Netzwerke elektrochemischer Wandler in der Energieerzeugung - NEWE

Vor dem Hintergrund einer zunehmenden Verknappung primärer Energieressourcen bedarf es in Zukunft großer ingenieurwissenschaftlicher Anstrengungen. Es gilt leistungsfähige Methoden und Werkzeuge für den zielgerichteten Entwurf effizienter und nachhaltiger Energiewandlungssysteme zu entwickeln. In diesen Systemen werden Brennstoffzellen als elektrochemische Wandlerkomponenten eine zentrale Rolle spielen. Sie erlauben eine ressourcenschonende Wandlung von chemisch gespeicherter Energie in elektrische Energie und erreichen dabei hohe thermodynamische Wirkungsgrade. In Kombination mit der energetischen Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen ist es möglich, ein hocheffizientes und nachhaltiges Elektroenergieerzeugungssystem zu schaffen. Zur Einbindung der Brennstoffzelle in das elektrische Netz, für die Überwachung und Sicherung der Netzqualität sowie für eine nachhaltige Brennstoffversorgung auf Basis nachwachsender Rohstoffe besteht enormes Forschungspotenzial.

Zur Untersuchung und zum Verständnis dieser Zusammenhänge wird seit Beginn des Jahres 2008 an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg eine Nachwuchsforschergruppe mit Exzellenz-Mitteln des Landes Sachsen-Anhalt aufgebaut. Ziel der Arbeiten ist unter anderem die Formulierung von Modellen zur Beschreibung und Steuerung von elektrischen Netzen mit Brennstoffzellen im Verbund mit anderen dezentralen Elektrizitätserzeugern wie beispielsweise Windkraft- oder Photovoltaikanlagen. Zur Umsetzung dieses Vorhabens kooperieren die Fakultäten für Elektrotechnik und Informationstechnik, Verfahrens- und Systemtechnik und Maschinenbau der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg sowie das Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme (MPI) und das Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und Fabrikautomatisierung (IFF) eng miteinander. Forschungsstrategisches Ziel ist dabei die enge Verzahnung der Arbeiten der beteiligten Institutionen im Bereich der erneuerbaren Energien sowie die Bildung eines fakultätsübergreifenden Exzellenzschwerpunkts "Energieprozesstechnik".

Im Rahmen dieses Projektes werden zwei Teilprojekte am Lehrstuhl für Systemverfahrenstechnik bearbeitet.

Electrochemical Converters in Energy Networks (NEWE)

The background of the scarcity in primary energy resources indicates that greater efforts in the Engineering research will be required in the future. It is necessary to develop powerful methods and tools that are to be applied for the specific design of more efficient and sustainable energy conversion systems. In these systems, the fuel cells will play a central role as components of electrochemical conversion. They allow a resource conservative conversion from chemical to electrical energy and, because of this, they reach higher thermodynamic efficiencies. In combination with the energetic usage of renewable materials, it is possible to achieve a highly efficient and sustainable system for the generation of electrical energy. An enormous research potential exists for the integration of the fuel cell in the electrical grid, as well as for the control and assurance of the quality of the grid, and for a sustainable fuel supply based on the usage of renewable materials.

A research group was created in the University Otto-von-Guericke, with the Resources of Excellence of the State of Saxony-Anhalt, starting from the beginning of the year 2008, intended for the investigation and understanding of these related issues. Among its work objectives are the formulation of models for the description and control of electrical grids containing fuel cells in connection with other electricity generators, such as wind energy or photovoltaic plants. The faculties of Electrical Engineering and Information Technology, Process and Systems Engineering and Mechanical Engineering of the University Otto-von-Guericke, as well as the Max Planck Institute of Dynamics for Complex Technical Systems (MPI) and the Fraunhofer Institute for Factory Operation and Automation (IFF) cooperate closely with each other for the implementation of this project. For this purpose, a strategic research objective is the tight coordination of the work of the participant institutions in the field of renewable energies, as well as the formation of the faculty-overlapping excellence specialization in Energy Systems Engineering.