Ziel der Entwicklung
Die Zielstellung des Vorhabens besteht in der Realisierung und der experimentellen Erprobung des Funktionsmusters eines „Kombinierten Energierückgewinnungssystems für Erdgas-betriebene Kraftfahrzeuge“ (KEEK) für die arbeitsleistende Entspannung des unter Druck gespeicherten Erdgases. Um ausreichend Erdgas bei akzeptablen Platzaufwand im Kraftfahrzeug speichern zu können, wird in der Regel bei einem Nenndruck von 200 bar und Umgebungstemperatur (CNG: Compressed Natural Gas) gespeichert. Durch die Umwandlung der im Drucktank gespeicherten Druck-Volumen-Energie des Erdgases in mechanische bzw. elektrische Energie mittels arbeitsleistender Entspannung wird eine weitere Effizienzsteigerung CNG-betriebener Fahrzeuge angestrebt. Durch eine Erwärmung des aus dem Speichertank ausströmenden und in die Expansionsmaschine einströmenden Erdgases durch das Motorabgas kann eine deutliche Steigerung der Expansionsarbeit erreicht werden.
Vorteile und Lösungen
Durch das Energierückgewinnungssystem wird Energie nutzbar, die beim Stand der Technik bei Hochdruck-Erdgassystemen in Kraftfahrzeugen mittels Drosselung in Druckminderventilen dissipiert wird. Eine weitere Erwärmung des Hochdruckgases durch die Abgaswärme führt zur Erhöhung beziehungsweise Aufwertung der mittels arbeitsleistender Entspannung rückgewinnbaren Energie. Damit ergeben sich folgende Vorteile zum Einsatz dieser Anwendung sowie für den Kunden:
Die Rückgewinnung der Kompressionsarbeit des unter Druck gespeicherten Erdgases, sowie die wesentliche Steigerung der Abtriebsleistung durch Energierückgewinnung aus dem Abgas
und die Stärkung des Erdgases als umweltfreundlichen Kraftstoff für Fahrzeuge.
Zielgruppe und Zielmarkt
Die im FuE-Projekt erlangten Erfahrungen und Methoden zur Auslegung, Vermessung und Charakterisierung des Projektgegenstandes ermöglichen die Grundlage für weitere Entwicklungen auf dem Gebiet von Entspannungs- aber auch Verdichtungsmaschinen beziehungsweise Pumpenkonzepten bei extremen Temperaturen. Bei der Projektdurchführung haben sich verschiedene technologische Spannungsfelder aufgetan, die bei der angestrebten Weiterentwicklung für den geplanten Einsatzzweck abzubauen sind. Nicht zuletzt hängt der wirtschaftliche Erfolg von der Nachfrage solcher Antriebssysteme und somit auch von den Mobiltäts- und Kraftstoffstrategie der Bundesrepublik ab.