In wasserstoffbasierten Brennstoffzellensystemen ist die Temperaturregelung eine wesentliche Funktion, da jeder Fehler bei der Optimierung des Systems einen negativen Einfluss auf die Energieumwandlung haben kann. Die Luftströmung, die die Kühlung des Systems erleichtert, um unerwartete Temperaturschwankungen auszugleichen, ist ein wichtiger Aspekt einer erfolgreichen Regulierung. Für Globe erfordert die Präzision in diesen Bereichen ein Verständnis der Massenströme, der Temperaturabfälle und der Strömungsverteilung in einem effizienten Kreislauf, was viel Zeit und physikalische Tests erfordert.

Simulation als Schlüsselelement

Globe nutzt die Ansys-Simulation im Rahmen der CFD-Analyse (Computational Fluid Dynamics) zur Beschleunigung der Validierung der Leistung des Kühlkreislaufs und zur Reduzierung der Anzahl der zur Überprüfung der Temperaturanforderungen erforderlichen System-Iterationen. Die Simulation des Kühlkreislaufs im Kontext des gesamten Brennstoffzellensystems soll den Globe-Ingenieuren auch dabei helfen, den benötigten Luftstrom besser zu verstehen und alle physikalischen Anpassungen zu identifizieren, die zur Optimierung der Systemleistung notwendig sind. Durch diesen Ansatz war Globe laut Ansys in der Lage, die Entwicklungskosten um mehr als 150.000 US-Dollar zu senken. Heute ist Simulation ein Schlüsselelement des Genehmigungsprozesses von Globe. Sie liefert schnelle und genaue Ergebnisse auf dem Weg zur Systemzertifizierung – eine Aktivität, die die Möglichkeiten der Systemskalierung in Zukunft erheblich beschleunigen soll.

Sichere Funktion in der realen Welt

„Der Verkehrssektor spielt eine Schlüsselrolle bei der weltweiten Dekarbonisierung – Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit sind entscheidend“, sagt Dr. Bernhard Wienk-Borgert, Mitbegründer und Chief Technology Officer bei Globe Fuel Cell Systems. „Das Forschungs- und Entwicklungsteam von Globe verlässt sich auf die Ansys-Simulation in Verbindung mit der Beratung von CADFEM, um die Entwicklung unserer innovativen Lösungen zu beschleunigen und sicherzustellen, dass sie in der realen Welt sicher funktionieren und gleichzeitig die Ziele unserer Kunden hinsichtlich der Kohlenstoffneutralität erfüllen.“

Sofortige Skalierungsmöglichkeiten für die Brennstoffzellentechnologie

„Das Erreichen der CO2-Neutralität ist eine gewaltige Herausforderung. Wir brauchen innovative Lösungen wie die Wasserstoff-Brennstoffzellen-Technologie, um die aktuelle Klimakrise zu bewältigen“, sagt Prith Banerjee, Chief Technology Officer bei Ansys. „Die Simulation bietet sofortige Skalierungsmöglichkeiten für die Brennstoffzellentechnologie, die die Entwicklungszeit und die Kosten des Brennstoffzellen-Stacks reduzieren können. Dadurch eröffnen sich schnell zahlreiche Möglichkeiten in Märkten, die für unsere Kunden bisher nur Utopie waren.“

Video