Förderprojekt DynaCell

 

Dynamischer Betrieb eines Brennstoffzellensystems für einen erweiterten Einsatz in mobilen und stationären Anwendungen.

 

Motivation

Ein wichtiger Baustein auf dem Weg der Dekarbonisierung der Energieversorgung können Brennstoffzellensysteme sein. Diese können sowohl in stationären Anwendungen, zum Beispiel in Wohneinheiten zur kombinierten Wärme- und Stromerzeugung, als auch in mobilen Anwendungen wie Brennstoffzellenfahrzeugen eingesetzt werden. Neben den Kosten verhindert zurzeit eine zu geringe Dynamik der Systeme einen flächendeckenderen Einsatz und damit einen entscheidenderen Beitrag zur Energiewende.

 

Projektziele und Methoden

Im Forschungsprojekt „DynaCell“ soll durch die Verwendung innovativer Regelalgorithmen eine gesteigerte Dynamik im Betrieb des Brennstoffzellensystems ermöglicht werden und gleichzeitig die Lebensdauer der einzelnen Komponenten dauerhaft erhöht werden. Dazu werden die Regelalgorithmen zunächst an einem hochgenauen Prozessmodell, das mit Software von AVL erzeugt wurde, entwickelt, bevor eine Validierung der erforschten Konzepte am realen Brennstoffzellenprüfstand erfolgt.

Das Institut für Regelungstechnik ist dabei verantwortlich für die Entwicklung, Implementierung und Validierung der modellprädiktiven Regelung des Brennstoffzellensystems. Eine große Herausforderung besteht in der Entwicklung der Algorithmen, die auf das vorliegende Problem maßgeschneidert sein müssen um alle realen Herausforderungen wie die Nichtlinearität oder die Stochastik des Prozesses robust adressieren zu können. Zudem muss die Echtzeitfähigkeit der erforschten Algorithmen auf Echtzeithardware zu jederzeit erfüllt sein.

 

Innovationen und Perspektiven

Eine erfolgreiche Bearbeitung des Projektes hat direkte Konsequenzen sowohl für die Brennstoffzellenforschung, also auch die Industrie: Wenn die Systeme mit einer höheren Dynamik betrieben werden können, entstehen neue Einsatzszenarien, die für die Forschung von Interesse sind oder die sogar direkt von Industrieunternehmen angeboten werden können. Dadurch kann perspektivisch eine Etablierung der Brennstoffzelle als wichtiger Bestandteil einer nachhaltigen Energieversorgung erreicht werden.

 

Projektpartner	Assoziierte Partner
ZBT - Zentrum für BrennstoffzellenTechnik GmbH AiF-Forschungsvereinigung DFMRS Deutsche Forschungsvereinigung für Meß-, Regelungs- und Systemtechnik e.V.	Celeroton AG DiLiCo engineering GmbH dSPACE GmbH e.GO REX GmbH FCP Fuell Cell Powertrain GmbH Nedstack Fuel cell technology B.V. Pierburg GmbH Proton Motor Fuel Cell GmbH Robert Bosch GmbH ZAL - Zentrum für angewandte Luftfahrforschung