2016-08-01  –  2020-04-30

267.874,00 EUR

Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg - Technische Fakultät - Department Chemie- und Bioingenieurwesen - Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik, Nürnberg, Bayern

03KB112A

Energetische Biomassenutzung [EB1920]

01171214/1  –  FlexSOFC

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI5)

Energie

Kernproblem bei der Nutzung von minderwertigen Brennstoffen in Festbettvergasern ist die sich ergebende stark schwankende Qualität des Holzgases und eine fluktuierende Teerbeladung. Eine Verstromung des Holzgases in Gasmotoren ist bei schlechten und wechselnden Brennstoffqualitäten nicht mehr möglich. Allerdings lässt sich eine Umsetzung dieser Gase ohne Zwischenabkühlung in Hochtemperaturbrennstoffzellen (SOFCs) realisieren, wenn eine geeignete Regelung der SOFC-Module den Betrieb mit Gasen schwankender Qualität ermöglicht. Aus diesem Grund soll im Rahmen des beantragten Projektes die Leistungselektronik der Fa. NOVUM Engineering GmbH dazu verwendet werden, die Auswirkungen schwankender Gasqualitäten online zu detektieren und damit auch bei variablen Gasqualitäten den SOFC-Stack effizient und degradationssicher an thermischen Vergasungsanlagen zu betreiben. Abschätzungen lassen erwarten, dass durch die innovative Ansteuerung der Leistungselektronik besonders bei sehr niedrigen Heizwerten ein sicherer Brennstoffzellenbetrieb bei bis zu 40% höherer Brennstoffzellenleistung möglich wird. Ein existierendes 1 kWel Brennstofftzellenheizgerät soll nach einer Methodenentwicklung im Labor der FAU an einer realen Holzvergasungsanlage der Fa. Spanner - flexibel betrieben mit Brennstoffen unterschiedlicher Qualität - demonstriert werden. Um die technische Machbarkeit dieses Konzeptes nachzuweisen, soll insbesondere untersucht werden 1. die Konzeption und Entwicklung eines Wechselrichters der softwareseitig während des Brennstoffzellenbetriebes eine Impedanzspektroskopie zur Systemdiagnose anwenden kann. 2. die Entwicklung Methoden zur Bestimmung von systemschädlichen Veränderungen der Brennstoffausnutzung am SOFC Stack auf Basis der Ergebnisse der Online-Impedanzspektroskopie und Implementierung einer SOFC-Modulregelkonzepts. 3. die Durchführung von Betriebstest des neu entwickelten Diagnoseverfahrens mit realem Holzgas an einer Vergasungsanlage der Firma Spanner.