Innovativ testteknik för vätgastankar

Innovativ testteknik för vätgastankar

Dorninger Hytronics GmbH från Unterweitersdorf i Oberösterreich har utvecklat en patenterad testprocess för vätgastankar som sparar upp till 80 procent av energi, tusentals ton CO2, råvaror och därmed kostnader. På grund av det innovativa tillvägagångssättet och tack vare professionell rådgivning från Business Upper Austria fick företaget en sexsiffrig finansieringssumma för den komplexa och dyra utvecklingen. Vätgas anses vara ett alternativt bränsle för framtida mobilitet. För att kunna använda väte för mobilitet måste det förvaras i gasform i speciella högtryckstankar. Högtryckstanken är gjord av kolfiber och är föremål för strikta testkriterier. EU-förordningen UN R134 föreskriver att var 200:e tillverkad tank ska testas med 22 000 tankningscykler. Energin som krävs för detta är enorm, eftersom tanken måste sättas under högt tryck och sedan avlastas igen - 22 000 gånger.

Enorma energibesparingar

"Om vätgas etableras som ett ytterligare alternativt bränsle inom mobilitet kommer också behovet av vätgastankar att öka. Man kan lätt föreställa sig hur elförbrukningen och energikostnaderna för att testa tankarna sedan exploderar", säger Karl Fischereder, VD för Dorninger Hytronics GmbH. I samarbete med Linz Center of Mechatronics (LCM) har han utvecklat en patenterad process som sparar cirka 80 procent av energin och därmed tusentals ton CO2, samt drastiskt minskar material- och råvarukraven. Detta minskar också kostnaderna för testprocessen enormt. Och så här fungerar det: Normalt testas högtryckstanken med konstanttrycksmetoden. För en typisk tank med en kapacitet på 350 liter krävs cirka 8 900 kWh el för 22 000 cykler. Mer än fyra ton CO2 släpps ut, vilket kostar 1 780 euro vid ett elpris på 20 cent per kWh. Dorninger Hytronics har utvecklat en process med regenerativa servopumpar där tankarna är fyllda till 100 procent med vatten. "Enbart den här metoden kräver 50 procent mindre energi", förklarar Fischereder. "Dessutom ersätter vi med den nya patenterade processen en del av vattnet med solid-state sfärer. Fyllmaterialet består nu bara av 37 procent vatten, som måste komprimeras. Det minskar energibehovet med ytterligare 63 procent." Sammantaget sparar metoden cirka 80 procent energi jämfört med testbänkar som tidigare fanns på marknaden. Dessutom kan fyllnadsmaterialet återanvändas till nästa test.

Energi i kretsen

Det patenterade systemet kan till och med regenerera energi. Hydraulisk energi tillförs vid lastning av tanken som ska testas. Drivningen av servopumpen fungerar som en motor och drar elektricitet från nätet. "När tanken lossas igen, vänds drivningens rotationsriktning och den blir en generator. Detta tar den hydrauliska energin, omvandlar den till elektrisk energi och återför den till elnätet", förklarar Fischereder. Den patenterade Dorninger Hytronics-processen kräver bara 1 780 kWh för 22 000 testcykler. Det motsvarar 20 procent av energin som krävs för att testa med konstanttrycksprocessen, släpper bara ut 0,8 ton CO2 och kostar bara 356 euro. Frekvensomriktaren kräver mindre ström, vilket också minskar installations- och driftskostnaderna. Energin som krävs för att kyla hydraulsystemet är också lägre och testprocessen är säkrare. På grund av den mindre volymen av testmediet blir effekterna på testbänken mindre allvarliga om en tank misslyckas under testet. Detta ökar arbetssäkerheten på testbänken, minskar de strukturella skyddsanordningarna och möjliggör konstruktion av en kompakt testbänk lämplig för serieproduktion.