Bauhaus Universität Weimar
-

SS 2012 | Bachelor Thesis

KET HALLE WEIMAR

Prozessabläufe Wasserstofftankstelle

Die Endlichkeit der Ressourcen Erdöl und Erdgas und die damit einhergehende Verteuerung der Energie bedingt unumgänglich die Verwendung von alternativen, möglicherweise nachhaltigen, Energieformen in der Zukunft. Bereits heute wird intensiv an der Entwicklung von alternativ angetriebenen Kraftfahrzeugen geforscht und bis 2015 sollen in Deutschland 50 neue Wasserstofftankstellen über das Bundesgebiet verteilt installiert werden. Für dieses Wasserstoffnetzwerk gab der Bundesminister für Verkehr und Transport, Peter Ramsauer, in Kooperation mit Konzernen wie Daimler und Total den Startschuss.

Die direkte Bereitstellung von Wasserstoff und elektrischem Strom als zukünftige Energieträger für Elektroautomobile erfüllt also ein zentrales gesellschaftliches Bedürfnis und ist daher ein wichtiger Bestandteil für den Abschluss meines Konzeptes. Aufgrunddessen habe ich in einem weiteren Schritt ein alternatives System für eine Tankstelle im Jahr 2020 erarbeitet.

Da das Aufladen der Autobatterien mit elektrischem Strom derzeit noch sehr viel Zeit in Anspruch nimmt, werden schon heute Systeme entwickelt, mit denen bereits vorgeladene Module durch automatisierte Robotersysteme in weniger als drei Minuten im Fahrzeug ausgetauscht werden können. Hierbei zahlt dann der Kunde nur die verbrauchte Energiemenge, die Module gehören weiterhin dem Anbieter. Dieses Verfahren ist bisher allerdings nur für Strom-Module auf Batteriebasis entwickelt worden, die eine Reichweite von ca. 600 km ermöglichen. Wasserstoff ist durch seine hohe Energiedichte wesentlich effektiver, sodass mit einem Wasserstoff-Modul in Zukunft eine Strecke von ca. 1500 km zurückgelegt werden könnte. Damit elektrisch-angetriebene Fahrzeuge sowohl mit einem Strom-Modul als auch mit einem Wasserstoff-Modul ausgestattet werden können, ist lediglich zusätzlich eine Brennstoffzelle im Wasserstoff-Modul zur Bereitstellung von elektrischem Strom notwendig, so dass beide Module kompatibel für das Fahrzeug sind. Der Verbraucher kann so flexibel entscheiden, welches Modul er laden möchte.

Damit Rush-Hour bedingte Auslastungen bewältigt bzw. abgefedert werden können, müssen in der Tankstelle die Module auf Vorrat gelagert werden, da das Aufladen bzw. Befüllen der Module ein zeitlich limitierender Faktor ist,

In der Wechselstation werden dann über einen unterirdischen Hub-Roboter die Module im Fahrzeug ausgetauscht.