Mehr über das

Projekt “HRS-Modell”

Eine Zusammenarbeit der ZBT GmbH und des Lehrstuhls für Energietechnik der Universität Duisburg-Essen

Monate Laufzeit
Industriepartner im projektbegleitenden Ausschuss
Fördersumme in €

Die Projektidee

Entwicklung eines Simulationsmodells, das

HRS-Modell wurde mit dem Ziel entwickelt Wasserstoff-Füllanlagen simulieren zu können. Anders als bei anderen Simulationstools steht nicht der Betankungsvorgang im Vordergrund, sondern der systemische Gedanke sowie die Berücksichtigung und Darstellung der anlagenseitigen Wechselbedingungen, Prozesse und Effekte.

HRS-Modell wurde entwickelt, um einen möglichst großen Nutzerkreis anzusprechen. Daher wurde die Entwicklung im projektegleitendem Ausschuss von einer großen Anzahl Firmen begleitet. Diese Firmen arbeiten in den Bereichen: Anlagenbau, Messtechnik, Ventiltechnik, Steuerungstechnik, Tankstellenbetrieb, Flottenbetrieb, Fahrzeugbau, etc.

Ursprünglich wurde HRS-Modell mit der Idee entwickelt H2-Tankstellen simulativ abbilden zu können. Inzwischen kann HRS-Modell genutzt werden, um jedwede Art von Wasserstoff-Füllanlagen abzubilden. Dies können neben Tankstellen auch Füllanlagen für Züge, Schiffscontainer, Trailerabfüllanlagen oder andere individuelle Anwendungen sein.

Um für einen breiten Nutzerkreis anwendbar zu sein, wurde HRS-Modell so entwickelt, dass die Rechenzeiten der Simulation sehr moderat sind. Einfache Befüllvorgänge können in wenigen Minuten berechnet werden.

Vielen Firmen mangelt es an Erfahrung im Umgang mit Wasserstoff und am Verständnis für die realen Anforderungen an ihre Komponente oder ihr System. Die realen hochdynamischen Anforderungen sind vielen Herstellern und Betreibern nicht bewusst. HRS-Modell bietet daher die Möglichkeit Komponenten und Systeme in einer digitalen Testumgebung zu simulieren und so die realen Anforderungen nachzuvollziehen.

Timeline des Projekts

Bewilligung

Übermittlung des Bewilligungsbescheids

01.04.2021
01.04.2021

Projektstart

Kick-Off des Projekts durch LET & ZBT

Bearbeitung

Entwicklung, Validierung und Simulation. Durchführung von insgesamt fünf Ausschusssitzungen

2021-2024
31.03.2024

Projektende

Ende der geförderten Projektlaufzeit

Grundprinzip

Einzelmodelle

Die signifkantesten Komponenten einer Wasserstoff-Füllanlage werden im Simulationsmodell mit Einzelmodellen abgebildet. In diesen Modulen sind die spezifischen Berechnungsformeln hinterlegt. Die Einzelmodelle wurden mit Messdaten realer Anlagen validiert. Im Rahmen des geförderten Projekts erfolgte die Validierung vor allem mit am H2-Testfeld des ZBT aufgenommenen Messdaten. Als einzelne Komponenten nutzbar sind die Anlagenspeicher, der Kompressor, der Wärmetauscher, der Druckregler sowie Rohre und Ventile.

Gesamtmodell

Von Komponente zur Anlage

Auf Basis der Einzelmodelle kann eine individuelle Anlage als Gesamtmodell zusammengestellt und so eine nutzerdefiniert Berechnung durchgeführt werden. Das Gesamtmodell bietet dem User die Möglichkeit verschiedene Kongurationen, Betriebsstrategien und Anwendungsszenarien zu simulieren.

So lassen sich neue genauso wie bestehende Anlagen abbilden und optimieren. Ziel ist, dass so ein Beitrag zur ökonomischen und energetischen Effizienz von Wasserstoff-Füllanlagen geleistet wird.

Dieses Projekt (Vorhaben-Nr. 21801 N) wurde gefördert unter dem Titel
“Entwicklung und experimentelle Validierung von Modellen zur verfahrenstechnischen Auslegung und techno-ökonomischen Bewertung von Wasserstofftankstellen (HRS-Modell)“