Verbundvorhaben SUNIES: Nachhaltige und innovative Brennstoffzellen-Anwendungen für Insel-Energie-Systeme - Teilvorhaben: Erstellung stationärer Simulationsmodelle und Durchführung von Simulationen für Hybrid SOFC-, Triple Cycle- und SOEC-Betriebsmodus

Die oxidkeramische Brennstoffzelle (SOFC) ist eine Hochtemperaturbrennstoffzelle, die eine dezentrale elektrische Energieerzeugung in Form von Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) mit hoher Effizienz und gleichzeitig niedrigen Abgas- und Schallemissionen ermöglicht. Aufgrund des hohen Temperaturniveaus ist die industrielle Anwendung von Interesse. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines durchgängigen Konzeptes basierend auf der Technologie der Brennstoffzelle maßgeschneidert für Insel-Energie-Systeme. Mit dem neuen Konzept soll die Effizienz und die Flexibilität vorhandener Systeme erhöht werden. Im Rahmen des Vorhabens sollen folgende Konfigurationen sowohl technisch als auch ökonomisch untersucht werden: a) der Basis Modus bestehend aus einer Hochtemperaturbrennstoffzelle (SOFC) in Kombination mit einer Mikro-Gasturbine (Hybrid SOFC-System), b) der "Triple Cycle Modus" bestehend aus dem Hybrid SOFC-System und einer nachgeschalteten Dampfturbine, c) hochflexible Kreisläufe im Hinblick auf Erzeugung von Strom, Wärme, Kälte und Wasser für den Inselbedarf und d) zukunftsorientierter Betrieb der Brennstoffzelle als Elektrolyser zur Speicherung von regenerativ erzeugter überschüssiger Elektrizität in Form von Wasserstoff. Dazu sollen stationäre und dynamische Simulationen durchgeführt werden. Die Simulationen sollen den örtlichen Randbedingungen und Bedarfen einer griechischen Insel angepasst werden. Solche Randbedingungen sollen am Anfang des Projektes definiert und festgelegt werden. Parallel dazu sollen Tests mit einem Hybrid SOFC-System mit einer elektrischen Leistung von ca. 250 kWel durchgeführt werden. Dabei sollen Fahrweisen mit unterschiedlichen Lasten und Brennstoffqualitäten in Anlehnung an die Inselanforderungen getestet und bewertet werden. Schließlich sollen sinnvolle Fahrweisen mit anderen verfügbaren Technologien verglichen und im Hinblick auf die Machbarkeit des Konzeptes für kommerzielle Nutzung wirtschaftlich bewertet werden.