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Die Arbeiten für das Projekt HydroGen wurden Ende 2019 unter Federführung von Prof. Dr. Marco Taschek (KoKWK) aufgenommen. HydroGen wird über 3 Jahre vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit insgesamt 946.000 € gefördert, davon fallen 521.200 € an die OTH Amberg-Weiden. Das übergeordnete Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines mit variablen Wasserstoff-Erdgas-Mischungen zu betreibenden, drehzahl- und leistungsvariablen Mini-BHKWs.

Forschungspartner sind die Hochschule Karlsruhe, das Stadtwerk Haßfurt als Anwender sowie die Firmen SenerTec Kraft- Wärme-Energiesysteme GmbH und Multitorch GmbH als Hersteller. Aufgrund der geplanten Anwendung (Sektorkopplung Power to Gas „PtG“ und Gas to Power „GtP“ + Gas to Heat „GtH“) kann der Wasserstoffgehalt im Erdgas zwischen 0% und 100 % schwanken.

Ein wesentlicher Schritt in der Entwicklung besteht darin, das Brennverfahren und den Motor des BHKWs so auszulegen, dass es einen sicheren Dauerbetrieb mit dieser stark schwankenden Kraftstoffzusammensetzung erlaubt. Insbesondere die mit der Zusammensetzung variierende Klopffestigkeit des Kraftstoffes stellt eine Herausforderung in Bezug auf die Optimierung des Wirkungsgrads dar. Um hier ein Optimum zu erreichen, erfolgt die Laststeuerung des Motors drosselfrei. Weiterhin wird im Projekt der Einfluss von Abgasrückführung, Steuerzeiten, variablen effektiven Verdichtungsverhältnissen, Aufladekonzepten, Brennraumgeometrien etc. untersucht. Ein weiteres Ziel ist es, das Brennverfahren so auszulegen, dass nicht nur aktuelle, sondern auch zukünftige Emissionsgrenzwerte mit minimalem Aufwand für die Abgasnachbehandlung sicher eingehalten werden.

Im zweiten Abschnitt des Projektes wird der rund ~5 kW leistende Motor in das BHKW integriert. Das besondere Augenmerk gilt der Berücksichtigung wasserstoffspezifischer Sicherheitsmaßnahmen. Nach Abstimmung der BHKW-Komponenten (Wechselrichter, Motor, Mischergruppe) erfolgt zunächst eine umfangreiche Erprobung im Labor. Am Ende des Projektes wird das BHKW als Demonstrator an der Power-to-Gas-Anlage beim Stadtwerk Haßfurt aufgestellt und in Betrieb genommen.

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