Alternative Antriebsformen, Brennstoffzelle, Hybridantriebe und mehr Einstellungen

[Praetorian]

Ausgelagert aus dem Radfahrzeuge-Topic.
Nite
(Mod Waffenforen)

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Vielleicht war ja der hybride Antrieb Grund dafür.

Ja, ganz bestimmt war der Hybridantrieb der Grund.

Der Beitrag wurde von Nite bearbeitet: 1. Nov 2011, 22:28

[PzBrig15]

Zum Thema Hybridantriebe :Man wird wohl für Gefechtsfahrzeuge in den nächsten 20 Jahren auch die Brennstoffzelle als Antriebsenergie ins Auge ziehen. Besonders in entlegenen gegeneden könnte somit der Kraftstoffnachschub nicht mehr vorrangig ein Grund für Einschränkungen des Einsatzes sein. Besonders bei kleinen autark operierenden Einheiten wie etwa Aufklärer .

[KSK]

Zum Thema Hybridantriebe :Man wird wohl für Gefechtsfahrzeuge in den nächsten 20 Jahren auch die Brennstoffzelle als Antriebsenergie ins Auge ziehen. Besonders in entlegenen gegeneden könnte somit der Kraftstoffnachschub nicht mehr vorrangig ein Grund für Einschränkungen des Einsatzes sein. Besonders bei kleinen autark operierenden Einheiten wie etwa Aufklärer .

In wie weit löst eine Brennstoffzelle irgendein Kraftstoffproblem?
Ganz im Gegenteil: Sie erzeugt ein Kraftstoffproblem. Wasserstoff ist wesentlich schwieriger handzuhaben als Diesel. Und auch Methanol zeigt mir persönlich jetzt keinen wesentlichen Vorteil auf.

Der Beitrag wurde von KSK bearbeitet: 30. Oct 2011, 15:47

[SailorGN]

Definitiv ja, KSK.
Wasserstoff herzustellen ist zwar kein Problem, aber der Transport und die Lagerung. Ausserdem ist auch reiner Sauerstoff nicht ohne... kann sogar gefährlicher sein als das H2.

[KSK]

Ausserdem ist auch reiner Sauerstoff nicht ohne... kann sogar gefährlicher sein als das H2.

Den braucht man ja nicht zwingend. In Landfahrzeugen kommen Brennstoffzellen durchaus mit dem Luftsauerstoff zurecht.

Was aber zu der Lagerproblematik erschwerend hinzu kommt: Wasserstoff hat eine wesentlich geringere volumenbezogene Energiedichte als Diesel oder Benzin, selbst in flüssigem Zustand, welcher sich bei Wasserstoff und normalen Betriebstemperaturen quasi ausschließt. Und die Wirkungsgrade von Brennstoffzellen sind jetzt im Vergleich zu Dieselmotoren auch nicht unbedingt ein Quantensprung...

[Racer]

Brennstoffzellen kann man auch mit Diesel betreiben, wenn man SOFC Brennstoffzellen nimmt. Je nach Bauart kann/muss man einen Dieselreformer vorschalten.

Was erreicht man gegenüber heute? Einen kleineren Verbrauch. Kann man den Verbrauch auch mit Dieselmotoren senken? Ja. Hybrid zB, verwenden von APU's statt Hauptagregaten zur Stromerzeugung usw.

Ist Brennstoffzellentechnologie eine Revolution in der Versorgung von Gefechtseinheiten? Nein. Hilft es die Logistik zu verbessern (wenn Brennstoffzellen mit Diesel betrieben werden)? Ja.

[KSK]

Brennstoffzellen kann man auch mit Diesel betreiben, wenn man SOFC Brennstoffzellen nimmt. Je nach Bauart kann/muss man einen Dieselreformer vorschalten.

Was erreicht man gegenüber heute? Einen kleineren Verbrauch.

Hast du dafür eine Quelle? Das wäre mir neu, dass die Verbräuche da niedriger sind.

[harmlos]

Brennstoffzelle + Dieselreformer tun sich schwer, einen Dieselmotor im Wirkungsgrad zu schlagen. Dazu kommt, dass der Diesel beim Platzbedarf die Nase vorn hat, was bei gepanzerten Fahrzeugen wichtig ist.

[Racer]

Das ist korrekt. Habe keine brauchbaren Links mehr auftreiben können, meine Linkliste ist ziemlich tot. Was ich gefunden habe ist einzig noch ansatzweise dieses:
http://www.marad.dot.gov/documents/NMREC_E...hop_-_house.pdf
http://www.netl.doe.gov/publications/proce...y%20Nickens.pdf

Auf der Seite der Fz Jülich gab es mal direkt einsehbare Publikationen zum Thema LTA-SOFC. Mit diesen kann man ohne externen Reformer direkt Diesel verarbeiten. Der Wirkungsgrad war >40%. Besser als bei einem kleinen konventionellen Diesel.

Für Fahrzeuge stellt sich das Volumenproblem. Wenn ich mir allerdings die Verbraucher des Irakeinsatzes anschaue war der grösste Anteil des Treibstoffverbrauches Klimatisation. Wenn man also in Lagern und als Fahrzeug APU LTA-SOFC nutzen könnte wäre ein wesentlicher Verbrauchsvorteil zu erreichen. Von Grossserienreife ist man allerdigs noch ein paar Jahre weg. Statt kleine konventionelle Diesel gibt es aber durchaus noch andere Ansätze auf Verbrennungsbasis mit besserem Wirkungsgrad: Microturbinen, Linearkolbenmotoren und tausend andere.

Gibt aber auf US Seite eine grossse Initiative alternative Energien (Wind, Sonne, ...) unterwegs zu nutzen. Das soll dann zu massiven Dieseleinsparungen im Einsatz führen. Solche Massnahmen hatte ich Ursprünglich im Hinterkopf.


Edit:
Hier ist ein passender Artikel:
http://defense-update.com/20110126_sofc_genset.html

Der Beitrag wurde von Racer bearbeitet: 31. Oct 2011, 20:48

[harmlos]

Einen mittelgroßen Dieselmotor bringt man heute locker weit über 40%, da tun sich die ganzen neuen Systeme ziemlich schwer - nicht umsonst haben die sich bisher nicht durchsetzen können.

[Racer]

Eben, mittelgross --> Antrieb. Aber ich rede nicht von Antriebsagregaten für SOFC, zumindest heute. Ob das in ein paar Jahren deutlich besser ist, wer weiss. Der Ausgangspunkt war ja "...in 20 Jahren".

Ein APU-Diesel um die 5kW ist eher um die 30...35%.

[harmlos]

Wobei es bei Hilfsaggregaten wiederrum egal ist - selbst bei nur 30% Wirkungsgrad reden wir bei 5kW von 2l/h - vernachlässigbar.

[Racer]

Nicht wenn man dadurch das Haupttriebwerk (zB Kampfpanzer) abschalten kann und dies nicht auf Standgas mit einem Wirkungsgrad von 5% arbeitet um 5kW zu produzieren. Und das so gut wie 24/7. Da kommt schon was zusammen.

[harmlos]

Klar, eine APU ist Pflicht - da tut es aber auch ein 0815-Kleindiesel.

[PzBrig15]

[quote name='harmlos' date='1. Nov 2011, 13:36' post='1139705']
Klar, eine APU ist Pflicht -

Das ist bei der Bundeswehr und den beschaffungsorganisationen aber noch nicht in den Kopf vorgedrungen.
Weder bei Nutzungsdauerverlängerungen am kampfpanzer Leopard 2 A 5/6 oder anderem gerät ist dies
umgesetzt , geschweige denn bei einem Neufahrzeug wie dem GTK-Boxer der ja als eine seiner Hauptverwendungen als Fü/Fu-
Fahrzeug konstruiert ist und dann keine APU an Bord hat. Für mich als Techniker unbegreiflich.

[maschinenmensch]

Da sind wir schon zwei.

Um beim Thema zu bleiben, was ist denn aus dem Konzept des "all-electric-vehicle" d.h. ein Verbrennungsmotor treibt auf optimalem Wirkungsgrad einen Generator an und dieser über E-Motoren die Räder, als Ersatz für die Differenzialgetriebe oder gleich als Nabenmotor im Rad, geworden?

Siehe auch: http://www.magnet-motor.de/startseite/anwe...9a094ee41b19c1d

[Ta152]

Warum sollte da der Dieselmotor immer im bereich des Optimalen Wirkungsgrades laufen? Der Generator muß immer Genau so viel Strom produzieren wie die Antriebsmotoren (und sonstiges) im aktuellen Moment verbrauchen. Aussnamhe währe wenn man Puffern kann, z.B. über Batterien ider Kondensatoren. Das ist aber bei den benötigten Leistungen im Volleistungsbereich nur im Sekundenbereich sinvoll möglich. Der Vorteil von Dieselelektrischen antrieben ist die vereinfachte Kraftübertragung, gerade bei vielachsigen Fahrzeugen. Interessant würde das ganze auch werden wenn man Elektrishen Kanonen (Railgun...) verwenden würde aber ob man die jemals hinbekommt....

[Racer]

Dieselturbomotoren mit hoher Leistung haben grosse Turbolader. Diese sind üblicherweise nur unter grosser Last und Drehzahl in ihrem optimalen Wirkungsbereich.

Im Dieselelektrischen Antrieb ergibt sich die Möglichkeit den Dieselmotor im optimalen Bereich zu betreiben. Er ist nicht von der Fahrzeuggeschwindigkeit/Gangwahl abhängig. Bei der mechanischen Übertragung hat man in einem Gang bei einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit eine bestimmte Motordrehzahl. Bei der geforderten Leistung ist der Wirkungsgrad dann meist schlechter als beim Dieselelektrischen Antrieb. Daher unter anderem der Verbrauchsvorteil.

Der Dieselmotor kann dann auch auf die Spitzenleistung ausgelegt werden, ohne das zum Beschleunigen nötige grosse Drehmoment in den unteren Drehzahlen liefern zu müssen. Das heist bei Leistungsabruf arbeitet der Motor mit einer zusätzlich verbesserten Effizienz. Zudem ist bei gleicher Motorgrösse mehr Leistung abrufbar.

Interessant dazu sind die Leistungsdiagramme der MTU 890er Serie. Da sieht man das deutlich, da sind sowohl die für mechanischen und elektrischen Antrieb optimierten Varainten aufgezeigt.

Dazu kommt der Beschleunigungsvorteil. Der Motor kann schneller hochdrehen und erreicht somit schneller die Spitzenleistung, er ist nicht durch tiefe Drehzahlen in der Leistung begrenzt.

[Ta152]

Deine Aussagen sind ja nicht falsch allerdings sollte man denn Effekt nicht überbewerten. Ja, das Drehzahlband kann theoretisch niedrieger sein aber das Problem bei einem Landfahrzeug ist das die benötigte Leistung extrem unterscheidlich ist. Stichwort Vollgas Bergauf, oder mit Standgas "an der Ampel" stehen. Das kann man meiner Meinung nach nur sinvoll mit einem Motor mit einem halbwegs großen Nutzbaren Drehzahlband abdecken. Dazu kommt das der Wirkungsgrad einen Mechanischen Getriebes höher ist das gleicht mögliche Vorteile beim Wirkungsgrad des Motors wieder aus. Für sinnvoller würde ich den Einbau eines Stufenlosen Getriebes (z.B. wie sie bei vielen modernen Traktoren eingebaut ist) halten. Da hat man die Vorteile die Du oben genannt hast auch.

[jooogii]

Der schwedische SEP hat 2 Dieselmotoren und so kann man bei niedriger Leistung einen Motor abstellen.

[Ta152]

Der schwedische SEP hat 2 Dieselmotoren und so kann man bei niedriger Leistung einen Motor abstellen.

Was aber auch nicht gerade bei jedem Gasstoß geht.