Description: Das Projekt "Errichtung, Betrieb und Optimierung der Wärmenutzung einer MCFC" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stadtwerke Bielefeld GmbH durchgeführt. Im Rahmen des Förderprojektes wurde ein geeignetes Wärmetauschersystem entwickelt, welches die von einer Schmelzkarbonat-Brennstoffzelle (MCFC) erzeugte Abwärmezweistufig ausnutzt. Zunächst wird hochwertiger Prozessdampf erzeugt und danach die Restwärme dem Fernwärmenetz zugeführt. Dabei wurde erprobt, welche Einflüsse die Abwärmenutzung auf den Betrieb der Brennstoffzelle hat, bzw. wie eine entsprechende Steuerungs- und Regelungseinheit aufzubauen ist. Ein Untersuchungsschwerpunkt war hierbei der Einfluss des Strömungswiderstandes des Abluftwärmetauschers auf die Frischluftversorgung der Brennstoffzelle. Des weiteren wurde untersucht, wie die verbleibende Restwärme der Abluft zum Teil wieder in den Frischluftkreislauf eingebracht werden kann und so auch zur Effizienzsteigerung des Brennstoffzellensystems beitragen kann. In der Versuchsanlage in Bielefeld wird in einer zweistufigen Wärmeauskopplung die entstehende Wärme optimal genutzt und der Gesamtwirkungsgrad der Brennstoffzellenanlagen wird erhöht. Seit November 1999 ist die Anlage in Betrieb und erzeugt Strom und Wärme in Kraft-Wärme-Kopplung. Im Dauerbetrieb erzeugt sie 150 kW elektrischer Leistung bei einem Wirkungsgrad von 47 Prozent. Die MCFC-Brennstoffzelle arbeitet bei einer Betriebstemperatur von 650 Grad Celsius. Die bei der 'kalten' Verbrennung entstehenden Abgase verlassen die Brennstoffzelle mit einer Temperatur von etwa 300 Grad Celsius. In der ersten Stufe der Abwärmenutzung wird das heiße Abgas in einen Dampferzeuger geleitet, der einen Sattdampf von 3 bar erzeugt. Dabei wird das Abgas auf 155 Grad Celsius abgekühlt. Eine technische Schwierigkeit bestand darin, eine störungsfreie- und rückwirkungsfreie Verbindung des Dampferzeugers mit dem wesentlich leistungsstärkeren Dampfnetz der Universität herzustellen. In einer zweiten Stufe wurde dann die nach der Prozessdampferzeugung noch verbleibende Restwärme der Abluft zur Erwärmung von Brauchwasser genutzt. Insgesamt arbeitet die Brennstoffzelle in dem über zwei Jahre dauernden Feldversuch im Rahmen der noch nicht beendeten Entwicklungsphase sehr erfolgreich und mit einer zufriedenstellenden Zuverlässigkeit. Die Auskopplung der Wärme aus dem Abluftstrom mit hohem Temperaturniveau stellte in keiner Phase des Betriebes Probleme dar. Weitere Entwicklungen und laufende Feldversuche werden der MCFC Hochtemperatur-Brennstoffzelle in der dezentralen Erzeugung bei Nahwärmeversorgungsnetzen zu einer interessanten Erzeugungsalternative verhelfen.
Types:
SupportProgram
Origin: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Bielefeld ? Karbonatschmelze-Brennstoffzelle ? Fernwärmeversorgung ? Carbonat ? Elektrische Leistung ? Abgasverbrennung ? Abwärmenutzung ? Brennstoffzelle ? Fernwärme ? Kraft-Wärme-Kopplung ? Wärmeversorgung ? Abluft ? Warmwasserbereitung ? Wärmenutzung ? Abgas ? Abgasemission ? Dampfkessel ? Energiesystem ? Kommunale Versorgungswirtschaft ? Wirkungsgrad ? Freilandversuch ? Versuchsanlage ? Effizienzsteigerung ? Hochschule ? Zuverlässigkeit ?
Region: Nordrhein-Westfalen
Bounding box: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 1999-02-12 - 2001-12-31
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