Weber, UlrichFrank, FabianFrank, LukasLukasFrank2022-07-112022-07-112022-02https://publica.fraunhofer.de/handle/publica/418755The project H2Mare is investigating a wind power plant, which is producing hydrogen via an electrolyser. Some of this hydrogen will be stored in the monopile of the plant. Therefore, this thesis investigates the formation and avoidance of explosive atmospheres in the monopile. Firstly, scenarios are identified, where explosive atmospheres can occur. The worst-case-scenario will be defined from the results of the identification, namely a leakage at a pipe fit-ting. Afterwards, the worst-case-scenario will be examined in more detail. For this purpose, the cross section of the leakage as well as the resulting volume flow will be determined. For the calculation of the volume flow, a calculation model is developed with which the volume flow of a pipe can be calculated. To validate this calculation model, the volume flow of a pipe fitting will be determined by an experiment. Afterwards, the experimental data will be com-pared to the calculation model and another calculation as performed in the IEC 60079-10-1 standard. With the calculated volume flow, measures to prevent an explosive atmosphere will be considered. Especially the use of natural ventilation through temperature differences will be looked at. After a discussion whether the use of passive ventilation measures is reasonable, a forecast of the further course of the project will be givenDas Projekt H2Mare untersucht eine Windkraftanlage, an welcher über einen Elektrolyseur direkt Wasserstoff erzeugt werden soll. Da dieser Wasserstoff teilweise im Monopfahl der Anlage gespeichert wird, werden in dieser Arbeit Untersuchungen zur Bildung und Vermeidung explosionsfähiger Atmosphären durchgeführt. Zunächst werden hierfür Szenarien ermittelt, aus denen eine explosionsfähige Atmosphäre entstehen kann. Aus den Ergebnissen der Ermittlung wird das worst-case-Szenario definiert, nämlich eine Leckage an einer Rohrverschraubung. Nun wird das worst-case-Szenario genauer untersucht. Hierfür werden die Leckagefläche sowie der daraus entstehende Volumenstrom ermittelt. Zur Berechnung des Volumenstromes wird ein Berechnungsmodell entwickelt, womit der Volumenstrom aus einer Rohrleitung bestimmt werden kann. Zur Validierung dieses Modells wird durch einen Versuch der Volumenstrom aus einer Rohrverschraubung experimentell ermittelt. Die experimentellen Daten werden anschließend mit dem Berechnungsmodell und der Berechnung nach IEC 60079-10-1 verglichen. Danach werden anhand des berechneten Volumenstroms Maßnahmen betrachtet, mit welchem die Entstehung einer explosionsfähigen Atmosphäre verhindert werden kann. Hierbei wird vor allem der Einsatz einer natürlichen Lüftung durch Temperaturunterschied betrachtet. Nach der Diskussion, ob der Einsatz passiver Lüftungsmaßnahmen sinnvoll ist, wird ein Ausblick auf den weiteren Verlauf des Projektes und auf offene Fragen gegeben.deWasserstoffspeicherungProjekt H2MareWindkraftanlageMonopfahlbachelor thesis