Wasserstoff-Herausforderungen mit Simcenter Amesim angehen
Von Elektrolyseuren und Brennstoffzellen bis hin zu kompletten H2-Produktionsanlagen, Transport- und Nutzungssystemen: Die Systemsimulation mit Simcenter Amesim ermöglicht es, Wasserstoffsysteme virtuell zu entwerfen, zu testen und zu optimieren – schneller, sicherer und effizienter.
Was ist System-Simulation?
Eine Simulationsplattform, die Ingenieuren hilft, die Leistung eines mechatronischen Systems mit mehreren Domänen unter verschiedenen Arbeitsbedingungen virtuell zu bewerten und zu optimieren.under various working conditions.
Modell-basiert
Erstellen Sie mit den in Simcenter Amesim enthaltenen Standard-Modellelementen in wenigen Minuten ein virtuelles Modell Ihres Produkts, indem Sie dieses per Drag-and-Drop zusammensetzen und anschließend parametrisieren.
Multi-Domain
Eine integrierte Umgebung zur Analyse der Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen physikalischen Bereichen Ihres Produkts: Hydraulik, Pneumatik, thermische Phänomene, Zweiphasenströmungen, elektrische und mechanische Teile, sowie Steuerungen. Mit Simcenter Amesim können Sie in einem einzigen Systemsimulations-Modell sehen, wie die verschiedenen Bereiche interagieren.
Multi-Level
Die Bibliotheken bieten mehrere Ebenen für Ihr Modell, von 1D- bis zu 3D-Modellen, von funktionalen bis zu detaillierten, geometriebasierten Modellen, von quasi-statischen bis zu dynamischen Modellen, angepasst an die jeweiligen, spezifischen Simulationsanforderungen
Transiente Simulationen
Prognostizieren Sie die Entwicklung wichtiger Leistungsvariablen Ihrer Komponente bzw. Ihres Systems während eines Arbeitsvorgangs: Energieströme, Massen, Temperaturen, Elektrizität, relative Feuchtigkeit, Druck, Durchflussmenge, Wärmeaustausch, …
0D/1D Ansatz
Die 0D-Simulation konzentriert sich auf das Verhalten auf der Systemebene und behandelt Komponenten wie Tanks, Pumpen oder Ventile als singuläre Einheiten ohne Berücksichtigung räumlicher Variationen. Sie ist ideal für schnelle Berechnungen und die Analyse von stationärem oder instationärem Verhalten.
Die 1D-Simulation erweitert diese Methode durch die Berücksichtigung von Variationen in einer bestimmten räumlichen Dimension, z. B. Flüssigkeitsströmung durch ein Rohr oder Wärmeübertragung über eine Komponente.
Dies erhöht die Präzision von Prozess-Analysen, wie z.B. die Wasserstoffströmung in Pipelines oder das Wärmemanagement in Brennstoffzellen. Durch die Kombination dieser Ansätze ermöglicht Simcenter Amesim eine schnelle und genaue Analyse von Wechselwirkungen auf Systemebene und hilft Ingenieuren, Entwürfe zu optimieren und gleichzeitig Zeit und Kosten zu sparen.
Mögliche Simulationen im H2-Bereich
Elektrolyseure
Simulation verschiedener Betriebsbedingungen ohne physische Tests und Optimierung des Kühlsystems, um die Lebensdauer der Komponenten zu erhöhen.
Integration ins vorhandene System und Bewertung von Effizienz und Energieerzeugung.
H2-Produktionsanlagen
Bewertung komplexer H2-Produktionssysteme mit mehreren Energiequellen (Sonnenkollektoren, Windturbinen, usw.), Elektrolyseuren und Speichersystemen, sowie Größenbestimmung der BOP-Komponenten.
Brennstoffzellen
Untersuchung der Auswirkungen einiger Parameter (Zellenanordnung, Auswirkungen von Gasdiffusionsschichten, Wärmemanagement) auf die dynamische Leistung der Brennstoffzelle und ihre Integration in relevante Teilsysteme.
H2 Lagerung und Transport
Sowohl bei Druckgas- als auch bei Flüssig-H2-Systemen erhalten Sie einen tiefen Einblick in auftretende Thermik- und Fluid-Phänomene und können den Energieverbrauch minimieren.
Komponenten, Ventile und Kompressoren
Modellierung der Komponenten unter Berücksichtigung von Massenträgheit, Widerstand und geometrischen Merkmalen und ihre Integration in erweiterte Netzwerke, um unerwünschtes Verhalten (Strömungswellen, Druckspitzen, Schwingungen) zu erkennen..
Wasserstoff tankstellen
Analyse der Entwicklung von Druck und Durchfluss in den Komponenten des Netzes (Kompressor, Leitungen, Ventile, Speichertanks usw.) und Optimierung der Kontrollstrategie, um entweder den Energieverbrauch oder die Betankungszeit zu reduzieren.
Antrieb für Light Mobility
Integration von Brennstoffzellen in die digitale Nachbildung eines Fahrzeugs und Untersuchung des H2-Verbrauchs bei verschiedenen Einsatzprofilen. Optimierung von Kühlsystemen und Wassermanagement, um Langlebigkeit und Effizienz zu gewährleisten.
Microgrids
Integration von Brennstoffzellen, Batterien, Elektrolyseuren und H2-Tanks und Erprobung verschiedener Strategien für das Management der von Solarzellen erzeugten Energie, unter Berücksichtigung verschiedener Einstrahlungswerte und Belastungen.
Persönliche Präsentation
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Warum Systemsimulation verwenden
Systemsimulation bietet eine starke Kapitalrendite (ROI), indem sie Designzyklen beschleunigt, Prototyping-Kosten reduziert und die technische Präzision für optimale Entscheidungsfindung verbessert.
Minimierung des Risikos
Vorhersage, wie Komponenten und Systeme unter realen und extremen Bedingungen funktionieren, um Sicherheit und Konformität zu gewährleisten.
Verkürzung der Markteinführungszeit
Virtuelle Tests beschleunigen die Produktentwicklungszeit um 50 % und und machen kostspielige physische Prototypen überflüssig.
Kostensenkung
Reduzierung von Iterationen, Prozess-Rationalisierung und Vermeidung kostspieliger Designfehler. Kostensenkung beim physischen Prototypenbau um 40 %.
FALLSTUDIE
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Sauberer Wasserstoff durch Digitalisierung
Der Übergang von einer von fossilen Brennstoffen dominierten Produktion zu sauberen Wasserstoffproduktionsmethoden ist ein großer Schritt. Digitalisierung ist der Schlüssel zur Überbrückung dieser Lücken und zur beschleunigten Entwicklung Ihres Unternehmens zu einer sauberen, nachhaltigeren Wasserstoffzukunft.
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