Der Einsatz von Brennstoffzellensystemen in zivilen Flugzeugen erfordert nach derzeitigem Entwicklungsstand die Speicherung ausreichender Wasserstoffmengen an Bord, welcher dem System als Kraftstoff dient. Neben der Sicherheit und den Kosten ist ein geringes Gewicht eine der wichtigsten Systemeigenschaften bei einer Luftfahrtanwendung. Das Systemgewicht von kryogenen Flüssigwasserstoffspeichern ist unter anderem von den im Speicher herrschenden Drücken abhängig, da sich die Drücke direkt auf die Wandstärken bei der Druckbehälterauslegung auswirken. Der Flüssigwasserstoffspeicher hat die Aufgabe die Brennstoffzelle mit Wasserstoff bei einem definierten Vordruck zu versorgen. Dieser Druck ist jedoch nicht der für die Auslegung relevante maximal auftretende Druck, welcher mittels Abdampf- und Sicherheitsventilen begrenzt wird. Die Druckniveaus im System setzen sich aus mehreren Anteilen, wie beispielsweise den Druckverlusten und Druckschwankungen im System sowie den Sicherheitsfaktoren für die Sicherheitsventile zusammen. Der maximale Druck sollte jedoch möglichst niedrig gehalten werden, um ein minimales Systemgewicht zu erreichen. Bei den angesprochenen Abdampf- und Sicherheitsventilen handelt es sich um Differenzdruckventile, die bei einem definierten Druck relativ zum Umgebungsdruck öffnen. In der Luftfahrt besteht die Schwierigkeit, dass der Umgebungsdruck ca. zwischen 1,02 bar(a) am Boden und 0,18 bar(a) während des Fluges variiert. Bei einer Systemauslegung analog der Vorgehensweise bei Bodenanwendungen kann es ggf. dazu führen, dass der geforderte Wasserstoffdruck während des Fluges nicht mehr bereit gestellt werden kann, da die Abdampfventile bereits bei niedrigeren Drücken öffnen. Um dies zu verhindern, ist eine für die Luftfahrtanwendung geeignete Definition der zulässigen Druckniveaus und Sicherheitsfaktoren zwingend erforderlich. Dieser Beitrag stellt das betrachtete Flüssigwasserstoffspeicherkonzept für eine Flugzeuganwendung vor und es wird unter Beachtung der anzuwendenden Normen und Standards eine Definition zur Festlegung der Druckniveaus und Sicherheitsfaktoren für kryogene Flüssigwasserstoffspeicher in der Luftfahrt hergeleitet.
Kryogene Flüssigwasserstoffspeicher für die zivile Luftfahrt - Auswirkungen variabler Umgebungsdrücke
2011
37 Seiten, Bilder, 13 Quellen
(+ 23 S. Folienpräsentation)
Aufsatz (Konferenz)
Datenträger
Deutsch
Kommunikation für die zivile Luftfahrt
Tema Archiv | 2001
|Verkehrszweigprognose Zivile Luftfahrt : 1970 - 1980
SLUB | 1968
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