Sistema de célula a combustível com hidrogênio sob demanda · Sistema gerador de hidrogênio...

450Wh/kg* 675Wh/kg

DECOLAGEM

O AEROPAK é uma fonte de energia ultra leve que utiliza a tecnologia de células a combustível a hidrogênio e que permiteaumentar a duração dos voos de pequenos veículos aéreos não tripulados (VANTs). O AEROPAK utiliza um sistema deprodução de hidrogênio sob demanda, previamente armazenado sob a forma de hidretos químicos. Essa característicaespecial do AEROPAK-1 permite que se reduza o peso durante o voo, a partir da purga (eliminação) do subproduto docombustível durante o voo. Isso significa que a densidade media de energia do sistema pode aumentar para até 675Wh/kgpara um sistema de 2kg, que chegaria a pesar 1kg após consumir todo o seu combustível.

AEROPAK-1 fonte de energia a partir de células a combustível ultra leves

Os kits de avaliação do AEROPAK são

padronizados, com algumas especificações

disponíveis, mas podem ser customizados

para attender às necessidades de potência,

energia e características do seu VANT. Não

exite em solicitar à nossa equipeespecificações customizadas.

VANTAGENS DO SISTEMA AEROPAK:•Alta densidade de energia: atualmente, até 675Wh/kg•Hibridização com baterias para picos de potência (decolagem e acelerações)•Não utiliza hidrogênio comprimido, combustível não inflamável (hidreto químico)•Metade do volume necessário quando em comparação ao sistema com hidrogênio comprimido•Escalável para ajuste de pico de potência, potência nominal e duração do voo

Sistema de célula a combustível com hidrogênio sob demanda450Wh/kg a >650Wh/kgAlternativa leve para MINI VANTs de longa duração

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Voos de Longa Duração em VANTs Elétricos com Células a Combustível

• Vigilância prolongada

• Operações com maior alcance e áreas cobertas

• Mais missões por voo, menos veículos aéreos necessários

• Silencioso, fonte de energia disponível para operações furtivas.

• Implementação e relançamento rápidos com fácil troca do cartucho de

combustível

BENEFÍCIOS AO USUÁRIO:

*como o combustível pode ser removido durante o voo, uma densidade de energia adicional de 225Wh/kg pode alcançada

MÉDIADURANTE O VOO

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NiMH

Lítio-íon

Lítio/SO2

Lítio-MnO2

AEROPAK

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3. Sistema de energia a partir de célula a combustível

1. Tanque de combustível NaBH42. Sistema gerador de hidrogênio

Sistema AEROPAK integrado

com célula a combustível

450Wh/g a 675Wh/kg

OPÇÃO 1: AEROPAK-1 Sistema projetado para cartuchos com hidretos químicos

TYPE 1 (customizável)Energia útil: até 900WhPeso seco: 520gPeso total com 1L de combustível: 1570gVolume total do cartucho: 2,3LDimensões (mm): 190 x 106 x 120 mm Consumo de hidrogênio: 2,5-3L /min Pressão de saída: 0,7 barConexão: engate rápidoPeso Total CaC+ Cartucho comb.: 2,1kg decolagem (peso na aterrissagem é 1,5kg)Vol. Total CaC + Cartucho comb.: 2,2LEnergia Específica Total 450Wh/kg (na decolagem)Densidade Média de Energia 675Wh/kg (peso na aterrissagem Vs decolagem)

CARTUCHO DE COMBUSTÍVEL

TYPE 1 (Inclui gerador de H2 e tanque de combustível)

O Sistema AEROPAK é composto por 3 seções: um tanque de combustível – onde um combustível rico em hidrogênio, que consiste emuma mistura de NaBH4, é fornecido a um reator catalítico. Esse reator produz o hidrogênio gasoso puro a partir da ajuda de umcatalisador especializado. Uma terceira seção integra a célula a combustível, o controlador eletrônico e outros components menoresperiféricos. O controle eletrônico controla a célula a combustível, bem como permite a hibridização do AEROPAK com uma bateriaexterna para atender picos de potência.

Os sistemas de suprimento de energia por hidretos químicos reduzem o

espaço normalmente ocupado por cilindros de hidrogênio comprimido,

dentre outros componentes e preocupações relacionadas ao manuseiocom o hidrogênio, bem como complexos sistemas de recarga.

Pack de Hibridização

com Bateria

Potência Contínua Nominal: 200WPotência de Pico (híbrido bateria): 600W for 2 min.Corrente nominal de saída: 10AFaixa de Tensão de saída: 20V-32VPeso do sist. CaC: 470g (1,04 lbs)Dimensões (mm): 126 x 106 x 120 mm Ambiente de operação: 0°C-40°C / 0-95% umidadeAltitude máxima sem mudanças: 2000m (pode ser ajustado)

ESPECIF. DO SISTEMA

CÉLULA A COMBUSTÍVEL

Bateria padrão Li-Po (Customizável)Energia: 30Wh (padrão)Potência: 400W (18A@22,2V)Peso : 230g (padrão)Volume: 0,2L

Produção de hidrogênio sob demanda a partir do composto líquido NaBH4

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AEROPAK-1: customização do cartucho de combustível para aumentar as horas de voo

Comparação de peso assumindo potência contínua de 200W para diferentes durações de voo:

Aumentar o conteúdo de combustível ao mesmo tempo em que mantem o tamanho/peso do sistema gerador de hidrogênio

melhora a densidade de energia de todo o sistema. O AEROPAK pode ser fornecido com sistemas de célula a combustível

de maior potência (por solicitação) e/ou com cartuchos de combustível com maior capacidade de armazenamento de

energia (por solicitação) como parte de projetos especiais com suporte da HES. Todas as variáveis podem ser discutidas,

incluindo protocolos de comunicação e conectores, bem como tensão e corrente de saída conforme as suas necessidades.

Em geral, o AEROPAK somente é indicado para VANTs de asa fixa cuja característica é a de baixa potência em voos de

cruzeiro e picos de potência de curta duração durante decolagens e subidas, tornando o sistema mais otimizado como

resultado da hibridização entre a célula a combustível e a bateria.

As soluções da HES são escaláveis e podem ser fornecidas em várias configurações, levando-se em conta os níveis depotência nominal, de pico e contínuo, duração do voo ou outras necessidades de comunicação de dados e software.Os sistemas podem ser projetados de modo a otimizar o peso, revisando-se as características de potência de umdeterminado voo. Esses são parâmetros que analisamos em conjunto com os nossos clientes em detalhes para que acustomização obtenha êxito.

TYPE 2 (customizável)Energia útil: até 1700WhPeso seco: 1200gPeso total com 2L de combustível: 3100gVolume total do cartucho: 2,3LDimensões (mm): 326 x 106 x 123 mmPeso Total CaC+ Cartucho comb.: 3,1kg decolagem (peso na aterrissagem é 1,5kg)Vol. Total CaC + Cartucho comb.: 3,8LEnergia Específica Total 550Wh/kg (na decolagem)Densidade Média de Energia 700Wh/kg (peso na aterrissagem Vs decolagem)

CARTUCHO DE COMBUSTÍVEL

TYPE 2(Inclui gerador de H2 e tanque de combust.)

Produção de hidrogênio sob demanda a partir do composto líquido NaBH4

1kg

2kg

4kg

5kg

8kg

10kg

1,5kg

1,7kg

2,3kg2,8kg

3,3kg

3,8kg

peso da bateria para 200Wh/kg

Peso do AEROPAK-1 célula a combustível + cartucho de combustível

Peso (kg)

Horas de voo


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BENEFÍCIOS AO USUÁRIO:

•Menor custo de operação se o suprimento de hidrogênio estiver

disponível

•Fácil e simples de usar: plug & play. Ideal para testes de

avaliação do AEROPAK

OPTION 2: Sistema de célula a combustível AEROSTAK + cilindros de H2 comprimido

VANTAGENS:

•Alta Densidade de Energia: 450Wh a 700Wh/kg dependendo

da capacidade do tanque de combustível

•Hibridização com baterias para picos de potência (decolagem

e acelerações)

• Escalável para ajuste de pico de potência, potência nominal e

duração do voo

Tanques para armazenamento dehidrogênio ultra leves feitos comfibra de carbon e outros materiaisreforácods. Disponíveis emdiversos tamanhos conformesolicitação.

A Horizon produz o Sistema decélula a combustível mais leve emtodo o mundo com 470g e potêncianominal de 200W. O Sistema incluitodos os periféricos.

A Horizon produz os reguladores de pressãomais leves no mundo, feitos em titânio, ecapazes de atender pressões de algumascentenas de bar e reduzir para baixaspressões, tal como 0,3 bar, a pressão a serfornecida para a célula a combustível.

Essa opção pode ser relevante para testes em laboratório, de modo a evitar o uso contínuo dos

combustíveis em hidretos metálicos durante a fase de desenvolvimento. É a solução mais simples,

levando-se em consideração todo o sistema. É possível adaptar pequenos ou grandes tanques de

armazenamento de hidrogênio e fornecer o hidrogênio à célula a combustível, utilizando-se para isso um

regulador de pressão adequado que atenda à pressão de operação da célula a combustível.


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Cartucho de combustível Type 1: 900Wh H2 com reator de geração de hidrogênio• Solução que não armazena gás hidrogênio, mas o produz sob demanda• O subproduto da produção de H2 é eliminado durante o voo, reduzindo o peso durante o voo• Geração de hidrogênio à bordo do VANT

AEROSTAK: 500g/200W – Sistema de célula a combustível a hidrogênio c/ periféricos• Extremamente compacto e leve• Controles integrados e carcaça customizável• Compatível com os cartuchos com gerador de hidrogênio ou com tanques para hidrogênio comprimido

Regulador de pressão de dois estágios da Horizon compatível com o AEROSTAK• Projetado para ser leve• Projetado para ser utilizado com gás hidrogênio• Reduz altas pressões (300 bar) para baixas pressões (0,4 a 0,65 bar)

AEROPAK-1 / Cartucho de combustível Type 1: 450Wh/kg – Sistema completo com CaC• Sistema compacto e ultra leve (2kg)• Controles integrados e carcaça customizável• Inclui interface de comunicação

Cartucho de combustível type 2: 1700Wh H2 com reator de geração de hidrogênio• Solução que não armazena gás hidrogênio, mas o produz sob demanda• O subproduto da produção de H2 é eliminado durante o voo, reduzindo o peso durante o voo• Geração de hidrogênio à bordo do VANT

AEROPAK-1 / Cartucho de combustível Type 2: 550Wh/kg Sistema completo com CaC• Sistema compacto e ultra leve (3kg)• Controles integrados e carcaça customizável• Inclui interface de comunicação

Kits de Avaliação Disponíveis – opções e componentes

Tanque de compósitos reforçados por fibra de carbono (tanque padrão tem 1,1L)• Compacto e leve (pergunte pelos tamanhos disponíveis) • Recarga rápida• Pressão de armazenamento de hidrogênio até 300 bar

AEROSTAK com tanque de H2 comprimido (tanque padrão tem 1,1L)• Inclui regulador de pressão feito em titânio• Solução plug & play• Tanques recarregáveis. Requer disponibilidade de equipamentos de recarga no local.

AST01-01

APK01-01

APK01-02

FSC-PR-2

APKCR01-02

APCL01-01

CCL01-01

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Serviços de engenharia para customização / longa autonomia para veículos não tripulados

Atualmente todos os veículos aéreos não tripulados são desenvolvidos a partir das características já conhecidas das

baterias. Como a tecnologia das células a combustível a hidrogênio é nova para a maioria dos projetistas de VANTs e

usuários, as suas características de operação e benefícios ainda precisam ser melhor compreendidos. Embora as

soluções de prateleira do AEROPAK e/ou AEROSTAKs estejam disponíveis para testes imediatos pelos usuários

finais, todo projeto de VANT e configurações de carga paga é diferente, o que significa que os sistemas padronizados

precisam de customização para atender às necessidades de potência, peso, dimensões e volume dos fabricantes e

usuários de VANTs.

Nós customizamos e projetamos sistemas para:

•Mini-VANTs (5-12kg TOW)•Sistema Tático de VANT de Pequeno Porte (12kg-80kg TOW)•Veículos subaquáticos não tripulados•Veículos robôs de uso terrestre•Sistemas estacionários e portáteis para soldados e bombeiros

As soluções com células a combustível são mais leves, porém ocupam mais espaço que as baterias. Para que se

alcance os benefícios de longa duração nos voos, alguns ajustes precisam ser feitos no projeto do avião. A HES pode

ajudar pesquisadores e engenheiros da sua equipe – desenvolver a melhor solução com a tecnologia de células a

combustível.

As soluções da HES são escaláveis e podem ser fornecidas em várias configurações, levando-se em conta os níveis

de potência nominal, de pico e contínuo, duração do voo ou outras necessidades de comunicação de dados e

software. Os sistemas podem ser projetados de modo a otimizar o peso, revisando-se as características de potência

de um determinado voo. Esses são parâmetros que analisamos em conjunto com os nossos clientes em detalhes para

que a customização obtenha êxito.

Sobre a Horizon Energy Systems Pte. Ltd.Incorporada em 2009 em Cingapura, a Horizon Energy Systems (HES) desenvolve sistemas de alta densidade de

energia, ultra leves, a partir da tecnologia de células a combustível e de soluções em suprimento de hidrogênio sob

demanda. Os sistemas de células a combustível da Horizon são baseados na tecnologia de gerenciamento de água in-

cellTM que evita o uso de componentes periféricos pesados e volumosos. A HES combina as suas células a combustível

ultra leves com várias outras soluções de produção de hidrogênio à bordo com alta densidade de energia, a partir de

várias fontes de combustível e métodos. Produzir hidrogênio gasoso quando necessário e integrado à própria aplicação

supera inúmeros obstáculos ligados ao armazenamento de hidrogênio, certificações e questões logísticas.

Antes da HES ser criada oficialmente, organizações dos EUA e da Europa já estavam trabalhando com a sua empresa

parente (Horizon Fuel Cell Technologies) durante pesquisas sobre os limites de autonomia de voo dos VANTs elétricos

alimentados por baterias. Logo no início, a HES foi contratada pela U.S. DARPA para o desenvolvimento de soluções em

energia para VANTs do tipo palm-size (palma da mão), e começou a fornecer soluções de engenharia para as empresas

líderes mundiais em veículos aéreos não tripulados, as quais buscam a comercialização de VANTs para voos longa

duração alimentados pelas células a combustível.

No Brasil, a Horizon Fuel Cell Brasil oferece suporte às empresas, instituições e profissionais que desejam

conhecer a tecnologia de células a combustível, a partir de cursos e treinamentos com a tecnologia, equipamentos

educacionais e para P&D, além de soluções. Entre em contato. Nossa equipe no Brasil, em Cingapura ou da rede

mundial Horizon está à sua disposição.

Solicite à nossa equipe uma análise de

potencial para customização e

desenvolvimento de acordo com o

formato/dimensões e outras restrições,

caso as nossas soluções de prateleira

não atendam às suas necessidades

específicas. Iremos projetar de acordo

com as suas necessidades.



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