Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBFEffizient Zuverlässigkeit, Sicherheit und Lebensdauer bewerten
Systemanalyse und -bewertungsmethoden für Wasserstoffanwendungen
Für wasserstoffbetriebene Systeme wie Brennstoffzellen besteht erhöhter Bedarf an Methoden, um diese in effizienter Weise bzgl. Zuverlässigkeit, Sicherheit und Lebensdauer zu bewerten. In besonderem Maße ist hier die Verbindung aus numerischen, experimentellen und analysierenden Methoden notwendig, um die Kette von den Lastannahmen und deren Messung über die Testprogrammerstellung bis zur Prüfstandsentwicklung abzudecken. Flankiert wird dies mit Methoden zur systematischen Fehleranalyse und zur sensorbasierten Strukturüberwachung.
Bild1: Analysemethoden basierend auf probabilistischen Netzen
Bild 2: Shaker
Bild 3: Sensorbasierte Überwachung eines Wasserstofftanks
Aus dem Projekt GreenMat4H2 - Leistungszentrum Wasserstoff - heraus steht ein Methodenbaukasten zur Verfügung, der vielseitig und modular auf verschiedene Fragestellungen der Zuverlässigkeits- und Sicherheitsbewertung im Kontext Wasserstoff anwendbar ist.
Dieser umfasst im Einzelnen:
- Analysemethoden basierend auf probabilistischen Netzen zur Zusammenführung von Komponenten-Ausfallwahrscheinlichkeiten zur Systemausfallwahrscheinlichkeit (Bild 1)
- Komplexe Testsysteme zur Umweltsimulation auf verschiedenen Längenskalen, z.B. von Brennstoffzellenstapeln bis hin zu deren Einzelzellen (Bild 2)
- Numerische Simulationswerkzeuge, u.a. zur Bewertung von mechanischen Vibrationen und deren Transferpfaden
- Entwicklung sensorbasierter Überwachungsmethoden, z.B. Für Wasserstofftanks (Bild 3)
- Implementierung von Wasserstoffkomponenten in bestehende und neuartige Fahrzeugkonzepte
Der Schwerpunkt liegt bei all diesen Themen auf einer möglichst schnellen Anwendbarkeit der Methoden in der industriellen Praxis.