Das Ziel des Projektes 'Entwicklung eines wasserstoffbetriebenen Energieerzeugungsmoduls' ist der Nachweis der Realisierbarkeit einer schnellen und kostengünstigen Umrüstung eines konventionellen Marine - Dieselmotors auf den sicheren Betrieb mit Wasserstoff. Durch die Umrüstung des Seriendieselmotors Yanmar 4JH3E wurde die Möglichkeit geschaffen, zwischen Diesel - und Wasserstoffbetrieb bei laufendem Motor und beliebiger Last umzuschalten. In das vom Hersteller vorgesehene Motormanagement für den Dieselbetrieb wurde konstruktiv nicht eingegriffen. Für den Betrieb mit Wasserstoff wurden ein Drehzahlregelkonzept und ein einfach strukturiertes Gemischbildungssystem entwickelt und umgesetzt. Die Bereitstellung eines homogenen Wasserstoff-Luft-Gemisches erfolgte durch äussere Gemischbildung. Zur Zündung des Gemisches wurde Dieselkraftstoff genutzt. Die Substitution des Hauptteils des Dieselkraftstoffes durch Wasserstoff führte zu einer Minderung der durch die TA Luft limitierten Schadstoffemissionen sowie zu einer Verringerung des Kohlendioxidausstosses im Vergleich zum Dieselbetrieb. Die Grenzwerte der TA Luft wurden eingehalten. Ein signifikanter Nutzwirkungsgradunterschied zum Dieselbetrieb konnte nicht ermittelt werden. Durch das entwickelte Motormanagement wurde ein sicheres dynamisches Motorverhalten im gesamten Lastbereich realisiert. Das wasserstoffbetriebene Energieerzeugungsmodul wird für den Antrieb und zur Bordstromversorgung eines Trimarans eingesetzt.
The aim of the project 'Development of a hydrogen-operated power generation module' is to verify the feasabillity a fast and inexpensive conversion of the equipment of a conventional marine diesel engine for save operation with hydrogen. The suggested conversion of the Yanmar 4JH3E diesel engine proved to be able to switch between the operation with diesel oil or hydrogen during operation and at variable load. The engine management system for diesel oil operation made by the manufacturer has not been changed. An engine speed adjustment concept and a simply structured mixture formation system for the operation with hydrogen were developed and carried out. The supply of the homogenous hydrogen-air mixture was done by external mixture formation. Diesel oil was used for the ignition of the mixture. The substitution of the main amount of diesel oil with hydrogen led to a reduction of the pollutant emissions limited by TA Luft and of the carbon dioxide emissions in comparison with diesel oil operation. The limits set by TA Luft were observed. A significant difference concerning the effective efficiency in comparison with diesel oil operation was not detected. With the help of the developed engine management a reliable dynamic engine operation over the whole load range could be achieved. The hydrogen-operated power generation module is used for the propulsion and electrical power supply of a trimaran.
Wasserstoffbetrieb eines Marine-Dieselmotors
Hydrogen operation of a marine diesel engine
Dessau Gas Engine Conference, 4 ; 247-266
2003
20 Seiten, 18 Bilder, 3 Tabellen, 13 Quellen
Conference paper
Storage medium
German , English
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