Entwicklung einer mit Wasserstoff-Brennstoffzellen betriebenen Hubschrauber-Drohne
Projekttitel:
FlyHy - Wasserstoffbetriebene Drohne mit Wechselträgerkonzept für unterschiedliche Mess- und Arbeitsanwendungen
Teilprojekt:
Wasserstoffversorgung von Drohnen über ein Wasserstoffbefüllsystem in Form von wiederbefüllbaren Kartuschen
Fördernde Einrichtung:
Freistaat Thüringen
Projektdauer:
06.09.2021 - 30.06.2023
Leiter des Projekts:
Prof. Dr. Mark Jentsch
Projektpartner:
edm aerotec GmbH, IMG Electronic & Power Systems GmbH, Schmuhl Faserverbundtechnik GmbH & Co. KG, HySON - Institut für Angewandte Wasserstoffforschung Sonneberg gGmbH, IVK Ingenieur- und Vermessungsbüro Kramer GmbH
Am Projekt beteiligte Personen der Professur:
M.Sc. Benjamin Breuer, Dipl. UWT Sebastian Büttner
Projektbeschreibung
Das Verbundvorhaben hatte die Entwicklung und Erprobung einer mit Wasserstoff-Brennstoffzellen betriebenen Hubschrauber-Drohne mit einem angepassten Wasserstoffversorgungssystem zum Ziel. Als Basis diente eine Entwicklung des DLR für Höhenflugversuche. Im Projekt wurde untersucht, wie eine Brennstoffzelle mit einem Traktionsakkumulator zu einem Hybrid-System verbunden werden kann um Flugzeitverlängerungen gegenüber eines reinen Batteriebetriebs zu erreichen. Da Brennstoffzellen ein angepasstes Betriebsregime verlangen, wurde eine programmierbare Leistungselektronik entwickelt, welche das Zusammenspiel aus Brennstoffzelle und Hochleistungsakkumulator ermöglicht.
Neben der eigentlichen Drohne waren auch die Entwicklung der Wasserstoffversorgung in Form von angepassten, auswechselbaren Wasserstoffkartuschen des Typs IV sowie eines mobilen Kartuschenbefüllsystems Gegenstand des Vorhabens. Um die Drohne universell auch außerhalb von Einsatzgebieten im Vermessungswesen einsetzbar zu machen, wurde außerdem ein Wechselträgersystem für Arbeitsgeräte konzipiert und umgesetzt. Somit können sich benötigte Arbeitsgeräte schnell und werkzeuglos montieren und austauschen lassen.
Leistungstests konnten zeigen, dass die Drohne mit Hybridantrieb eine Abflugmasse von ca. 60 kg erreichen kann, wobei 10 kg auf die Nutzlast entfallen.
Veröffentlichte Arbeiten
Breuer B, Jentsch MF (2022) Entwicklung einer mit Wasserstoff-Brennstoffzellen betriebenen Hubschrauber-Drohne, 29. REGWA Energiesymposium, Stralsund, 09-11 November 2022, 33-39. → Beitrag anzeigen