AiF-FV-Nummer 18022 N

Erstellung eines modularen Simulationspakets für die Erfüllung und Vereinfachung von Steuerungs- und Regelungsaufgaben in Reformer-Brennstoffzellensystemen


Status & Laufzeit

Abgeschlossen: 01.01.2014 bis 31.03.2016

Forschungsstellen

Zusammenfassung

Forschungsthema: Erstellung eines modularen Simulationspakets für die Erfüllung und Vereinfachung von Steuerungs- und Regelungsaufgaben in Reformer-Brennstoffzellensystemen. Problemstellung: Die Erhöhung des Anteils von Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) in der Ener-gieerzeugung nimmt heute einen großen Stellenwert ein. Gegenüber motorischen KWK ha-ben Brennstoffzellen hier durch einen hohen elektrischen Wirkungsgrad und niedrige Ge-räuschemmissionen wesentliche Vorteile. Um diese Vorteile in vielen Situationen nutzen zu können, müssen jedoch hohe Verfügbarkeit der Anlage, Regelung und Steuerung von hoch-komplexen Prozessen und die Nutzungsmöglichkeit einer großen Bandbreite von Brennstof-fen mit niedrigen Kosten und flexiblen Aufbaumöglichkeiten verbunden werden. Weiterhin werden ein wartungsfreier Betrieb und eine Steuerungsumsetzung auf Standardautomatisie-rungshardware erwartet. Nach den Erfahrungen aus früheren Projekten können Steuerungen und Regelungen modellbasiert effizient für diese Aufgabenstellungen entwickelt werden. Forschung: In einem einheitlichen Rahmenwerk werden zwei unterschiedliche Modelltypen entwickelt. Für eine effiziente Regelung wird ein empirisches Modell entwickelt, für einen Softsensoransatz kommt dagegen ein rigoroses Modell zum Einsatz. Mit dem kombinierten Einsatz beider Modelltypen in dem Rahmenwerk sollen neue Einsatzmöglichkeiten, z.B. Hardware-in-the-Loop Ansätze für die Steuerungsentwicklung, untersucht werden. Bei der Modellentwicklung wird ein modularer Ansatz verfolgt, so dass eine hohe Flexibilität der Mo-delle gegeben ist. Nutzen für KMU: Durch Einsatz der vereinheitlichten Modelle sind Kosteneinsparungen bei den KMU zu erwarten. Da nach Projektende eine Modellbibliothek vorliegt, die immer wieder verwendet werden kann, werden die Kosten für die Entwicklung neuer Modelle gesenkt. Der Einsatz der Modelle verkürzt die Zeit bis zur Markteinführung und erlaubt die frühzeitige Ab-sicherung der Steuerungsentwicklung.

Förderhinweis

Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Dokumente