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Kostenoptimierte Systemtechnik und Netzintegration von Systemen für die Erzeugung von grünem Wasserstoff

Projektbeschreibung

Im Verbundvorhaben HyLeiT wird eine neue Generation von Elektrolyse-Stromrichtern und elektrischer Systemtechnik für die Energieversorgung der Wasserstoff-Elektrolyse erforscht. Dabei sollen die Systemkosten der Elektrotechnik vom Netzanschlusspunkt bis zum DC-Anschluss am Elektrolyseur unter Berücksichtigung damit verbundener Betriebskosten und Auswirkungen auf die H2-Gestehungskosten halbiert werden .  Zudem soll der Einfluss einer verbesserten DC-Stromqualität auf den Elektrolyseur untersucht werden. Das dritte Ziel ist eine verbesserte AC-Stromqualität am Netzanschlusspunkt und die Möglichkeit, umfassende Netzdienlichkeits-Optionen anbieten zu können. Dabei soll die Integration in ein Netz aus 100 Prozent erneuerbarer Energien und die weltweite Einsetzbarkeit berücksichtig werden.

Schaubild Stromrichter Elektrolyseur
(Quelle: Fraunhofer IEE)

Der Schwerpunkt der H-BRS liegt in der Identifizierung der Stromrichtertopologien für Elektrolyseure, der Charakterisierung von magnetischen Bauteilen und Halbleitermodulen sowie der Untersuchung von Elektrolyse-Zellen.

Durch eine intensive Topologie-Recherche und Simulation soll die geeignete Topologie ausgewählt werden. Auf der Basis soll im weiteren Verlauf mit den Projektpartnern ein Demonstrator entwickelt und aufgebaut werden.

Für  die Charakterisierung der magnetischen Bauteile entsteht an der H-BRS ein Kalorimeter, um im Anschluss eine Vermessung der magnetischen Bauteile hinsichtlich der Verluste durchführen zu können.

Zur Untersuchung von innovativen Halbleitermodulen baut die H-BRS eine Schaltzelle für einen Doppelpulstest auf. Im Anschluss sollen damit die Halbleitermodule hinsichtlich des Schaltverhaltens und der Verluste untersucht werden.

Ein weiteres Aufgabenpaket der H-BRS ist die Entwicklung einer Prüfstromquelle zur Bestromung einer Elektrolysezelle. Mit deren Hilfe  sollen verschiedene oberwellenbehaftete Ströme generiert werden. Mit dieser Prüfstromquelle sollen die Alterungseffekte von verschiedenen Last- und Stromprofilen auf die Elektrolysezelle untersucht werden. Diese Erkenntnisse sollen auch in ein Condition-Monitoring-System fließen.

 

Projektleitung an der H-BRS

Prof. Dr. Marco Jung

Forschungsprofessur
Hochschule Bonn-Rhein-Sieg
E-Mail: 
marco.jung [at] h-brs.de
E-Mail: 
marco.jung [at] iee.fraunhofer.de

Kooperierende Professorinnen und Professoren

Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter

Geldgeber

Kooperationspartner