Testsystem für Einsatz klimaneutraler Energieträger in hybriden Energiewandlungssystemen für Schiffe

• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik, Technische Thermodynamik und Thermische Energietechnik
• Förderung: Förderung in 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 565004781

Das beantragte Testsystem dient zur Erforschung der emissions- und wirkungsgradoptimierten Nutzung klimaneutraler Energieträger in hybriden Antriebssystemen für Schiffe und mobile Maschinen. Ziel ist es, die Einführung klimaneutraler und emissionsminimierter (zero-impact) Antriebe für nicht direkt zu elektrifizierende Einsatzbereiche von Off-Road Anwendungen und mobilen Maschinen (Landmaschinen, Baumaschinen, Mining-Fahrzeuge), Schienenfahrzeugen, Binnenschiffen durch kontinuierliche Forschung vorzubereiten und zu beschleunigen. Im Testsystem sollen Energiewandler sowohl als Einzelkomponenten aber vor allem auch als Gesamtsystem in stationären und dynamischen Betriebszuständen installiert und für die vielfältigen Forschungsarbeiten realitätsnah mit klimaneutralen und emissionsreduzierenden Energieträgern betrieben werden können. In dem Prüfstand können Batterien, Brennstoffzellen und Motoren nicht nur einzeln, sondern auch parallel (gekoppelt) getestet werden und die Wechselwirkungen insbesondere bei dynamischen Lastzyklen reproduzierbar abgebildet werden. Der Schwerpunkt in den laufenden und geplanten Forschungsprojekten liegt auf der Nutzung nachhaltiger e-Fuels für die genannten Einsatzgebiete. Dies sind insbesondere Wasserstoff, Methanol, Ammoniak, synthetisches Methan aber auch, insbesondere im maritimen Bereich, biomassebasierte Kraftstoffe. Dazu werden am LKV bereits vielfältige Forschungsprojekte in einem anspruchsvollen experimentellen Umfeld bearbeitet. Das Testsystem besteht aus der Belastungseinheit für die zu testenden Motoren (Kombination aus E-Maschine und Vollumrichter) und der elektrischen Belastungseinheit (digital geregelter Umrichter) zum Betrieb elektrischer Energiewandler bzw. Speicher. Das können Brennstoffzellensysteme (BSZ), Batteriesysteme oder Kombinationen aus Batterie und BSZ sein. Die beiden Belastungssysteme für Motoren und elektrische Energiewandler werden von einer übergeordneten, gemeinsamen Prüfstandsautomatisierung betrieben und geregelt. Dadurch können hochdynamische Testzyklen für die Einzelsysteme und für kombinierte Gesamtsysteme reproduzierbar durchgeführt werden. Über die Prüfstandsautomatisierung erfolgt auch die Messwerterfassung. Bestehende Messsysteme (z.B. zur Abgasanalytik) können über geeignete Standardschnittstellen in die Automatisierung eingebunden werden. Zur Gewährleistung eines sicheren Prüfstandsbetriebs wird das beschriebene Testsystem durch ein dediziertes Sicherheitssystem komplettiert Durch die genannten Anwendungsbereiche wird die Leistungsklasse des Großgeräts bestimmt mit einem Belastungssystem für Motoren bis 550 kW und 3.000 Nm und einem elektrischen Gleichstrom-Belastungssystem bis 250 kW bei 800V.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Testsystem für Einsatz klimaneutraler Energieträger in hybriden Energiewandlungssystemen für Schiffe
• Gerätegruppe: 2860 Motoren- und Getriebeprüfstände, Verdichterprüfstände
• Antragstellende Institution: Universität Rostock
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Bert Buchholz