PA – Konzeptionelle Entwicklung eines Brennstoffzellensystems für Langstrecken VTOLs

Brennstoffzellensysteme finden bereits in verschiedenen mobilen Anwendungen Einsatz und leisten einen wichtigen Beitrag zur Umstellung auf eine nachhaltige Energieversorgung. Im Rahmen dieser Projektarbeit soll die Integration eines Brennstoffzellensystems in bestehende Langstreckendrohnen untersucht werden. Dabei spielen die besonderen Anforderungen senkrechtstartender UAVs eine wichtige Rolle. Ziel der Arbeit ist das Erarbeiten eines theoretischen Konzepts für ein brennstoffzellenbasiertes Antriebssystem. Dabei sind die Anforderungen an maximale Zuladung, benötigte Last und verfügbaren Bauraum der Drohnen zu berücksichtigen.

Im Rahmen dieser Arbeit sollen verschiedene verfügbare Brennstoffzellensysteme hinsichtlich ihrer Vor- und Nachteile sowie ihrer Integrationsfähigkeit in das bestehende UAV verglichen werden. Aus diesen Systemen soll dann ein konzeptioneller Entwurf erstellt werden, der den Leistungs-, Gewichts- und Bauraumanforderungen der vorhandenen Drohne am IISB entspricht. Der Entwurf soll den kompletten Antriebsstrang des UAVs in allen Flugphasen beinhalten. So müssen die Größe und Leistung des Brennstoffzellensystems und der Pufferbatterie ausgelegt werden. Außerdem sollen verschiedene Methoden der Wasserstoffspeicherung untersucht werden. Integrationsmöglichkeiten in den vorhandenen Korpus der Drohne sollen dabei erarbeitet werden. Ziel des Systems soll eine lange Flugdauer der Drohne im Reiseflug sein. Optional kann zusätzlich eine alternative, direkte Verbrennung des Wasserstoffs in einer Gasturbine untersucht werden.

Es wird eine Begeisterung für Brennstoffzellensysteme und UAVs vorausgesetzt. Dafür wird eine spannende Arbeit an einem realen Brennstoffzellensystem unter Betreuung von IISB-Experten angeboten, um neue Erkenntnisse über Brennstoffzellensysteme in UAVs zu generieren.

Bearbeiter: Pranav Shivaprakash

Betreuer: Markus Meindl, Simon Gehringer

Verantwortlicher:  Prof. Dr.-Ing. Martin März