o_195dm93ec76q13rb124upb618tua.pdf

Weitere Magazine

Empfehlungen

Info

1 Treiber der Luftfahrt Drivers of aviation Elektrische Energiespeicher und -wandler: Skalierungsverhalten hybrider Antriebssysteme Electric energy storage and conversion: Hybrid power system scaling Mit Hilfe voll- oder hybridelektrischer Antriebssysteme werden umfangreiche Ressourcen an erneuerbarer Primärenergie nutzbar und gleichzeitig lassen sich die Emissionen erheblich verringern. Innovationspotenziale auf System- und Subsystem-Ebene elektrischer Komponenten treffsicher auszumachen ist eine Herausforderung, der das Bauhaus Luftfahrt in der Zukunftstechnologieanalyse begegnet. Ein „schwerer“ Energiespeicher wie eine Batterie schneidet zum Beispiel beim Verhältnis „Leistung zu Masse“ besser ab als ein System aus „leichtem“ Tank und einer hocheffizienten, aber pro Gewicht weniger leistungsfähigen Brennstoffzelle. Kombiniert man beide zu einem Hybridsystem, können sich Vorteile für bestimmte Missionsprofile ergeben. Das Systemverhalten wird allgemeingültig am besten durch dimensionslose Parameter beschrieben, das heißt, die Metriken des Systems werden auf einen geeigneten Bezugspunkt hin skaliert. So kann in einer ersten Näherung zum Beispiel die erforderliche Spitzenleistung in Beziehung zur Leistung im Reiseflug gesetzt werden. Deren Quotient hat dann keine physikalische Einheit mehr. Erkenntnisse aus dem dimensionslosen Modell können dann auf alle Fälle mit ähnlichem Skalierungsverhalten übertragen werden. Als Ergebnis erhält man charakteristische Schwellenwerte für Zeitskalen und Leistungsverhältnisse, für die ein Gewichtsvorteil hybridelektrischer Architekturen gegenüber den Einzelsystemen zu erwarten ist. Für das Bauhaus Luftfahrt stellt diese Analyse zukünftige Innovationspotenziale und Schlüsselanforderungen an Energiespeicher und -wandler in Hybridsystemen klar heraus. Fully electric or hybrid-electric motive power systems have the potential to tap into a vast resource of renewable primary energy in combination with a significant reduction of emissions. The unerring identification of innovation potentials, enabled by electrical systems and subsystems, is a challenge that is fundamentally addressed by Bauhaus Luftfahrt in the future technology analysis of power systems. For example, the combination of a battery as a “heavy” electrical energy carrier with a superior power-to-mass ratio and a fuel cell subsystem consisting of a “light” fuel reservoir with a highly efficient fuel cell but with lower power-to-mass ratio may result in a system benefit within certain mission envelopes. The general behaviour of the system is best modelled with metrics scaled to a useful benchmark value such that the specific metric has no physical units or dimensions. For example, in a first approximation, the peak power demand can be scaled to the cruise power demand which renders the power ratio, a value without units. The fully dimensionless model and its results then apply to all real cases that share this scaling similarity. As a consequence, a characteristic break-even timescale and peak-to-cruise power ratio is derived for which a mass benefit can be expected for hybrid electrical architectures as compared to a single-module system. This analysis provides Bauhaus Luftfahrt with the necessary insights into future innovation potentials for hybrid systems and the key requirements for their energy storage and conversion technologies. 28 Bauhaus Luftfahrt Neue Wege.
1 Treiber der Luftfahrt Drivers of aviation 2 Hybrid system crit Mass ratio μ 1 Fuel cell system 0 1 Power ratio ψ 1 0.5 0.5 0 Time ratio Darstellung der Leistungsanforderungen von Brennstoffzellen- und Hybridsystem während einer Flugmission: Aus der hellblauen Schnittlinie zwischen beiden Flächen ergibt sich der charakteristische Schwellenwert . Das Hybridsystem zeigt einen Gewichtsvorteil, solange die hohe Leistungsanforderung relativ kurz ist crit im Vergleich zur gesamten Missionszeit ( < ). In der Grafik wird dieser Zustand dort sichtbar, wo die schräge Fläche des Hybridsystems die Referenzebene des crit Brennstoffzellensystems (transparente Fläche) unterschreitet. Depiction of the varying power demand of a fuel cell and a hybrid system during a flight mission: The bright blue line at the intersection of the two surfaces resembles a characteristic break-even threshold . The hybrid system shows a weight benefit for relatively short peak power demand relative to the total mission crit time ( < ). This condition is noticable where the inclined surface depicting the hybrid system reaches below the reference plane (transparent area) representing crit the fuel cell system. Bauhaus Luftfahrt Neue Wege. 29
Seite 2 und 3: Inhalt Contents Die drei Säulen de
Seite 4 und 5: Inhalt Contents 1 Neue Wege durch d
Seite 6 und 7: 6 Bauhaus Luftfahrt Neue Wege.
Seite 8 und 9: Über das Bauhaus Luftfahrt About B
Seite 14 und 15: Neue Wege in der Luftfahrt - drei F
Seite 16 und 17: 1 Treiber der Luftfahrt Drivers of
Seite 32 und 33: 2 Innovative Lösungsansätze Innov
Seite 78 und 79:
3 Methoden und Prozesse Methods and
Seite 80 und 81:
Seite 82 und 83:
Seite 84 und 85:
Seite 86 und 87:
Seite 88 und 89:
Seite 90 und 91:
Seite 92 und 93:
92 Bauhaus Luftfahrt Neue Wege.
Seite 94 und 95:
ACARE: Eine Strategie für Luftfahr
Seite 96 und 97:
Munich Aerospace: Leitthema Aviatio
Seite 98 und 99:
aireg: Bauhaus Luftfahrt leitet den
Seite 100 und 101:
Zahlen und Fakten Facts and figures
Seite 102 und 103:
Finanzen Financial figures Das Bauh
Seite 104 und 105:
Wissenschaftliche Veröffentlichung
Seite 106 und 107:
Wissenschaftliche Veröffentlichung
Seite 108 und 109:
Medien / Vorträge Media / Lectures
Seite 110 und 111:
110 Bauhaus Luftfahrt Neue Wege.
Alle anzeigen

o_195dm93ec76q13rb124upb618tua.pdf

Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.

Template löschen?

Als Template speichern?