BeHyPSy

Die Luftfahrtbranche ist sich einig: Fliegen muss „grüner“ werden. Mit Wasserstoff als Antrieb können Flugzeuge kohlenstofffrei fliegen. Um dies zu realisieren, haben sich neben der HAW Hamburg noch vier weitere Projektpartner zusammengetan, um im Projekt BeHyPSy auf Basis der Wasserstofftechnologie hybrid-elektrische Antriebe für Leichtflugzeuge zu erforschen. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klima gefördert.

Das Teilvorhaben der HAW Hamburg wird dabei helfen, das Antriebssystem auszulegen, zu optimieren und zu testen. Dafür werden modellbasierte Methoden entwickelt und angewendet.

Typischerweise kann bei Brennstoffzellensysteme bis ca. 5 kW Leistung eine Luftkühlung vorgesehen werden. Die Luftkühlung ist vorteilhaft wenn es um den notwendigen Bauraum und das Gewicht der Brennstoffzellensysteme geht. Um trotzdem höhere Leistungen für den Antrieb eines Leichtflugzeuges mit Luftkühlung zu realisieren, können auch mehrere kleine Brennstoffzellensysteme eingesetzt werden. Große Vorteile bieten sich, wenn jedes dieser kleinen Brennstoffzellensysteme nur einen Teil des Drehmomentes des Propellermotors erzeugt. Dies kann erreicht werden, wenn ein Elektromotor mit mehreren Poolpaargruppen verwendet wird. Jede Polpaargruppe wird dann mittels eigenem Wechselrichter und Brennstoffzelle versorgt.

Im so integrierten System fallen hierbei auch etwaige Zwischenwandler weg und die Leistungselektronik kann ebenfalls kleiner ausgelegt werden, wodurch sich das Gesamtgewicht des Antriebstranges reduziert. Im Projekt steht dieses neuartige Architekturkonzept im Zentrum. Schwierig gestaltet sich hierbei die richtige Wahl der Anzahl und Größe der Brennstoffzellensysteme und deren Betriebsstrategien. Diese sollen im Projekt numerisch optimiert bzw. mit Hilfe der statistischen Versuchsplanung optimale Betriebsstrategien gefunden werden.

Die Ergebnisse fließen in die Lehrveranstaltungen Elektrotechnik, Messtechnik, Regelungstechnik Flugzeugsysteme sowie in das Seminar Modellbildung und Simulation des Bachelorstudiengangs Flugzeugbau ein.