ReserveBatt: Systemdienstleistungen für den sicheren Betrieb des Energieversorgungssystems: Momentanreserve mit Hochleistungsbatterien; Teilvorhaben: Frühzeitige Gefährdungserkennung durch optische Zustandsüberwachung von Batteriezellen und Entwicklung eines magnetooptischen Stromsensors
Zeitraum
2017-06-01 – 2021-05-31
Bewilligte Summe
629.095,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET6123B
Leistungsplansystematik
Stromspeicher - Systemintegration [EA2382]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI3)
Förderprogramm
Energie
Das Fraunhofer HHI entwickelt in seinem Vorhaben die nötige Sensorik zur Überwachung der Parameter Temperatur, Dehnung und Stromstärke eines Hochleistungsbatteriesystems zur Erbringung von Momentanreserve. Grundlage der Sensorik sind Faser Bragg-Gitter (FBG), welche am HHI mittels fs-Laserpulsen in Standardglasfasern aus dem Telekommunikationsbereich prozessiert werden können. Die Herausforderung des Vorhabens besteht in der hohen Anzahl an Messstellen, der nötigen Präzision sowie dem geringen Zeitbereich (Millisekunden) in dem die Überwachung erfolgen muss. Zum Messen des elektrischen Stromes ist es Ziel des Vorhabens einen völlig neuartigen Stromsensor zu entwickeln, welcher auf Grundlage von Wellenleitern in magnetooptisch aktiven Materialien, zum Beispiel Cer dotiertem Yttrium-Eisen-Granat, funktioniert. Durch die Eigenschaften des Granats lässt sich ein kompakter Sensor herstellen, der mit hoher Genauigkeit und Frequenz unabhängig von elektromagnetischen Störeinflüssen den Stromfluss optisch bestimmt. Um die Ziele des Vorhabens zu erreichen, ist es zunächst nötig gemeinsam mit den Projektpartnern ein Lastenheft zu formulieren und sich auf verbindliche Anforderungen an das Gesamtsystem zu verständigen. Auf dieser Grundlage wird ein Konzept für das optische Messsystem erstellt und untersucht, wie sich die Anforderungen bestmöglich realisieren lassen. Zudem wird zu Beginn des Vorhabens ein Sicherheitskonzept erstellt und die Sensorik – sobald wie möglich – in die Batteriesysteme integriert. Parallel wird mit Alterungsuntersuchungen an Batteriezellen und –modulen begonnen. Im zweiten Projektjahr wird das Sicherheitskonzept validiert und mit dem Aufbau der optischen Messsysteme begonnen. Zudem soll eine erste Inbetriebnahme im Labor erfolgen und die Alterungsuntersuchungen werden fortgeführt. Im dritten Projektjahr wird das Gesamtsystem in Betrieb genommen und ausführliche Versuche im Labor und im Feld durchgeführt.
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