουργίας. Η ενέργεια που απαιτείται για την ψύξη του υδραυλικού συστήματος είναι επίσης χαμηλότερη και η διαδικασία δοκιμής είναι ασφαλέστερη. Λόγω του μικρότερου όγκου του μέσου δοκιμής, οι επιπτώσεις στον πάγκο δοκιμών είναι λιγότερο σοβαρές εάν μια δεξαμενή αποτύχει κατά τη διάρκεια της δοκιμής. Αυτό αυξάνει την ασφάλεια εργασίας στον πάγκο δοκιμών, μειώνει τις δομικές προστατευτικές διατάξεις και επιτρέπει την κατασκευή ενός συμπαγούς πάγκου δοκιμών κατάλληλου για παραγωγή σε σειρά.