PV-Testanlage zur Ermittlung und Darstellung von:

• Einstrahlleistung als Funktion von Sonnenazimut und Sonnenhöhenwinkel
• Einstrahlleistung als Funktion der Neigung des Generators;Energieertrag im Tages- und Jahresverlauf sowie in Funktion der Temperatur
• Wirkungsgrad von Einzelkomponenten und Gesamtsystemen
• Einfluss und Auswirkung von Gebäudeteilen auf die Anlagenverschattung und damit den Energieertrag

Solarthermische Einstrahlleistung als Funktion von Sonnenazimut und Sonnenhöhenwinkel

• Einstrahlleistung als Funktion der eingesetzten Solarkollektoren;
• Energieertrag im Tages-, Monats- und Jahresverlauf sowie in Funktion der Aussentemperatur;
• Wirkungsgrad der Kollektoren;
• Wirtschaftlichkeitsdaten;

Theseus I:

• Testanlage zur H2-Erzeugung aus Flüssiggas oder sonstigen Kohlenwasserstoffen;
• Wasserstofferzeugung insbesondere aus Propangas mittels Wasserdampfreformierung;
• Wasserstoffbereitstellung zur Verwendung in Brennstoffzellen;
• Auslegung und Bau von Einzelkomponenten und Gesamtsystemen;
• Überprüfung der theoretischen Auslegungsdaten im Versuchsbetrieb;

Anlagendaten:

• Wasserstoffproduktion: 0,1 bis 2,0 Nm3/h;
• Reaktortemperatur max.: 950° C
• Kritische Fremdgase: CO < 10 ppm

Steamreforming an der Anlage THESEUS:

• Propangas und Wasser wird auf Temperaturen von etwa 900°C erhitzt und in den Reformer geleitet;
• In der Prozessstufe Reformer wird die Gasmischung in einer katalytischen Reaktion wesentlich zu H2, CO2 und CO umgesetzt;
• Die Prozessstufe CO-Shift dient der Umsetzung von Kohlenmonoxid zu H2 und CO2.In einer ersten Stufe wird das ggf. vorhandene Katalysatorgift Schwefel adsorptiv gebunden;
• In zwei Konvertierungsstufen wird der Großteil des nach Reformer vorhandenen CO (etwa 17%, bezogen auf trockenes Gas) zu H2 und CO2 umgesetzt.
• In einer letzten Stufe wird in einer Methanisierungsreaktion das noch vorhandene CO katalytisch zu CH4 umgesetzt;
• Nach Kühlung der Gase und Kondensation von Restwasser kann das wasserstoffreiche und CO-arme Gas in Brennstoffzellen eingesetzt werden;

Theseus II:

Wesentliche Reaktionen sind:

• Spaltungsreaktionen, Propan zu H2, CO2 und CO;
• Shift-Reaktion, CO zu H2 und CO2;
• Methanisierungsreaktion, CO zu CH4;

Prozessoptimierung an der Anlage THESEUS:

• Die Anlagentechnik kann energetisch optimiert werden, wenn die Hochtemperaturstufe Reformer und die Niedertemperaturstufen im Bereich CO-Shift kombiniert werden;
• Wesentliche Optimierungen an THESEUS II beziehen sich daher auf die Integration von Prozessstufen aus dem Bereich CO-Shift in den Bereich Reformer;
• Mit der weitgehenden Integration von CO-Shift in den Bereich Reformer wird gleichzeitig das Ziel der Optimierung von Baugröße und Komponentenanzahl erreicht.
• Versuchsreihen dienen weiterhin der optimierten Auslegung von Katalysatoren und Wärmetauschern;

Speicherung in Metallhydridspeichern:

• Aufnahme von Adsorptions- und Desorptionsisothermen;
• Aufnahme von Druck- und Temperaturkurven;
• Ermittlung maximaler Speicher- und Entladegeschwindigkeit;
• Überprüfung der benötigten Desorptionswärme mit der im Kart mit Brennstoffzellenantrieb zur Verfügung stehenden Wärme auf einem Versuchsstand;

Metallhydridspeicher mit Luftkühlung:

• Hersteller: Japan Steel Works, LTD (JSW);
• Tankabmessungen: 300 x 156 x 160 mm3;
• Gewicht: ca. 25 kg
• Speichervolumen: > 1 Nm3 an H2;
• Max. Beladedruck: 1,8 MPa;
• Max. Betriebstemp.: 60 oC
• Speichermaterialien: Ni, La, Ce, Co, Mn, Nd, Pr;

Metallhydridspeicher in Brennstoffzellenfahrzeugen:

• Prüfung der Betriebseigenschaften (Belade- und Entladeverhalten) von Metallhydridspeichern in mobilen Einsatzfeldern;
• Zeitstandverhalten von Metallhydridspeichern;
• Betriebseigenschaften unter bestimmten Rahmenbedingungen;
• Eignung von Metallhydridspeichern als Bündel, in Kombination mit einem Brennstoffzellenantrieb;

Metallhydridspeicher mit Luftkühlung:

• Hersteller: Treibacher Industrie AG, Östereich;
• Tankabmessungen: 60 mm Durchm., 610 mm lang;
• Gewicht: ca. 6,5 kg Speichervolumen: 62 g (0,7 Nm3) H2;
• Zul. Druck: 10 MPa;
• Max. Befülldruck: 3,0 MPa (statisch) bei 5 oC
• Speichermaterialien: Fe, Ti, V, Zr, Mn;
• Prüfung der Dichtigkeit an Verbindungsstellen wie Rohrverschraubungen und Schnellkupplungen;

Wasserstoffspeicherung in Hochdruckpeichern:

• Ermittlung der erforderlichen Verdichtungsarbeit bei realen Verdichtungsvorgängen im Vergleich zu den idealisierten Vorgängen
  • Isotherme Verdichtung,
  • Isentrope Verdichtung,
  • Polytrope Verdichtung;
• Darstellung spezifischer Vor- und Nachteile von Hoch-druckspeichern gegenüber Metallhydridspeichern;

Daten des Hochdruckverdichters:

• Hersteller: Andreas Hofer Hochdrucktechnik GmbH;
• Ansaugleistung: 0 bis 13 m3/h;
• Ansaugdruck: 5,1 bis 20,1 MPa abs.;
• Enddruck: 40,1 MPa abs.;
• Sicherheitstechnik: Membranbruchsignalisierung;

Hochdruckspeicher für Wasserstoff:

• Hochdruckspeicher in Kohlefaser- und Aluminiumverbundbauweise vereinigen die Vorteile:
  • Geringes Leergewicht,
  • Hohe zulässige Systemdrücke
  • Hohes volumenspezifisches Speichervermögen;
• Hochdruckspeicher in Kohlefaser- und Aluminiumverbundbauweise werden derzeit für Systemdrücke bis zu 100 MPa erprobt

Daten:

• Hersteller: Dynetek Industries, Canada
• Leergewicht: 20,8 kg
• Volumen: 39 L
• Betriebsdruck: 35 MPa
• Auslegungsdruck 53,5 MPa