Die Qualität eines Systems resultiert nicht einfach nur aus der Summe seiner Bausteine. Es lässt sich optimieren, indem einzelne Komponenten aufeinander abgestimmt werden. Wirklich effizient arbeitet ein Gesamtsystem jedoch erst, wenn es speziell auf die Anforderungen des Nutzers ausgerichtet ist. In der Brennstoffzellen-Technologie verfügt das EWE-Forschungszentrum NEXT ENERGY über ein solches vielschichtiges Know-how von der Materialforschung bis hin zur Systembewertung. Wie die Oldenburger Wissenschaftler diese Kompetenzen als Projekt- und Entwicklungspartner für unterschiedlichste Forschungsansätze in der Brennstoffzellen-Technologie einsetzen, erläutern sie vom 25. bis 29. April 2016 auf der Hannover Messe in Halle 27 an Stand D 57.
Beschleunigte Alterungstests
Zu den wesentlichen Leistungsmerkmalen einer Technologie zählt die Lebensdauer eines Produkts. Obwohl für den kommerziellen Erfolg von großer Bedeutung, werden Parameter wie dieser häufig erst in der Begleitforschung während der Markteinführungsphase ermittelt. „Ein aktuelles Beispiel sind Brennstoffzellen-Heizgeräte im Kraft-Wärme-Kopplungs-Bereich. Erwartet wird, dass sie mindestens 15 Jahre oder 80.000 Betriebsstunden halten“, sagt Dr. Alexander Dyck, Bereichsleiter Brennstoffzellen bei NEXT ENERGY. „Um solche Zeiträume nachweisen zu können, haben wir beschleunigte Alterungstests entwickelt, bei denen die Lebensdauer von Brennstoffzellen über die Untersuchung der Degradation abgeschätzt werden kann.“
Hochaufgelöste Lastprofile
Für die Markteinführung ist es ebenfalls erforderlich, dass die vom Hersteller zugesagte Effizienz einer Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlage im Laborversuch belegt wird. Bei NEXT ENERGY sind dafür Laborumgebungen für Installationen verschiedener Technologien im Einsatz. Mit ihnen lassen sich völlig unabhängig von milden Wintern oder dem individuellen Verhalten des Verbrauchers vergleichbare Ergebnisse von Systemen ermitteln. Zudem ermittelt NEXT ENERGY Daten aktueller Verbrauchsszenarien von modernen Gebäuden und Ihren Bewohnern, um Architekten und Wissenschaftlern neue hochaufgelöste Planungswerte an die Hand zu geben. Diese Szenarien für Wohnfläche, Familienstatus und Klimazone werden auch als Datenmaterial für andere Energiespeichersysteme genutzt, wie sie NEXT ENERGY auf der Hannover Messe zum Beispiel mit dem „ResiFlow“-Heimenergiespeicher in Halle 2 an Stand A 08 präsentiert.
Schwachstellen früh erkennen
Welchen Einfluss einzelne Komponenten auf ein Brennstoffzellen-System haben, erprobt NEXT ENERGY bereits in der Entwicklungsphase in unterschiedlichsten Konfigurationen. Hierbei lassen sich Schwachstellen frühzeitig erkennen. „Bedeutsam ist das insbesondere für unsere neuen Technologie-Ansätze mit der HT-PEMFC, die wir derzeit im europäisch geförderten Projekt ‚CISTEM‘ erforschen“, erläutert Projektkoordinator Peter Wagner. „Hier standen wir vor der Aufgabe, wesentliche Bestandteile des Systems an die erhöhten Temperaturbedingungen anzupassen und ihre höheren Qualitätsanforderungen zu definieren.“
Für die Evaluierung sollen die einzelnen Komponenten zwar im System als Bausteine nahtlos ineinandergreifen, müssen jedoch über den gesamten Assemblierungs- und Lebenszyklus des Produktes rückverfolgbar bleiben. Die dafür erforderlichen Definitionen begleitet NEXT ENERGY mit Industriepartnern in mehreren Forschungsprojekten. So werden zum Beispiel messtechnische Herausforderungen wie die Wiederholbarkeit von Ergebnissen erforscht. Zunehmend wird auch die Wartung der Systeme ein bedeutendes Thema, das mit der Marktdurchdringung einhergeht. So wird derzeit im von der Europäischen Union geförderten Projekt „D2Service“ Schulungsmaterial für die Wartung visualisiert. Zudem wird untersucht, wie sich durch die Vereinfachung der Systeme Kosten reduzieren lassen.
Vortrag
Vorgestellt wird das Projekt „D2Service“ auf der Hannover Messe am Dienstag, 26. April 2016, ab 12:00 Uhr von Projektleiter Tobias Thomsen (NEXT ENERGY) auf dem „Technical Forum“ in Halle 27 im Ausstellungsbereich „Wasserstoff und Brennstoffzellen“.
Beschleunigte Alterungstests
Zu den wesentlichen Leistungsmerkmalen einer Technologie zählt die Lebensdauer eines Produkts. Obwohl für den kommerziellen Erfolg von großer Bedeutung, werden Parameter wie dieser häufig erst in der Begleitforschung während der Markteinführungsphase ermittelt. „Ein aktuelles Beispiel sind Brennstoffzellen-Heizgeräte im Kraft-Wärme-Kopplungs-Bereich. Erwartet wird, dass sie mindestens 15 Jahre oder 80.000 Betriebsstunden halten“, sagt Dr. Alexander Dyck, Bereichsleiter Brennstoffzellen bei NEXT ENERGY. „Um solche Zeiträume nachweisen zu können, haben wir beschleunigte Alterungstests entwickelt, bei denen die Lebensdauer von Brennstoffzellen über die Untersuchung der Degradation abgeschätzt werden kann.“
Hochaufgelöste Lastprofile
Für die Markteinführung ist es ebenfalls erforderlich, dass die vom Hersteller zugesagte Effizienz einer Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlage im Laborversuch belegt wird. Bei NEXT ENERGY sind dafür Laborumgebungen für Installationen verschiedener Technologien im Einsatz. Mit ihnen lassen sich völlig unabhängig von milden Wintern oder dem individuellen Verhalten des Verbrauchers vergleichbare Ergebnisse von Systemen ermitteln. Zudem ermittelt NEXT ENERGY Daten aktueller Verbrauchsszenarien von modernen Gebäuden und Ihren Bewohnern, um Architekten und Wissenschaftlern neue hochaufgelöste Planungswerte an die Hand zu geben. Diese Szenarien für Wohnfläche, Familienstatus und Klimazone werden auch als Datenmaterial für andere Energiespeichersysteme genutzt, wie sie NEXT ENERGY auf der Hannover Messe zum Beispiel mit dem „ResiFlow“-Heimenergiespeicher in Halle 2 an Stand A 08 präsentiert.
Schwachstellen früh erkennen
Welchen Einfluss einzelne Komponenten auf ein Brennstoffzellen-System haben, erprobt NEXT ENERGY bereits in der Entwicklungsphase in unterschiedlichsten Konfigurationen. Hierbei lassen sich Schwachstellen frühzeitig erkennen. „Bedeutsam ist das insbesondere für unsere neuen Technologie-Ansätze mit der HT-PEMFC, die wir derzeit im europäisch geförderten Projekt ‚CISTEM‘ erforschen“, erläutert Projektkoordinator Peter Wagner. „Hier standen wir vor der Aufgabe, wesentliche Bestandteile des Systems an die erhöhten Temperaturbedingungen anzupassen und ihre höheren Qualitätsanforderungen zu definieren.“
Für die Evaluierung sollen die einzelnen Komponenten zwar im System als Bausteine nahtlos ineinandergreifen, müssen jedoch über den gesamten Assemblierungs- und Lebenszyklus des Produktes rückverfolgbar bleiben. Die dafür erforderlichen Definitionen begleitet NEXT ENERGY mit Industriepartnern in mehreren Forschungsprojekten. So werden zum Beispiel messtechnische Herausforderungen wie die Wiederholbarkeit von Ergebnissen erforscht. Zunehmend wird auch die Wartung der Systeme ein bedeutendes Thema, das mit der Marktdurchdringung einhergeht. So wird derzeit im von der Europäischen Union geförderten Projekt „D2Service“ Schulungsmaterial für die Wartung visualisiert. Zudem wird untersucht, wie sich durch die Vereinfachung der Systeme Kosten reduzieren lassen.
Vortrag
Vorgestellt wird das Projekt „D2Service“ auf der Hannover Messe am Dienstag, 26. April 2016, ab 12:00 Uhr von Projektleiter Tobias Thomsen (NEXT ENERGY) auf dem „Technical Forum“ in Halle 27 im Ausstellungsbereich „Wasserstoff und Brennstoffzellen“.
