Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung und Optimierung eines PEM-Brennstoffzellenstacks und degradationsreduzierender Betriebsstrategien und deren Integration in ein BHKW" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von inhouse engineering GmbH durchgeführt. Ziel im Vorhaben Sorglos-BHKW ist die Entwicklung der neuen Anlagengeneration inhouse5000+GEN2 und die Schaffung der technologischen Grundlagen zum Betrieb eines Brennstoffzellen-BHKW sowohl mit H2/Methan-Mischgasen als auch die Weiterentwicklung von Kernkomponenten wie dem PEM-Brennstoffzellenstack für den Betrieb mit reinem Wasserstoff und wasserstoffreichem Gas. Daher liegt der Schwerpunkt der Arbeiten von inhouse auf: - Entwicklung eines 100 % H2- und Reformat-tauglichen PEM-Brennstoffzellenstacks (PEM-BZ-Stack) mit 5 kW elektrischer Leistung - Analyse und Optimierung systemrelevanter Parameter und Betriebsprozeduren - Entwicklung eines optimierten Systemdesigns und Systemvalidierung in Langzeiterprobung und in Gebäudeversorgungskonzepten - Wirtschaftlichkeitsanalyse Im Projekt werden daher von inhouse betriebs- und standortrelevante sowie fertigungsprozessbasierte Fragestellungen erforscht und Lösungsansätze zur Maximierung von Lebensdauer und Effizienz des BHKW und des PEM-Brennstoffzellenstack entwickelt und validiert. Die neue Anlagengeneration erfordert auch die Entwicklung einer neuen Reformergeneration für Multi-Fuel-Betriebskonzepte mit H2/Erdgasgemischen bis 30 % H2 und eines integrierten Energiemanagers für eine vorausschauende Fahrweise und die Visualisierung von Effizienz und CO2 Reduktion für den Betreiber. Diese werden von den Projektpartnern bearbeitet und gemeinsam im Brennstoffzellen-BHKW zusammengeführt. Das Brennstoffzellen-BHKW inhouse5000+GEN2 ist damit 'H2-Ready'.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwurf von Mehrgrößenregelungen für Windenergieanlagen und Windparks" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Energie- und Automatisierungstechnik, Fachgebiet Regelungssysteme durchgeführt. Viele Windparks (WPs) werden in erheblichem Maße im sog. Power-Tracking-Modus betrieben, um Vorgaben von Netzbetreibern zu erfüllen. In diesem Modus speisen Windenergieanlagen (WEAn) nicht die wetterabhängige maximal mögliche Leistung ein, sondern werden mit reduzierter Leistung betrieben. Im Rahmen dieses Teilprojekts sollen bestehende Freiheitsgrade beim Entwurf von WEAn und WP-Regelungen stärker genutzt werden, um einen verbesserten Power-Tracker-Betrieb des WP als Gesamtsystem zu ermöglichen. Um dies zu erreichen, sollen, entgegen der bestehenden Praxis, WEAn als Mehrgrößensysteme modelliert und eine Mehrgrößenregelung entworfen werden. Hierdurch sollen sich die dynamischen Eigenschaften der geregelten WEAn verbessern, was sich wiederum positiv auf den Betrieb des gesamten WPs im Power-Tracker-Modus auswirkt. Darüber hinaus soll eine optimierungsbasierte modellprädiktive WP-Regelung für den Power-Tracker-Betrieb entworfen werden. Ziel der optimierten Betriebsführung ist eine Verbesserung in Bezug auf Leistungsqualität, Betrieb und Wartung sowie Überwachung und Lebensdauer. Durch die zuvor überarbeitete WEA-Regelung können beim Entwurf der WP-Regelung nicht nur Leistung und Gierwinkel, sondern auch andere Größen als Eingänge der geregelten WEAn in Betracht gezogen werden. Dies erlaubt es, Kommunikationsstrukturen sowie WEA und WP-Regelung besser aufeinander abzustimmen um ein möglichst gutes Verhalten des geregelten WPs als Gesamtsystem zu erreichen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung und Herstellung der Prozesstechnologie für die katalytische Pilotanlage, sowie Aufbau und Inbetriebnahme der Anlage in einem CSP Kraftwerk" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Protarget AG durchgeführt. Parabolrinnenkraftwerke sind die am weitesten verbreitete solarthermische Kraftwerkstechnik. Weltweit sind etwa 80 Anlagen mit einer Leistung von über 4 GW im Betrieb. Als Wärmeträger ist ausschließlich die eutektische Mischung von Biphenyl und Diphenylether im Einsatz, deren maximale Betriebstemperatur mit 400 Grad Celsius angegeben wird. Bereits unterhalb dieser Temperatur neigt das Material zur Alterung, bei der unter anderem Wasserstoff entsteht. Dieser kann durch Permeation in den evakuierten Ringspalt der Solarreceiver eindringen. Die Ansammlung in dieser Vakuumisolierung wird durch sogenannte Getter verhindert, die das Gas binden. Ist die Getterkapazität erschöpft, steigt der Wasserstoffdruck in den Receivern an und es kommt zu hohen Wärmeverlusten, wodurch die Stromerzeugung in den Solarkraftwerken sinkt. Damit diese Situation nicht innerhalb der geplanten Anlagenbetriebsdauer eintritt, muss die Wasserstoffkonzentration eng begrenzt werden. Im Projekt HyConSys wurden die Bildung, die Verteilung und der Austrag von Wasserstoff in einem Kraftwerk untersucht und simuliert. Ferner wurde eine innovative Technik zur Analyse des Wasserstoffgehalts vor Ort im Kraftwerk entwickelt. Eine weitere Innovation aus HyConSys ist ein nanostrukturierter Katalysator, der zum Abbau von Wasserstoff eingesetzt werden kann und der im Labor unter simulierten Kraftwerksbedingungen erfolgreich getestet wurde. Hyrec3 zielt nun vor allem auf die Weiterentwicklung und Skalierung des neuen Abbauverfahrens von Wasserstoff auf der Basis des Katalysators und auf einen Test in der realen Kraftwerksumgebung in einem relevanten Maßstab. Hierdurch soll die Minderung der Wasserstoffkonzentration in der Anwendungsumgebung nachgewiesen und der Vollmaßstab vorbereitet werden. Ferner wird das Simulationstool zur Wasserstoffkontrolle weiter ausgebaut und es soll ein neues Messverfahren entwickelt werden, das es erlaubt den Sättigungsgrad der Getter zerstörungsfrei im Feld zu bestimmen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Modellierung, Auslegung und Test einer katalytischen Wasserstoff-Umwandlung sowie zerstörungsfreie Messung der Wasserstoffbeladung von Receivern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CSP Services GmbH durchgeführt. Parabolrinnenkraftwerke sind die am weitesten verbreitete solarthermische Kraftwerkstechnik. Weltweit sind etwa 80 Anlagen mit einer Leistung von über 4 GW im Betrieb. Als Wärmeträger ist ausschließlich die eutektische Mischung von Biphenyl und Diphenylether im Einsatz, deren maximale Betriebstemperatur mit 400 Grad Celsius angegeben wird. Bereits unterhalb dieser Temperatur neigt das Material zur Alterung, bei der unter anderem Wasserstoff entsteht. Dieser kann durch Permeation in den evakuierten Ringspalt der Solarreceiver eindringen. Die Ansammlung in dieser Vakuumisolierung wird durch sogenannte Getter verhindert, die das Gas binden. Ist die Getterkapazität erschöpft, steigt der Wasserstoffdruck in den Receivern an und es kommt zu hohen Wärmeverlusten, wodurch die Stromerzeugung in den Solarkraftwerken sinkt. Damit diese Situation nicht innerhalb der geplanten Anlagenbetriebsdauer eintritt, muss die Wasserstoffkonzentration eng begrenzt werden. Im Projekt HyConSys wurden die Bildung, die Verteilung und der Austrag von Wasserstoff in einem Kraftwerk untersucht und simuliert. Ferner wurde eine innovative Technik zur Analyse des Wasserstoffgehalts vor Ort im Kraftwerk entwickelt. Eine weitere Innovation aus HyConSys ist ein nanostrukturierter Katalysator, der zum Abbau von Wasserstoff eingesetzt werden kann und der im Labor unter simulierten Kraftwerksbedingungen erfolgreich getestet wurde. Hyrec3 zielt nun vor allem auf die Weiterentwicklung und Skalierung des neuen Abbauverfahrens von Wasserstoff auf der Basis des Katalysators und auf einen Test in der realen Kraftwerksumgebung in einem relevanten Maßstab. Hierdurch soll die Minderung der Wasserstoffkonzentration in der Anwendungsumgebung nachgewiesen und der Vollmaßstab vorbereitet werden. Ferner wird das Simulationstool zur Wasserstoffkontrolle weiter ausgebaut und es soll ein neues Messverfahren entwickelt werden, das es erlaubt den Sättigungsgrad der Getter zerstörungsfrei im Feld zu bestimmen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung eines kontinuierlichen Eliminierungsverfahrens für Wasserstoff und Untersuchungen zu physikalisch-chemischen Parametern des Abbaus, der Verteilung und der Akkumulation von Wasserstoff" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für Solarforschung (SF), Standort Köln durchgeführt. Parabolrinnenkraftwerke sind die am weitesten verbreitete solarthermische Kraftwerkstechnik. Weltweit sind etwa 80 Anlagen mit einer Leistung von über 4 GW im Betrieb. Als Wärmeträger ist ausschließlich die eutektische Mischung von Biphenyl und Diphenylether im Einsatz, deren maximale Betriebstemperatur mit 400 Grad Celsius angegeben wird. Bereits unterhalb dieser Temperatur neigt das Material zur Alterung, bei der unter anderem Wasserstoff entsteht. Dieser kann durch Permeation in den evakuierten Ringspalt der Solarreceiver eindringen. Die Ansammlung in dieser Vakuumisolierung wird durch sogenannte Getter verhindert, die das Gas binden. Ist die Getterkapazität erschöpft, steigt der Wasserstoffdruck in den Receivern an und es kommt zu hohen Wärmeverlusten, wodurch die Stromerzeugung in den Solarkraftwerken sinkt. Damit diese Situation nicht innerhalb der geplanten Anlagenbetriebsdauer eintritt, muss die Wasserstoffkonzentration eng begrenzt werden. Im Projekt HyConSys wurden die Bildung, die Verteilung und der Austrag von Wasserstoff in einem Kraftwerk untersucht und simuliert. Ferner wurde eine innovative Technik zur Analyse des Wasserstoffgehalts vor Ort im Kraftwerk entwickelt. Eine weitere Innovation aus HyConSys ist ein nanostrukturierter Katalysator, der zum Abbau von Wasserstoff eingesetzt werden kann und der im Labor unter simulierten Kraftwerksbedingungen erfolgreich getestet wurde. Hyrec3 zielt nun vor allem auf die Weiterentwicklung und Skalierung des neuen Abbauverfahrens von Wasserstoff auf der Basis des Katalysators und auf einen Test in der realen Kraftwerksumgebung in einem relevanten Maßstab. Hierdurch soll die Minderung der Wasserstoffkonzentration in der Anwendungsumgebung nachgewiesen und der Vollmaßstab vorbereitet werden. Ferner wird das Simulationstool zur Wasserstoffkontrolle weiter ausgebaut und es soll ein neues Messverfahren entwickelt werden, das es erlaubt den Sättigungsgrad der Getter zerstörungsfrei im Feld zu bestimmen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Digitaler Zwilling" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung durchgeführt. Um den sicheren Betrieb einer Batterie zu gewährleisten und das gesamte Potential im Hinblick auf Lebensdauer, Leistung und Kapazität zu nutzen, ist eine robuste und genaue Bestimmung der Zustandsparameter unabdingbar. Im Zuge des Projekts soll daher ein intelligentes Batteriemanagementsystem entwickelt werden, welches die Vorhersage der Temperatur, des Ladezustands, des Alterungszustands und der verbleibenden Lebensdauer optimiert sowie die das Thermomanagement der Batterie regelt. Dies soll durch die Kombination eines echtzeitfähigen und KI-basierten Algorithmus im Steuergerät und der externen Verlagerung eines rechenintensiveren, physikalischen Modells erreicht werden, und somit die jeweiligen Stärken bestehender Konzepte vereinen. Basierend auf den Algorithmen und dem physikalischen Modell soll eine Fahrzeugsimulation aufgebaut werden, damit Leistungsanforderungen an die Batterie simulativ überprüft werden können. Durch den Aufbau einer HV-Batterie und eines Fahrzeugdemonstrators soll zudem der Weg in Richtung industrieller Anwendungen unter realitätsnahen Umgebungsbedingungen geebnet werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Integration der Algorithmen auf das BMS-Steuergerät, Erprobung eines Versuchsmusters und Nachweis zur Einsatzfähigkeit der Technologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Huber Automotive AG durchgeführt. Um den sicheren Betrieb einer Batterie zu gewährleisten und das gesamte Potential im Hinblick auf Lebensdauer, Leistung und Kapazität zu nutzen, ist eine robuste und genaue Bestimmung der Zustandsparameter unabdingbar. Im Zuge des Projekts soll daher ein intelligentes Batteriemanagementsystem entwickelt werden, welches die Vorhersage der Temperatur, des Ladezustands, des Alterungszustands und der verbleibenden Lebensdauer optimiert sowie die das Thermomanagement der Batterie regelt. Dies soll durch die Kombination eines echtzeitfähigen und KI-basierten Algorithmus im Steuergerät und der externen Verlagerung eines rechenintensiveren, physikalischen Modells erreicht werden, und somit die jeweiligen Stärken bestehender Konzepte vereinen. Basierend auf den Algorithmen und dem physikalischen Modell soll eine Fahrzeugsimulation aufgebaut werden, damit Leistungsanforderungen an die Batterie simulativ überprüft werden können. Durch den Aufbau einer HV-Batterie und eines Fahrzeugdemonstrators soll zudem der Weg in Richtung industrieller Anwendungen unter realitätsnahen Umgebungsbedingungen geebnet werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung eines datenbasierten, intelligenten Modells zur Zustandsdiagnose" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Photovoltaik, Abteilung Elektrische Energiespeichersysteme durchgeführt. Um den sicheren Betrieb einer Batterie zu gewährleisten und das gesamte Potential im Hinblick auf Lebensdauer, Leistung und Kapazität zu nutzen, ist eine robuste und genaue Bestimmung der Zustandsparameter unabdingbar. Im Zuge des Projekts iBMS soll daher ein intelligentes Batteriemanagementsystem entwickelt werden, welches die Vorhersage der Temperatur, des Ladezustands, des Alterungszustands und der verbleibenden Lebensdauer optimiert, sowie die das Thermomanagement der Batterie regelt. Dies soll durch die Kombination eines echtzeitfähigen und KI-basierten Algorithmus im Steuergerät und der externen Verlagerung eines rechenintensiveren, physikalischen Modells erreicht werden, und somit die jeweiligen Stärken bestehender Konzepte vereinen. Basierend auf den Algorithmen und dem physikalischen Modell soll eine Fahrzeugsimulation aufgebaut werden, damit Leistungsanforderungen an die Batterie simulativ überprüft werden können. Durch den Aufbau einer HV-Batterie und eines Fahrzeugdemonstrators soll zudem der Weg in Richtung industrieller Anwendungen unter realitätsnahen Umgebungsbedingungen geebnet werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Definition von System- und Betriebsgrenzen, Aufbau der Simulationsumgebung des elektrischen Antriebsstrangs und Realisierung eines Batteriedemonstrators" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ElringKlinger AG durchgeführt. Um den sicheren Betrieb einer Batterie zu gewährleisten und das gesamte Potential im Hinblick auf Lebensdauer, Leistung und Kapazität zu nutzen, ist eine robuste und genaue Bestimmung der Zustandsparameter unabdingbar. Im Zuge des Projekts soll daher ein intelligentes Batteriemanagementsystem entwickelt werden, welches die Vorhersage der Temperatur, des Ladezustands, des Alterungszustands und der verbleibenden Lebensdauer optimiert sowie die das Thermomanagement der Batterie regelt. Dies soll durch die Kombination eines echtzeitfähigen und KI-basierten Algorithmus im Steuergerät und der externen Verlagerung eines rechenintensiveren, physikalischen Modells erreicht werden, und somit die jeweiligen Stärken bestehender Konzepte vereinen. Basierend auf den Algorithmen und dem physikalischen Modell soll eine Fahrzeugsimulation aufgebaut werden, damit Leistungsanforderungen an die Batterie simulativ überprüft werden können. Durch den Aufbau einer HV-Batterie und eines Fahrzeugdemonstrators soll zudem der Weg in Richtung industrieller Anwendungen unter realitätsnahen Umgebungsbedingungen geebnet werden.
Das Projekt "LiBEST2 - Lithium-Batterie-Konzepte mit hoher Energiedichte, Leistung und Sicherheit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), IEK-12: Helmholtz-Institut Münster (HI MS) Ionenleiter für Energiespeicher durchgeführt. Im Verbundprojekt LiBEST2 wird die Realisierung sicherer Batterien mit überlegener Leistung (Schnellladefähigkeit) und Energiedichte angestrebt, indem einerseits oft verwendete Graphite durch z.B. nanopartikuläre Silizium/Graphit-Verbundelektroden (nSi@G) oder 'anodenfreie' Ansätze, die für den Betrieb in verschiedenen Batteriechemien angepasst sind, ersetzt werden. Andererseits sollen Batterie-eigenschaften durch sorgfältige Optimierung oder Neuentwicklung jeweiliger Elektrolytzusammensetzungen, Verarbeitungs-, Herstellungs- oder Aufskalierungsbedingungen der Anoden- und Kathodenmaterialien (Nickel-reiche Schichtoxidverbindungen (LOC) oder Li2S) erheblich gesteigert werden.
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| Bund | 22 |
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| offen | 22 |
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