Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPMBrennstoffzellen-Systeme ermöglichen eine flexible Stromversorgung
Brennstoffzellen-Systeme (BZS) sind eines der Schlüsselelemente der aufstrebenden Wasserstoffwirtschaft. Mit ihrer Hilfe lässt sich überschüssige Energie, die zuvor in Form von Wasserstoff gespeichert wurde, in Zeiten hohen Bedarfs wieder in Strom umwandeln (rückverstromen). Damit machen es BZS möglich, flexibel auf schwankende Stromnachfragen zu reagieren. Voraussetzung dafür sind jedoch ausreichende Kapazitäten stationärer Energieerzeugungsanlagen auf Basis von Brennstoffzellen.
In handelsüblichen stationären Brennstoffzellen-Systemen erfolgt die Betriebsführung anhand modellbasierter Regelschleifen. Für eine vollwertige Regelung – d.h. inklusive einer kontinuierlichen Erfolgskontrolle – fehlen im Betrieb relevante Systemparameter. Der Grund: Kostengünstige, langzeitstabile und ausreichend genaue Sensor-Systeme, die in der Lage wären, diese Daten zu liefern, sind kommerziell nicht erhältlich. Dies führt dazu, dass die Systeme ihr volles Potenzial an Effizienz und Haltbarkeit nicht ausschöpfen können.
Ziel: Optimierte Betriebsführung auf Basis von Echtzeitdaten
Im Rahmen des Projekts »EISBaEr« wird ein Sensor-System entwickelt, das die genannten Herausforderungen adressiert. Erforscht werden innovative Sensorik-Ansätze – für die Messung der Wasserstoffkonzentration, der Feuchte und weiterer relevanter Parameter – sowie die notwendigen robusten Sensorgehäuse. Das neuartige Sensorsystems wird anschließend aufgebaut und im Brennstoffzellen-System getestet.
Die neue, auf Echtzeitdaten basierende Regelung zielt darauf, die Betriebsführung in stationären Brennstoffzellen-Systemen im Hinblick auf Leistung, Effizienz, Zuverlässigkeit und Lebensdauer zu optimieren. Damit sollen zudem dynamischere Lastwechsel ermöglicht und die Betriebssicherheit erhöht werden.
