Większa popularność autobusów elektrycznych dzięki optymalizacji ogniw paliwowych
Już kilka innych finansowanych przez UE projektów potwierdziło, że zwiększanie dostępności i niezawodności elektrycznych autobusów z ogniwami paliwowymi nie jest łatwe. Jedną z takich inicjatyw był projekt CHIC, w czasie którego wykazano, że dostępność autobusów z napędem wodorowym wynosi tylko 70 %, podczas gdy dla ich odpowiedników z silnikiem Diesla jest to 96 %. „Z tego powodu autobusy wodorowe nie cieszą się dobrą opinią”, mówi Federico Zenith, koordynator finansowanego przez UE projektu Giantleap. Zespół Giantleap opracował metody prognostyczne dla systemów ogniw paliwowych, a dokładniej dla samych ogniw i dodatkowych komponentów, takich jak sprężarki, które często mają większe znaczenie dla niezawodności. „Zastosowaliśmy podejście bazujące na zwiększaniu zasięgu, w którym ogniwa paliwowe i zbiorniki z wodorem są montowane w autobusach elektrycznych w formie podręcznej stacji ładującej. W razie awarii operator może ją łatwo zdemontować i wymienić”, wyjaśnia Zenith.
Algorytmy diagnozujące awarie ogniw paliwowych
Partnerzy projektu opracowali algorytm, według którego okres eksploatacji ogniwa paliwowego ma wynosić 15 000 godzin ciągłej pracy, a nie 12 000 godzin, do czego pierwotnie dążono. Naukowcy opracowali też algorytmy, które w kilka sekund mogą określić poziom zniszczenia ogniwa paliwowego. Algorytmy te z powodzeniem przetestowano na pełnowymiarowych stosach. „Udało się nam wyjaśnić awarie sprężarek wynikające z nieprawidłowych warunków statycznych, które powodują większe zużycie i są główną przyczyną usterek systemów ogniw paliwowych”, relacjonuje Zenith. Prognozy kosztowe sporządzone dla prototypowego systemu ogniw paliwowych są obiecujące. Oprócz tego zespół wykazał, że możliwe jest zwiększenie zasięgu autobusów elektrycznych na drogach publicznych, ale testy przeprowadzono bez udziału pasażerów. Możliwość wymiany uszkodzonego układu zwiększającego zasięg znacząco zwiększa dostępność autobusu. Duża pojemność baterii sprawia natomiast, że autobus może dokończyć trasę, nawet jeśli w jej trakcie dojdzie do awarii. Ponadto naukowcy zgłębili też zjawisko regeneracji ogniw, które po raz pierwszy zaobserwowali uczestnicy projektu Sapphire. „Wiemy więcej o warunkach, jakie muszą zaistnieć, by w ogniwach doszło do cofnięcia się uszkodzeń, które wcześniej uznawano za nieodwracalnej, ale wciąż mamy kilka alternatywnych wyjaśnień dla tych mechanizmów”, zauważa Zenith.
Dobre doświadczenia wyniesione z projektu prowadzą do owocnej współpracy
Projekt Giantleap spowodował zwiększenie zainteresowania ogniwami paliwowymi przez firmę Bosch Engineering, czołowego niemieckiego producenta części i akcesoriów do pojazdów silnikowych. „Przedsiębiorstwo wykorzystało więcej zasobów, niż planowano w budżecie, by zdobyć w toku projektu jak najwięcej specjalistycznej wiedzy. Wyraźnie było widać, że ma on dla firmy strategiczne znaczenie”, stwierdza Zenith. Pod koniec projektu przedsiębiorstwo Bosch Engineering ogłosiło rozpoczęcie strategicznej współpracy z PowerCell, szwedzkim producentem ogniw paliwowych. Firma zaczęła też współpracować z przedsiębiorstwem Nikola Motors, amerykańskim producentem ciężarówek, nad przygotowywaną przez nie ciężarówką wodorową Nikola Two. „Projekt Giantleap przyczynił się do lepszego zrozumienia procesów degradacji ogniw paliwowych i ich systemów”, podsumowuje Zenith. „Znaczące wydłużenie okresu eksploatacji i podniesienie niezawodności systemów ogniw paliwowych powinno przełożyć się na wzrost dostępności elektrycznych autobusów z ogniwami paliwowymi, obniżając jednocześnie całkowity koszt ich posiadania”.
Słowa kluczowe
Giantleap, ogniwo paliwowe, autobus, system ogniw paliwowych, układ zwiększający zasięg, autobusy elektryczne
