Buch, Deutsch, Band 591, 140 Seiten
Buch, Deutsch, Band 591, 140 Seiten
Reihe: Fortschritt-Berichte VDI. Reihe 6: Energietechnik
ISBN: 978-3-18-359106-0
Verlag: VDI
Die vorliegende Arbeit wendet sich an Ingenieure und Wissenschaftler im Bereich der Brennstoffzellen für die Anwendung in der Hausenergieversorgung. Sie befasst sich mit der Auslegung, Simulation, der Charakterisierung und des Feldtests von Brennstoffzellen-Heizgeräten, Brennstoffzellen-Stacks sowie Gaserzeugungssystemen. Das Gaserzeugungssystem wandelt als eine Hauptkomponente des Brennstoffzellenheizgerätes Erdgas in ein wasserstoffreiches Reformergas um. Dieses wird im Brennstoffzellen-Stack elektrochemisch umgesetzt; dabei wird Strom und Wärme erzeugt.
Die Feldtestergebnisse eines Brennstoffzellenheizgerätes werden dargestellt und die hydraulische und elektrische Einbindung beschrieben.
Auf Basis dieser Ergebnisse werden die für die Weiterentwicklung der Geräte notwendigen konzeptionellen und komponentenspezifischen Änderungen beschrieben. Dazu wird das Gerät in Subsysteme aufgespalten. Mit Hilfe von verfahrenstechnischen Berechnungen, Charakterisierungen der weiterentwickelten Systemkomponenten im Labor sowie Gesamtsystemsimulationsrechnungen wird das System iterativ unter Berücksichtigung der Sicherheitsanforderungen weiterentwickelt. Zur Absicherung der Langzeitstabilität des Systems werden Dauertests der Kernkomponenten Stack und Gaserzeugungssystem und zahlreicher Systemkomponenten durchgeführt.
Auf Basis dieser Ergebnisse erfolgt eine Gesamtsystemsimulation mit vier Systemvarianten.
Diese wird mit einem Systemsimulations-Programm auf Basis des kommerziell verfügbaren Prozessanalyseprogramms IPSEpro der Firma SimTech Simulation Technology durchgeführt, dessen Modellbibliothek um speziell für die Analyse von Brennstoffzellsystemen erforderliche Komponenten erweitert und validiert ist. Neben dem Vergleich der Systemvarianten werden Sensitivitätsberechnungen durchgeführt.
Als Ergebnis werden die verschiedenen Systemvarianten anhand von Systemwirkungsgraden und -nutzungsgraden, Systemkosten und Anlagenkomplexität bewertet.
Pawlik
Abschlussbericht
Erdgasbetriebene PEMFC-Hausenergieversorgungsanlage III
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Die Feldtestergebnisse eines Brennstoffzellenheizgerätes werden dargestellt und die hydraulische und elektrische Einbindung beschrieben.
Auf Basis dieser Ergebnisse werden die für die Weiterentwicklung der Geräte notwendigen konzeptionellen und komponentenspezifischen Änderungen beschrieben. Dazu wird das Gerät in Subsysteme aufgespalten. Mit Hilfe von verfahrenstechnischen Berechnungen, Charakterisierungen der weiterentwickelten Systemkomponenten im Labor sowie Gesamtsystemsimulationsrechnungen wird das System iterativ unter Berücksichtigung der Sicherheitsanforderungen weiterentwickelt. Zur Absicherung der Langzeitstabilität des Systems werden Dauertests der Kernkomponenten Stack und Gaserzeugungssystem und zahlreicher Systemkomponenten durchgeführt.
Auf Basis dieser Ergebnisse erfolgt eine Gesamtsystemsimulation mit vier Systemvarianten.
Diese wird mit einem Systemsimulations-Programm auf Basis des kommerziell verfügbaren Prozessanalyseprogramms IPSEpro der Firma SimTech Simulation Technology durchgeführt, dessen Modellbibliothek um speziell für die Analyse von Brennstoffzellsystemen erforderliche Komponenten erweitert und validiert ist. Neben dem Vergleich der Systemvarianten werden Sensitivitätsberechnungen durchgeführt.
Als Ergebnis werden die verschiedenen Systemvarianten anhand von Systemwirkungsgraden und -nutzungsgraden, Systemkosten und Anlagenkomplexität bewertet.
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