Die Welt will ein Ende des Dieselrauchs in allen Sektoren.
Aber dieselbetriebene werthaltige Maschinen einfach verschrotten ist auch nicht nachhaltig.
Wir sind davon überzeugt, zumindest für den Off-Highway Sektor, bei dem die Lebensdauer des Gesamtfahrzeugs oft jene des Dieselmotors deutlich übersteigt. In diesen Systemen, die traditionell entweder aus der Kombination von Dieselmotor und hydraulischer oder mechanischer Kraftübertragung bzw. Generator und elektrischen Antriebsmotoren bestehen, wird der Dieselmotor im Lauf der wirtschaftlichen Lebensdauer des Gesamtfahrzeuges daher zumindest einmal entweder generalüberholt oder überhaupt getauscht.
Im Lauf der letzten Jahre haben in einer Reihe von Forschungsprojekten einen Baukasten für Zero Emission Mobilität entwickelt, welcher den Bedürfnissen zweier der am meisten betroffenen Gruppen Rechnung trägt: Flottenbetreiber und kleinere spezialisierte OEMs.
Die OEMs werden durch unseren Baukastenansatz in die Lage versetzt, Ihren grundsätzlichen Entwicklungsprozess für Antriebe – die Konfiguration gemäß Anbieterkatalogdaten – beizubehalten, ohne sich mit den Details von Systeminterna zu belasten, und so, basierend auf unseren Simulationen und unserer Anwendungsunterstützung elektrische Antriebssystemelemente, die von uns und unseren Partnern entwickelt wurden, in Ihr Zielfahrzeug zu integrieren.
Betreibern bietet unser Ansatz eine Alternative zur Verschrottung werthaltigen Anlagevermögens: Zero Emission Re-Motorisierung als Teil der nächsten Generalüberholung. Wir liefern das Anpassungsengineering an die vorhandene Fahrzeugarchitektur und können auch den Umbau entweder durchführen oder – bei größeren Flotten oder Modellreihenbeständen – deren Durchführung organisieren und überwachen. Damit haben diese Fahrzeuge noch viele produktive Jahre ohne Sorgen bezüglich der Einhaltung von Emissionslimits vor sich und als Betreiber profitieren Sie von attraktiven Vorteilen in Betrieb, Wartung und Markenimage.
Wir setzen eine umfangreiche Simulations-Suite ein, die in enger Zusammenarbeit mit den Experten der Universität von Rom Tor Vergata entwickelt wurde. Im Zuge von gemeinsamen Forschungsprojekten wurde sie sowohl gegen Realdaten als auch gegen etablierte Fahrzeugsimulationspakete bspw. aus dem Bahnbereich validiert. Aufbauend auf MATLAB und Simulink/SimScape Elementen deckt sie in Ihrem Kern die Längsdynamiksimulation eines Fahrzeuges inklusive Kurvenfahrt ab, bspw. in dem einem Geschwindigkeitsprofil über einer vorgegebenen Strecke gefolgt wird. Die Streckeninformation kommt dabei entweder aus den Digital Twin Daten der Infrastruktur des Kunden oder kann von uns mit einem speziellen Modul aus GIS-Daten berechnet werden. Der aus der Längsdynamiksimulation generierte Zugkraftverlauf wird dann in ein weiteres Sub-Modul zur elektrischen Antriebssimulation übernommen, welches eine Konfiguration des Antriebssystems aus Modellen für Traktionsmaschinen, parametrierbaren Batterievarianten und Brennstoffzellencharakteristika ermöglicht und als Ergebnis die Anforderungen für elektrische Speichersysteme und /oder Brennstoffzellen und deren Leistung bzw. Strom liefert.
Eine Besonderheit, die sich aus unserer Applikationserfahrung ergibt, ist, dass die an Bord speicherbare Energie bei Zero Emission Fahrzeugen beim heutigen Technologiestand noch Einschränkungen unterliegt und wir daher sonst typisch als Generalkorrekturfaktor angenommene Nebenaggregatsverbräuche mit eigenen Modulen präzise modellieren; dies umfasst einerseits das Kühlsystem der Brennstoffzelle und die besonders in Off-Highway Applikationen mit hohen und oft kontinuierlichen Energieverbräuchen einhergehenden Kühlluftventilatoren, aber auch Nebenaggregate wie Bremsluftkompressoren oder Air-Conditioning Systeme.
Feasibility-Studien bauen auf dem Simulations-Modul auf, sind aber deutlich umfassender und enthalten bspw. Packaging-Analysen inklusive Gewichts- und Schwerpunktbestimmungen und daraus abgeleiteten Empfehlungen zur Fahrzeugs- und Antriebsarchitektur. Eine erste Risiko- und Gefahrenabschätzung inklusive technischer Abhilfemaßnahmen wird, abgestimmt auf das Betriebsumfeld des Kunden, ebenfalls vorgenommen. So relevant und gewünscht, kann auch die Infrastruktur dazugehörige Energieversorgung betrachtet und in die Empfehlungen eingearbeitet werden. Die Umsetzung wird durch einen Migrationsplan mit den zugehörigen Budgets und Zeitplänen unterstützt, und so insgesamt eine solide Entscheidungsgrundlage für unsere Kunden geschaffen.
Wir sind dank unseres Netzes an Preferred Partnern in der Lage, eine Vielzahl an Modulen und Elementen zu liefern, aus denen sich Ihr Zero-Emission System zusammensetzt. Da diese Module aus einer gemeinsamen Perspektive entwickelt und aufeinander abgestimmt wurden, fallen so viele Schnittstellendefinitionen weg und vereinfachen nicht nur die Beschaffung, sondern auch das Engineering und spätere Schritte wie Inbetriebsetzung. Ein besonderer Lieferumfang ist die von uns auf die hohen Anforderungen der Bahnindustrie maßgeschneiderte Brennstoffzellen-Systemeinheit.
Obwohl wir ein Ingenieurbüro sind, führten die Anforderungen unserer Forschungsarbeit, aber auch die Wünsche der Kunden dazu, dass wir heute über eine Fertigungskapazität für Prototypen und Kleinserien für Schlüsselkomponenten verfügen. Direkt an unser Engineering-Team und dessen Datenverbund angeschlossen, sind unsere Ingenieure häufig im Hands-on Format in die Zusammenbau- und Testaufgaben involviert und sichern so die Qualität der Ihnen gelieferten Bausteine Ihres Systems.
Das ist unser Full-Service Paket, in dem wir alle Serviceleistungen und Modullieferungen in enger Zusammenarbeit mit unserem Partner für Generalüberholungen und Fahrzeugumbauten zur schlüsselfertigen Lieferung eines Zero-Emission Fahrzeuges auf dem Grundstock ihres bestehenden Fahrzeuges kombinieren. Selbstverständlich ist in diesem Paket auch die professionelle Begleitung der Zulassung durch Notified und Assessment Bodies und so auf Grund der nationalen gesetzlichen Vorschriften erforderlich, auch Designated Bodies enthalten, so dass am Ende des Umbauprozesses auch eine entsprechende Betriebsbewilligung steht. Last, not least ist natürlich kein Projekt vollständig ohne entsprechende Dokumentation und Schulung des Betriebs- und Wartungspersonals.
Das H120R ist ein komplettes installationsfertiges Brennstoffzellensystem. Wir haben es entwickelt, da nach wie vor ein Mangel an heavy-duty tauglichen Brennstoffzellensystemen, insbesondere für Schienenanwendungen besteht. Es setzt Cummins (ehem. Hydrogenics) Stack Systeme mit voller Bahnzulassung ein. So erwünscht, können dazu auch die kritischen Nebenaggregate, wie Kühler, Kühlventilatoren und ein Wasserstoffanlagen-Interface Modul geliefert werden. Die Steuerung erfolgt über einen Master Controller in heavy-duty Ausführung und ist über CAN an übergeordnete Steuersysteme anschließbar. All das wird in einem gemeinsamen Rahmen, welcher für Bahn – oder ähnliche heavy-duty Anforderungen entwickelt und geprüft wurde, geliefert.
Verschiedene betriebliche Abläufe erfordern leise Zero-Emission on-site Generatorleistung: Beispielsweise, um elektrische Wartungsgeräte zu betreiben oder batteriebetriebene Handwerkzeuge zu laden, Baustellen während des Nachtbetriebs zu beleuchten oder Messinstrumente – beispielsweise für Geräuschmessungen im Gelände – zu versorgen.
Die Leistungsanforderungen differenzieren sich daher aufgrund der Anforderungen und der Dauer der Arbeiten on-site. Wasserstoff- und Brennstoffzellensysteme bieten den Vorteil der Erfüllung aller notwendigen Umwelt– und Mitarbeiterspezifikationen, wobei ihr Gewicht nicht direkt proportional zum Energieinhalt ist. Eine Wiederbefüllung erfolgt rasch und liefert unabhängig von Umfeldbedingungen immer die gleiche Energiemenge.
Unsere HGU-M8.40 Produktfamilie ist ein komplettes, modular ausgelegtes Generatorsystem, welches mit Brennstoffzellen-Stacks mit jeweils 8, 16 oder 40 kW Leistung ausgerüstet werden kann und bereits passende Wasserstofftanks, Kühler, etc. enthält. Leistungsausgänge sind entweder 3AC 400 V 50 Hz (umschaltbar sowohl als IT oder TN- Betrieb). Sie enthalten auch einen 600 – 800 VDC Ausgang mit programmierbarer Spannung, welcher zum Laden größerer Batterien oder als Range Extender für kleinere Batteriefahrzeuge zum Einsatz kommen kann.
Bekanntermaßen gerät eine Modernisierung von größeren Lokomotiven oder anderen Hochleistungsantriebssystemen mit Brennstoffzellen Hybridtechnologien rasch an die räumlichen Grenzen der Lichtraumprofile und Abmessungen der Zielfahrzeuge, beispielsweise bei Frachtlokomotiven, welche Leistungen über 1 MW aufweisen und mehr als 800 km pro Tag Fahrstrecke zurücklegen sollen – typisch für viele nicht elektrifizierte Dieselstrecken.
Andererseits sind dieselelektrische Lokomotiven, deren Design sich aus früheren US-Diesellokomotiven Konstruktionen ableitet, auf genau diesen Strecken weltweit die dominante Antriebsform auf der Bahn. Während die Antriebsaggregate direkt aus Wasserstofftankwaggons über Druckleitungen zu versorgen in einer Vielzahl von Ländern erhebliche Zulassungsprobleme verursachen würde, ist der Fall für ein modulares Generator- oder Energie-Tender-System, welches mit der Lokomotive nur über ihr Leistungs- und Steuerkabel verbunden ist, anders zu bewerten. Ein solches System bestünde aus mehreren containerisierten Modulen für Energiespeicher und Brennstoffzelle, sowie einem getrenntem Wasserstofftankmodul auf einer typischen Containertragwagenplattform, um auch den raschen Wechsel der Wasserstofftankmodule zu ermöglichen.
Wir haben daher für solche Märkte unser modulares Containersystem weiterentwickelt und bieten eine Lösung bestehend aus Batteriecontainer mit Leistungselektronik sowie einem Brennstoffzellensystemcontainer, welcher mit der erforderlichen Anzahl unserer H120R Modulen und der erforderlichen Balance-of-Plant Ausrüstung versehen ist. Die Wasserstoffversorgung kann dann über Standard 40’ Container mit Druckbehältern erfolgen, wie sie von einer Reihe von Herstellern angeboten werden, wobei die Wasserstoffspeichermenge 700 bis 1100 kg umfasst – genug für über 1000 km Fahrstrecke.
