Innowacyjna technologia testowania zbiorników wodoru

Innowacyjna technologia testowania zbiorników wodoru

Dorninger Hytronics GmbH z Unterweitersdorf w Górnej Austrii opracowała opatentowany proces testowania zbiorników wodoru, który pozwala zaoszczędzić do 80 procent energii, tysięcy ton CO2, surowców, a tym samym kosztów. Dzięki innowacyjnemu podejściu i fachowemu doradztwu Business Upper Austria firma otrzymała sześciocyfrową sumę dofinansowania na skomplikowaną i kosztowną inwestycję. Wodór jest uważany za alternatywne paliwo dla przyszłej mobilności. Aby wodór mógł być wykorzystany w transporcie, należy go magazynować w stanie gazowym w specjalnych zbiornikach wysokociśnieniowych. Zbiorniki wysokociśnieniowe wykonane są z włókna węglowego i podlegają rygorystycznym kryteriom testowym. Rozporządzenie UE UN R134 stanowi, że co 200 wyprodukowany zbiornik musi zostać przetestowany podczas 22 000 cykli tankowania. Wymagana do tego energia jest ogromna, ponieważ zbiornik musi zostać poddany wysokiemu ciśnieniu, a następnie ponownie odpowietrzony – 22 000 razy.

Ogromna oszczędność energii

„Jeśli wodór stanie się dodatkowym paliwem alternatywnym w transporcie, zapotrzebowanie na zbiorniki na wodór również wzrośnie. Można łatwo sobie wyobrazić, jak eksploduje zużycie energii elektrycznej i koszty energii potrzebnej do testowania zbiorników” – mówi Karl Fischereder, dyrektor zarządzający Dorninger Hytronics GmbH. We współpracy z Centrum Mechatroniki w Linzu (LCM) opracował opatentowany proces, który pozwala zaoszczędzić około 80 procent energii, a tym samym tysiące ton CO2, a także drastycznie zmniejszyć zapotrzebowanie na materiały i surowce. To także ogromnie obniża koszty procesu testowania. A tak to działa: Zwykle zbiorniki wysokociśnieniowe są testowane metodą stałego ciśnienia. Dla typowego zbiornika o pojemności 350 litrów potrzeba około 8900 kWh energii elektrycznej na 22 000 cykli. Emitowane są ponad cztery tony CO2, co kosztuje 1780 euro przy cenie energii elektrycznej wynoszącej 20 centów za kWh. Dorninger Hytronics opracował proces z regeneracyjnymi serwopompami, w którym zbiorniki są napełniane w 100% wodą. „Sama ta metoda wymaga o 50 procent mniej energii” – wyjaśnia Fischereder. „Ponadto dzięki nowemu opatentowanemu procesowi część wody zastępujemy kulkami ze stanu stałego. Materiał wypełniający składa się obecnie tylko z 37 procent wody, którą należy sprężyć. To zmniejsza zapotrzebowanie na energię o kolejne 63 procent”. Ogólnie rzecz biorąc, metoda ta pozwala zaoszczędzić około 80 procent energii w porównaniu ze stanowiskami testowymi dostępnymi wcześniej na rynku. Dodatkowo materiał wypełniający można wykorzystać ponownie w kolejnym badaniu.

Energia w obwodzie

Opatentowany system jest nawet w stanie uzyskać energię regeneracyjną. Energia hydrauliczna jest dostarczana podczas załadunku badanego zbiornika. Napęd serwopompy pracuje jak silnik elektryczny i pobiera energię elektryczną z sieci. „Po ponownym rozładowaniu zbiornika kierunek obrotu napędu zostaje odwrócony i napęd staje się generatorem. Pobiera on energię hydrauliczną, przekształca ją w energię elektryczną i zwraca z powrotem do sieci energetycznej” – wyjaśnia Fischereder. Opatentowany proces Dorninger Hytronics wymaga jedynie 1780 kWh na 22 000 cykli testowych. Odpowiada to 20 procent energii potrzebnej do testowania w procesie stałego ciśnienia, powoduje emisję jedynie 0,8 tony CO2 i kosztuje zaledwie 356 euro. Napęd wymaga mniejszej mocy, co również zmniejsza koszty instalacji i eksploatacji. Energia potrzebna do chłodzenia układu hydraulicznego jest również niższa, a proces testowania jest bezpieczniejszy. Ze względu na mniejszą objętość medium testowego, skutki na stanowisku badawczym są mniej poważne, jeśli zbiornik ulegnie awarii podczas testu. Zwiększa to bezpieczeństwo pracy na stanowisku probierczym, zmniejsza ilość elementów zabezpieczających konstrukcję i umożliwia zbudowanie kompaktowego stanowiska probierczego nadającego się do produkcji seryjnej.