Verschiedene Erkennungsmerkmale der alternativ angetriebenen Fahrzeuge im Einsatzfall

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1 Seite 1 Thema (alternative Antriebe) Gliederung 1. Allgemeines 2. Erdgas 3. Flüssiggas 4. Wasserstoff 5. Hybrid-/Elektrofahrzeuge 6. Zusammenfassung Lernziele Die Teilnehmer sollen nach diesem Ausbildungsabschnitt folgende Kenntnisse besitzen Überblick über die momentan in Deutschland vorhandenen alternativen Antriebstechniken Verschiedene Erkennungsmerkmale der alternativ angetriebenen Fahrzeuge im Einsatzfall Lerninhalte Erkennungsmerkmale der verschiedenen alternativen Antriebstechniken Sicherheitseinrichtungen bei Erdgas sowie Flüssiggasfahrzeuge Einsatzgrundsätze beim Einsatz mit alternativ angetriebenen Fahrzeugen Ausbilderunterlagen a) Erforderliche Unterlagen, die den Lerninhalt für den Ausbilder darstellen Merkblatt Erdgas, Staatliche Feuerwehrschule Würzburg DGUV Rettungs- und Löscharbeiten (BGI/GUV-I 8664) b) Ergänzende Unterlagen (bei Bedarf für den Ausbilder zur Vertiefung und als Hintergrundwissen) Keine

2 Seite 2 Lernhilfen a) Hilfsmittel für den Ausbilder Thema 13 Folien 1 bis 16 b) Hilfsmittel für den Teilnehmer Keine Vorbereitung Keine Anmerkungen Der Unterricht soll nur einen Überblick über die momentan vorhandenen alternativen Antriebstechniken geben. Ein zu tiefer Einstieg in das Thema ist im Basismodul nicht zielführend und führt lediglich zu Verwirrung der Teilnehmer. Das Erkennen alternativ angetriebener Fahrzeuge an bestimmten Merkmalen ist für das Erste ausreichend. Sicherheitsmaßnahmen Keine 2 Unterrichtseinheiten

3 Seite 3 Thema (alternative Antriebe) 1. Allgemeines Dieser Unterricht bezieht sich auf Serienfahrzeuge. Gefahren die generell an verunfallten/brennenden Fahrzeugen bestehen sind ebenfalls zu beachten. Was bedeutet alternativer Antrieb? Was bedeutet alternative Antriebe eigentlich? Mobilität mit geringer oder keiner Abhängigkeit von Erdöl Statistik Zugelassene Fahrzeuge in Deutschland (Stand 05/2011 laut ADAC) Benzin (z. Zt ) Diesel (z. Zt ) Flüssiggas (z. Zt ) Erdgas (z. Zt ) Hybrid (z. Zt ) Elektro (z. Zt ) Thema 13 Folie 1 Thema 13 Folie 2 Info Wasserstofffahrzeuge sind zu wenige Zugelassen, sodass sie in dieser Statistik nicht erwähnt sind 2. Erdgas Erdgas wird auch als CNG (Compressed Natural Gas) bezeichnet. Das Erdgas besteht zu 99% aus Methan und ist leichter als Luft (Dichteverhältnis Erdgas/Luft ca. 0.6). Im Ursprungszustand ist Erdgas ist farblos und geruchlos, für den weiteren Vertrieb wird das Erdgas odoriert (Beimischung eines Geruchstoffes). Gespeichert wir das Erdgas in Druckbehälter aus Edelstahl oder Kunststoff-Verbundwerkstoffen mit einem Druck von bis 250 bar. Thema 13 Folien 3-5 Dem Ausbilder bleibt selbst überlassen welche Folien in diesem Unterrichtsabschnitt von seiner Seite aus verwendet werden. Als Hilfestellung bieten wir drei Folien für den Abschnitt Erdgas

4 Seite 4 Meist sind 4 Druckgasbehälter am Unterboden verbaut. An allen Druckgasbehälter müssen Sicherheitsventile verbaut sein. Alle Hochdruckleitungen sind in Edelstahl ausgeführt mit einem Prüfdruck von 400 bar. Erkennungsmerkmal Fahrzeugbeschriftungen (CNG, Erdgas, ECO Fuel usw.) Zusätzlicher Tankeinfüllstutzen (Tankklappe, Stoßfänger usw.) Zusätzliche Tankanzeige Bedieneinrichtung zum Umschalten Erdgas auf Benzin Sicherheitseinrichtungen Elektromagnetisches Behälterabsperrventil am Druckgasbehälter: Durch Einschalten der Zündung, öffnet das Ventil und das Erdgas strömt zum Motor. Wird die Zündung wieder ausgeschalten oder das Airbag-Steuergerät erkennt einen Unfall, schließt das Ventil automatisch Manuelles Absperrventil (Kugelhahn) am Druckgasbehälter: Das Absperrventil sitzt gleich am Druckgasbehälter. Es kann zum manuellen deaktivieren verwendet werden Thermosicherung (Schmelzsicherung) am Druckgasbehälter: Bei Befeuerung des Druckgasbehälters, schmilzt die Thermosicherung bei ca. 110 C und das Erdgas tritt kontroliert aus. Im Gegensatz zum Flüssiggasfahrzeug werden hier die Druckbehälter komplett entleert Einsatzgrundsätze Motor abstellen Zündung ausschalten (elektromagnetisches Ventil schließt) 3-fachen Brandschutz frühzeitig sicherstellen Auf Gasgeruch achten Vorsicht, es gibt verschiedene Odorierungsmittel Erarbeiten der einzelnen Punkte mit den Teilnehmern Vorteil: Bereits vorhandenes Wissen der Teilnehmer aus vorangegangenen Unterrichten abfragen

5 Seite 5 Bei der Erkundung auf Erkennungsmerkmale achten. Gaskonzentration feststellen, Ansammlung in Hohlräumen beachten (Erdgas ist leichter als Luft), evtl. Messungen durchführen Wenn Gas austritt, Gefahrenbereich räumen und absperren Zündquellen fernhalten (Funkgerät, Handy usw.) Aus geschlossenen Räumen, dass Fahrzeug schieben Fahrzeuginnenraum belüften (Fenster, Motorhaube, Kofferraum) Achtung: Beim Öffnen der Tür schalten sich evtl. Verbraucher wie Innenraumbeleuchtung ein Auf das Abklemmen der Batterie sollte bei vorhandener Gaskonzentration verzichtet werden Brennende Gasflammen nicht löschen, um ein unkontrolliertes Ansammeln von Erdgas zu verhindern 3. Flüssiggas Flüssiggas wird auch als Autogas oder LPG (Liquid Propan Gas) bezeichnet. Thema 13 Folien 6-8 Auch hier bleibt es dem Ausbilder überlassen, welche Folien er verwenden will In Deutschland ist es ein Gemisch aus mindestens 95 % Propan, der Rest besteht aus Ethan, Butan und wird bei 8 bar verflüssigt. Flüssiggas ist geruchlos, wird aber für den Verkauf in der BRD odoriert. Für den Ausländischen Markt gilt keine Odorierungsvorschrift. Einsatztaktisch ist zu beachten, dass Flüssiggas schwerer als Luft ist. Flüssiggasfahrzeuge sind meist bivalente (z. B. Benzin und LPG) angetrieben. Erkennungsmerkmal Fahrzeugbeschriftungen LPG, Autogas, Flüssiggas, BiFuel usw. Zusätzlicher Tankeinfüllstutzen Tankklappe, Stoßfänger usw. Bivalent bedeutet: Ein Motor der mit 2 verschiedenen Brennstoffen/Kraftstoffen betrieben wird (Bi = 2)

6 Seite 6 Zusätzliche Tankanzeige Bedieneinrichtung zum Umschalten Flüssiggas auf Benzin Sicherheitseinrichtungen Elektromagnetisches Behälterabsperrventil am Druckgasbehälter: Durch Einschalten der Zündung, öffnet das Ventil und das Flüssiggas strömt zum Motor. Wird die Zündung wieder ausgeschalten oder das Airbag-Steuergerät erkennt einen Unfall, schließt das Ventil automatisch Manuelles Absperrventil (Kugelhahn) am Druckgasbehälter: Das Absperrventil sitzt gleich am Druckgasbehälter. Es kann zum manuellen deaktivieren verwendet werden. Überdrucksicherung am Druckgasbehälter: Steigt der Druck im Druckgasbehälter an (z. B. Fahrzeugbrand) öffnet das Ventil selbständig. Wird der Druckgasbehälter gekühlt, schließt das Ventil wieder. Es kann dadurch immer Rest Gas im Druckgasbehälter anstehen Einsatzgrundsätze Motor abstellen Zündung ausschalten (elektromagnetisches Ventil schließt) 3-fachen Brandschutz frühzeitig sicherstellen Auf Gasgeruch achten. Vorsicht, es gibt verschiedene Odorierungsmittel Bei der Erkundung auf Erkennungsmerkmale achten Gaskonzentration feststellen, Ansammlung in Hohlräumen beachten (Flüssiggas ist schwere als Luft), evtl. Messungen durchführen Wenn Gas austritt, Gefahrenbereich räumen und absperren Zündquellen fernhalten (Funkgerät, Handy usw.) Die Punkte der Einsatztaktik soll der Ausbilder wieder mit den Teilnehmern erarbeiten Bei Arbeit mit der Tafel sollten die vorherigen Punkte von Erdgas stehen bleiben um anschließend einen Vergleich zu haben Die Teilnehmer werden feststellen, dass sich die Einsatzgrundsätze alle gleichen. Der einzige Unterschied besteht darin, dass Erdgas leichter ist als Luft

7 Seite 7 Aus geschlossenen Räumen, dass Fahrzeug schieben Fahrzeuginnenraum belüften (Fenster, Motorhaube, Kofferraum) Achtung: Beim Öffnen der Tür schalten sich evtl. Verbraucher wie Innenraumbeleuchtung ein Auf das Abklemmen der Batterie sollte bei vorhandener Gaskonzentration verzichtet werden Brennende Gasflammen nicht löschen, um ein unkontrolliertes Ansammeln von Flüssiggas zu verhindern 4. Wasserstoff Thema 13 Folien 9-11 Der Entdecker von Wasserstoff ist der englische Chemiker und Physiker Henry Cavendish im Jahre Wasserstoff hat folgende physikalischen Eigenschaften Ungiftig, nicht reizend Geruchlos Unsichtbar, Flamme fast unsichtbar Entweicht durch kleinste Öffnungen Chemische Eigenschaften Siedetemperatur 253 C Wasserstoff ist 15mal leichter als Luft Zündgrenzen 4 Vol% bis 79 Vol% Selbstzündung bei 585 C Verbrennungstemperatur in der Luft 2318 C Anhand Folie erklären Sicherheitseinrichtungen Wasserstoffsensoren Elektromagnetische Ventile zur Tankabsperrung Absperrventile mit integrierter Thermosicherung Überdrucksicherung Rückschlagventil Füllstoppventil evtl. Crashsensor und Standortkennung

8 Seite 8 Verhaltensregeln nach Unfall Status Gaswarnung (Türpin blinkt rot) Wasserstoff ist nicht odoriert Beim Alarm ist die Luft im Fahrzeug zündfähig Öffnen von Türen, Fenster usw. evtl. Überdrucklüfter vorbereiten Wasserstoffkonzentration über das Gaswarngerät ablesen (Armaturenbrett) Nebel = Austritt große Menge an Wasserstoff Knatter-Geräusche = Sicherheitsventil spricht an Bei Ansprechen des Sicherheitsventils, Eisbildung am Dach Flamme ist bei Tageslicht kaum sichtbar 5. Hybrid-/Elektrofahrzeuge Thema 13 Folie 12 Das erste Elektroauto gab es schon zur Jahrhundertwende. Das Elektrofahrzeug Lohner- Porsche wurde im Jahre 1900 bei der Weltausstellung in Paris vorgestellt. Herr Ferdinand Porsche hat es speziell für diese Ausstellung konstruiert. Es hatte in den Vorderrädern je einen Elektromotor mit 2,5 PS. Der Akku reichte für eine Fahrstrecke von ca. 50 km. Durch die kurzen Reichweiten brauchte man eine alternative, falls die Energiequelle aufgebraucht ist. Dadurch entstand das Hybridfahrzeug. Elektrofahrzeuge sind die Zukunft. Keine Abgase, nur wie wird der Strom produziert? In der Technik versteht man unter Hybrid ein System, bei dem zwei Technologien miteinander kombiniert werden. Es wird meist ein Verbrennungsmotor und ein Elektromotor sowie ein Energiespeicher (Batterie) verbaut. Die größte Herausforderung bei diesen Fahrzeugtypen ist die Batterie. Derzeit werden Ni-MH Gel-Batterien (Ni = Nickel, Mh = Metallhydrid) in diesen Fahrzeugen verbaut. Hybrid bedeutet: Es werden hier zwei Antriebstechnologien betrieben (Beispiel: Elektromotor + Verbrennungsmotor) Thema 13 Folie 13

9 Seite 9 Sie werden in den Kofferraum oder die Rücksitzbank integriert. Bei den Hybridfahrzeugen werden die Akkus rein über den Elektromotor geladen. Daher müssen die Akkus nicht durch fremde Energiequellen geladen werden. Erkennungsmerkmale Kennzeichnung, Hybrid oder IMA In der Hutablage Lüftungsschlitze Instrumententanzeige z. B. Hybrid Äußerlich unterscheiden sich die herkömmlichen Hybrid- und Elektrofahrzeuge zu den Serienfahrzeugen kaum Thema 13 Folien Sicherheiten Bei der Herstellung der Hochspannungs-Batteriezellen wird eine sehr geringe Menge stark alkalischer Flüssigelektrolyt eingesetzt In der fertigen Zelle ist der Elektrolyt nicht mehr flüssig und in einem Metallbehälter gekapselt Es kann weder tropfen noch auslaufen und ist weder brennbar noch explosiv Bei einem Fahrzeugbrand setzt die Batterie keine gefährlichen Dämpfe frei und braucht bei der Brandbekämpfung nicht gesondert berücksichtigt zu werden Es können bei diesen Fahrzeugen elektrische Spannungen bis zu Volt vorhanden sein. (Hochvolt) Das normale Bordnetz hat weiterhin 12 Volt Sicherheitseinrichtungen/Einsatzgrundsätze Hochvolt Kabel sind in der Regel orangefarbig Hochvoltkabel werden nicht im Schwellerbereich verbaut Das Hochvoltsystem ist ein geschlossenes System und nicht mit der Karosserie verbunden Das Hochvoltsystem wird mit der Zündung aktiviert/deaktiviert Ähnlich wie bei der Feuerwehr der Generator Schutztrennung mit Potentialausgleich.

10 Seite 10 Bei einem Unfall deaktiviert das Airbagsteuergerät das Hochvoltsystem (nur noch Akku unter Spannung) Isolationsüberwachung Kurzschlusserkennung und Abschaltung Beschädigte Hochvolt-Leitungen niemals berühren Falls Service-Trennschalter (im Kofferraum, Motorraum) vorhanden sind, wenn möglich trennen Temperaturüberwachung des Akkus 6. Zusammenfassung Alternative Antriebe sind in Deutschland auf dem Vormarsch. Umso wichtiger ist es, dass sich die Feuerwehr mit diesem Thema auseinandersetzen. Als Einstieg in das Thema ist der Unterricht für Teilnehmer des Basismodul ausreichend. Das Thema wird uns aber in der weiteren Ausbildung erneut beschäftigen.