Auslegung des Versorgungssystems eines modularen Wasserstofftechnikums

Abstract

Die Entwicklungen der Technologien in Bereichen mit grünem Wasserstoff stellen einen wesentlichen Faktor zur Dekarbonisierung und zur Erreichung der Pariser Klimaziele dar. Aufgrund fehlender Infrastruktur kleiner bis mittelständiger Unternehmen zur Durchführung von Wasserstoffexperimenten soll das Wasserstofftechnikum beim DLR eine ideale Forschungs- und Entwicklungsplattform bieten. Die hier vorgestellte Masterarbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung und dem Aufbau eines containerbasierten Wasserstofftechnikums, das in der Lage ist, die Anforderungen an Medienversorgung und Sicherheit der testenden Unternehmen zu gewährleisten. Dabei wird das Technikum mit gasförmigem Wasserstoff eines Elektrolyseurs versorgt, der mit grüner Windenergie aus der Umgebung erzeugt wird. Nach der Analyse verschiedener Methoden zur Speicherung und dem Transport von Wasserstoff, wird die Versorgung des Technikums temporär mit einem Tube Trailer und zwei Wasserstoffbündeln bis zum Betrieb einer zentralen Versorgungsleitung sichergestellt. Die Schnittstelle der Medienversorgung des Technikums zum Elektrolyseur und dem DLR-Tanklager stellt dabei ein Versorgungscontainer dar. Auf der Basis eines Rohrleitungsdiagramms („Piping and Instrumentation Diagram“) wird die Auswahl, Dimensionierung und Anordnung verschiedener Rohrleitungen, Steuerund Messinstrumente dargestellt und erläutert. Zur Veranschaulichung der Ergebnisse des Rohrleitungsdiagramms werden alle Ventile, Messinstrumente und Leitungen der Stickstoff- und Wasserstoffversorgung sowie ein temporärer Arbeitsplatz in einem zweigeteilten 20 Fuß-Standardcontainer im 3D-Modell dargestellt. Der Container unterteilt sich in eine ca. 2 m lange Sektion eines Explosionsschutzbereiches für alle Leitungen und Ventile der Medienversorgung und in einen ca. 4 m langen Arbeitsbereich mit Standardbüroausstattung. Diese Arbeit liefert die Grundlage für die Auslegung der geforderte Medienversorgung zu allen Kundencontainern und der Tankstelle als Teil eines Gesamtaufbaus des Wasserstofftechnikums. Sie beinhaltet die Konzeption eines flexiblen Versorgungscontainers, der die Medienversorgung vom Elektrolyseur und dem DLR-Tanklager zu den Prüfcontainern der Kunden sicherstellt.