StartseiteWissenschaft und TechnikRisikofaktor Tanken von Wasserstoff

Risikofaktor Tanken von Wasserstoff: OnPrNews.com

Merkle CAE Solutions: Simulationsberechnung zur Optimierung des Tankprozesses von Wasserstoff

Wasserstoff ist eine der Hoffnungsträger der erneuerbaren Energien. Damit diese Technologie großflächig genutzt werden kann, muss unter anderem die Betankung sicher sein, denn gerade dann werden die Tanks hoch belastet. Mittels CFD-Simulationen kann Merkle CAE Solutions optimale Betankungs-Prozesse sichtbar machen.

Wasserstofftanks sind Hochdrucktanks, die – falsch eingesetzt – auch zu kleinen oder größeren Bomben werden können. Genau deshalb gibt es Normen mit klaren Vorgaben, welche Temperatur- und Druckgrenzen einzuhalten sind, damit auch der Endverbraucher gefahrlos einen solchen Tank nutzen kann.

Die zulässigen Temperaturen liegen bei max. 85°C, der maximale Druck von 125% des Nominaldrucks darf nicht überschritten werden. Diese Vorgaben sind vor allem beim Tankvorgang spannend, der ja möglichst schnell stattfinden sollte. Wasserstoff wird unter Hochdruck getankt. Durch die hohen Einströmgeschwindigkeiten, insbesondere in der Anfangsphase, erhöht sich die Temperatur des Wasserstoffs. Zudem prallt der Wasserstoff bei axialer, also direkter, geradliniger Betankung, auf die gegenüberliegende Wand des Tanks. Die Temperaturen sind hoch, das Material erhitzt sich lokal, dehnt sich aus und die thermomechanischen Spannungen im Tank steigen, was zu einer Beschädigung des Tanks, gegebenenfalls unkontrolliert bis zur Explosion führen kann.

Die Betankung sollte daher zur Realisierung kurzer Tankzeiten unter einem schrägen Winkel erfolgen. Wie kann dieser Winkel aber optimal eingestellt werden, damit Temperaturspitzen möglichst vermieden werden?
Diese Frage stellt sich bei PKWs, LKWs, Tankstellen, Schiffen oder Flugzeugen immer wieder aufs Neue und bietet einen klassischen Anwendungsfall für eine transiente, also im Zeitverlauf betrachtete, Strömungsanalyse.

„Physikalisch wie rechentechnisch ist die CFD-Simulation für Wasserstoff-Betankung eine Herausforderung, da aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeiten die Zeitschritte kleiner als 1×10-5 Sekunden sein müssen. Der Betankungsvorgang selbst geht aber 30 Sekunden und länger“, so Stefan Merkle, Geschäftsführender Gesellschafter der Merkle CAE Solutions GmbH. „Um korrekte Aussagen zur Optimierung der Tankprozesse zu treffen, müssen physikalische Rahmenbedingungen, logische Extrapolationen, aber auch wirtschaftliche Rechenzeiten bedacht werden. Sei es bei strömungsmechanischen Themen mit CFD- oder strukturmechanischen Themen mit FEM-Simulation – im Bereich der Wasserstofftechnologien baut Merkle CAE Solutions auf einschlägiges Know-how.“

Das Unternehmen Merkle CAE Solutions GmbH in Heidenheim wurde 1989 als Merkle & Partner GbR von Luft- und Raumfahrtingenieur Stefan Merkle gegründet. Merkle CAE Solutions GmbH zählt zu den ersten und führenden Dienstleistern für ingenieurwissenschaftliche Berechnungen und Simulationen in Deutschland. Am Hauptsitz Heidenheim und den Niederlassungen Wolfsburg, Homburg/Saar und Erfurt bearbeiten die 50 Mitarbeiter jedes Jahr rund 500 Kundenprojekte aus den Kerngebieten Strukturanalyse, Strömungssimulation und virtuelle Produktentwicklung. Zum Kundenkreis zählen namhafte Unternehmen aus dem Maschinen- und Anlagenbau, der Luft- und Raumfahrttechnik, der Automobilindustrie, der Konsumgüterindustrie und dem Schiffbau.

Firmenkontakt
MERKLE CAE SOLUTIONS GmbH
Stefan Merkle
Friedrichstraße 1
89518 Heidenheim
07321 9343-0
07321 9343-20
ede956f4441e699e4d599d6b25c7407f3726a89d
http://www.merkle-partner.de

Pressekontakt
KOKON – Digitales Marketing
Marion Gräber
Lindenstraße 6
72666 Neckartailfingen
0711 52855500
0711 52855509
ede956f4441e699e4d599d6b25c7407f3726a89d
http://www.kokon-marketing.de/

Bildquelle: @Merkle CAE Solutions GmbH

Lesen Sie mehr zum Thema

Disclaimer/ Haftungsausschluss: Für den oben stehend Pressemitteilung inkl. dazugehörigen Bilder / Videos ist ausschließlich der im Text angegebene Kontakt verantwortlich. Der Webseitenanbieter Onprnews.com distanziert sich ausdrücklich von den Inhalten Dritter und macht sich diese nicht zu eigen.

- Artikel teilen -

Erkunden Sie ähnliche Artikel wie Risikofaktor Tanken von Wasserstoff

NIE MEHR ANGST VOR GOOGLE UPDATES

GOOGLE FÜRCHTET SICH VOR EX-LEHRER AUS LINZ MAG. JAGSCH statt SEO-AGENTUR, die...

Zweiter Fachkongress „Robotics meets eMobility“

Wie wir Batteriesysteme und Komponenten für die E-Mobilität wirtschaftlich in Deutschland...

Hamilton Process Analytics

Neues White Paper zu den wichtigsten Herausforderungen in der Herstellung von...

Die Bedeutung des Geschichtenerzählen in der Ära von KI

Wie beeinflusst die KI das Storytelling, die tief in der menschlichen...

HanseWerk: Rekord – 2.450 Erneuerbare-Energien-Anlagen im Kreis Segeberg im Jahr 2023 ans Netz angeschlossen

Die HanseWerk-Tochter SH Netz stellt sich Herausforderungen der Energiewende - Grünstrom-Leistung steigt kreisweit auf rund 300 Megawatt.

alpha innotec erweitert Hybrox-Baureihe um leistungsstarke Versionen

Neue Wärmepumpen setzen hohe Standards - Neue Baugrößen 11 und 16: Leistungsstarke...

Geheimnisse der Technologiemetalle und Seltenen Erden: Chancen und Herausforderungen für kluge Investoren

In einer Welt, die von Hightech-Produkten, digitalen Technologien und erneuerbaren Energien...