Regenerativ erzeugte Energie aus Sonnenkraft kann den gesamten Weltenergiebedarf gleich mehrfach decken. Da die großen anfallenden Energiemengen und die Bedarfe großen Schwankungen unterliegen, wird der Einsatz von Wasserstoff zur Energiespeicherung eine wesentliche Rolle spielen und damit auch als Kraftstoff für Automobile zur Verfügung stehen. Bei der BMW Group Forschung und Technik basiert die Entwicklung eines hocheffizienten monovalenten Wasserstofffahrzeugs, das nach dem Aufbau einer entsprechenden flächendeckenden Infrastruktur möglich ist, auf drei Säulen: 1. Der integrierte Wasserstoff-Leichtbautank. Intensiv wird an der Gewichtsreduzierung des Tanksystems u.a. mit alternativen Werkstoffen von Aluminium bis hin zu Kohlefaserstrukturen und einer verbesserten Integration ins Fahrzeug gearbeitet. 2. Der Wasserstoff-Verbrennungsmotor mit maximalem Wirkungsgrad. Potential zur Steigerung der Effizienz besteht zum einen über die Ausnutzung der Kälteenergie des tiefkalten flüssigen Wasserstoffs durch eine Art Ladeluftkühlereffekt bei der kryogenen äußeren Gemischbildung. Zum anderen durch die Hochdruckdirekteinspritzung, die neue Möglichkeiten der Verbrennungssteuerung bietet, z.B. durch Mehrfacheinblasung in eine bereits ablaufende Verbrennung mit Leistungsdichten von über 100kW pro Liter Hubraum. Der für die Direkteinspritzung benötigte Hochdruck wird über einen so genannten Kryoverdichter bereitgestellt, der sich ebenfalls in der Entwicklungsphase befindet. 3. Das intelligentes Energiemanagement im Fahrzeug. In einem Fahrzeug gibt es viele unterschiedliche Arten von Energie, die letztendlich alle aus der mechanischen Energie des Verbrennungsmotors generiert werden. Aufgrund des großen Potentials zur Effizienzsteigerung geht der Trend zur Elektrifizierung der Nebenaggregate wie z.B. der Lenkunterstützung, bei BMW bereits im Serieneinsatz. Trotz neuer Ansätze wie der Rekuperation von Bremsenergie muss elektrische Energie jedoch weiterhin über den Umweg Motor erzeugt werden, mit entsprechenden Wirkungsgradverlusten. Durch den Einsatz einer kleinen PEM-Brennstoffzelle als so genannter Auxiliary Power Unit kann die elektrische Energie direkt aus dem Wasserstoff erzeugt werden. Mit einer Leistung von 5kW arbeitet die APU ohne zusätzlichen Kompressor äußerst effizient, dynamisch und geräuschlos. Sie kann das elektrische Bordnetz des Fahrzeugs unterstützen und z.B. eine Klimaanlage auch bei ausgeschaltetem Verbrennungsmotor mit elektrischer Energie versorgen.
Energiemanagement eines zukünftigen Wasserstofffahrzeuges
2007
8 Seiten, 11 Bilder
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Energiemanagement eines Regionalversorgers
British Library Conference Proceedings | 1999
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