CELL4LIFE - Reversible SOCs als Bindeglied zwischen Strom+Wärme- & Gasnetz zur Autarkie- und Resilienzsteigerung von Quartieren

Projekt: Foschungsprojekt

Projektdetails

Beschreibung

Der Einsatz von reversibel betriebenen Hochtemperatur-Brennstoffzellen-KWK-Modulen (rSOC-KWK) ermöglicht im Brennstoffzellenmodus die (i) hocheffiziente Produktion von Strom und Wärme direkt am Ort des Verbrauchs und (ii) bietet zusätzlich die Möglichkeit Energie in Form von grünem Wasserstoff lokal herzustellen und zu speichern, falls das System im Elektrolysemodus betrieben wird. Der Betrieb des rSOC-KWK-Moduls im Brennstoffzellenmodus ermöglicht die direkte Umsetzung der chemischen Energie eines gasförmigen Brennstoffs (z.B. Erdgas) und eines Oxidationsmittels in elektrische Energie. Als Nebenprodukte entstehen hierbei Wärme, Wasser und nur sehr geringe Emissionen. Die entstehende Wärme kann zur Warmwasseraufbereitung oder für die Raumwärme genutzt werden, wobei überschüssig produzierte Wärme in das Fernwärmenetz eingespeist wird. Im Elektrolysemodus wird Wasserdampf mit Hilfe, des aus erneuerbaren Energiequellen erzeugten, elektrischen Stroms in grünen Wasserstoff umgewandelt und zur späteren Verwendung gespeichert. Dieser Betrieb wird vor allem durch, die aus der fluktuierenden Erzeugung von Wind- und Photovoltaikanlagen entstehenden, Nieder-tarifzeiten begünstigt. Der gespeicherte grüne Wasserstoff kann dann im Brennstoffzellenmodus als gänzlich emissionsfreie Alternative zu Erdgas eingesetzt werden. Dabei soll im Projekt auch die Zumischung von Wasserstoff zu Erdgas (Einspeisung in das Erdgasnetz) bzw. die partielle Substitution von fossilen Brennstoffen mit Wasserstoff und deren Einfluss auf das Verhalten der gesamten Infrastruktur untersucht werden. Durch die einfache Skalierbarkeit der rSOC-KWK-Technologie könnte nicht nur die nachhaltige Versorgung von Einfamilien- und Mehrparteienhäusern, sondern auch von größeren Bürokomplexen bis hin zu ganzen Stadtvierteln realisiert werden. Im vorliegenden Projekt soll diese Technologie vor allem in Kontext der Autarkie- und Resilienzsteigerung von Plus-Energie-Quartieren untersucht werden. Um die Kommerzialisierung von Festoxidbrennstoffzellen zu beschleunigen müssen sowohl die Zuverlässigkeit als auch die Haltbarkeit dieser erhöht werden. Eine zeit-effiziente und genaue Vorhersage der Systemleistung als Funktion der Betriebsumgebung könnte die Zeit reduzieren, die erforderlich ist, um das Betriebsoptimum innerhalb eines weiten Bereichs von Parametern zu finden. Um die Leistung der rSOC-KWK-Technologie vorherzusagen wird zu diesem Zweck in CELL4LIFE ein Prognose-verfahren basierend auf einem neuronalen Netzwerk entwickelt.
StatusNicht begonnen
Tatsächlicher Beginn/ -es Ende1/09/2131/08/24