In U-Booten für eine relativ geringe Wassertiefe (einige 100 m) ist der Einsatz von Brennstoffzellen bekannt. Als Wasserstoffspeicher ist der relativ unproblematische Metallhydridspeicher eingesetzt worden und für die Sauerstoffversorgung wird flüssiger Sauerstoff eingesetzt Die Brennstoffzellentechnik befindet sich derzeit in der Übergangsphase vom Experimentierstadium zur industriellen Anwendung. Es wurden weit reichende Untersuchungen zu allen energetisch relevanten Systemen eines aktiv autonomen Unterwasserfahrzeuges (AUV) für große Tauchtiefen bis zu 4000 m durchgeführt und ein den spezifischen kritischen Randbedingungen gerechtwerdendes Energieversorgungssystem entwickelt. In der Konzeptphase zur Fahrzeugstruktur und den Leistungsanforderungen wurden in einem iterativen Prozess der Energie- und Leistungsbedarf des Gesamtfahrzeuges ermittelt und die Konzeption der Energieversorgung erarbeitet. Das gesamte Energieversorgungssystem wurde auf der Basis von umfangreichen Analysen zu Energiespeichersystemen für Wasserstoff und Sauerstoff hinsichtlich der Energiedichte optimiert. Es wurden neben der Speichertechnik für flüssigen Wasserstoff und Sauerstoff sowie der Hochdruckspeicherung die spezifischen Möglichkeiten und Vorteile von wasserreaktiven Hydriden und Wasserstoffperoxid für zukünftige Unterwasserbrennstoffzellen analysiert. Für die erste Einsatzphase von DeepC wurde die Speicherung der Reaktionsgase in Hochdruckbehältern realisiert. Für die weitere Entwicklung wird eine Kombination von Druckbehältern und die Verwendung von wasserreaktiven Hydriden sowie Wasserstoffperoxid präferiert. Im Ergebnis der theoretischen Untersuchungen wurde das Ver- und Entsorgungsmodul für die Brennstoffzellenanlage entwickelt, gebaut und erprobt. Des Weiteren wurde eine Betankungseinrichtung mit Hochdruckkompressor für Wasserstoff konzipiert und realisiert. Auf Basis von Sicherheitsbetrachtungen und Fehleranalysen für das gesamte Energieversorgungssystem sind entsprechende Sicherheits- und Überwachungssysteme beschrieben und realisiert worden. Anwendungsmöglichkeiten der erzielten theoretischen und praktischen Ergebnisse werden für ähnlich gelagerte Problemstellungen der Unterwassertechnik sowie in der Luftfahrt gesehen.
Teilprojekt 2: Energieversorgung
Subproject 2: Energy Supply
2006
77 Seiten, 38 Bilder, 12 Tabellen, 34 Quellen
Aufsatz/Kapitel (Buch)
Deutsch
Online Contents | 2003
British Library Conference Proceedings | 1995
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Online Contents | 2003
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