Optimierte Prozessführung von Brennstoffzellen-Systemen mit Methoden der Nichtlinearen Dynamik

Gegenstand der Forschungsaktivitäten ist eine Schmelzkarbonat-Brennstoffzelle, die von den beteiligten Industriepartnern in das Blockheizkraftwerk des Magdeburger Uniklinikums eingebunden wird. Diese Hochtemperatur-Brennstoffzelle vom Typ "HotModule" arbeitet bei 650°C und produziert aus Erdgas Strom und Nutzwärme mit sehr hohem Wirkunsgrad. Die gewonnene Energie wird sowohl für die Versorgung des Uniklinikums verwendet als auch ins öffentliche Netz eingespeist. Im praktischen Einsatz müssen Brennstoffzellen ständig wechselnden Lastanforderungen gerecht werden. Um die Systeme dementsprechend steuern und regeln zu können, benötigt man geeignete Methoden der Prozessführung. Diese werden im Rahmen des BMBF-Projektes von den beteiligten Forschungseinrichtungen entwickelt. Dazu ist es zunächst notwendig, die Vorgänge in der Brennstoffzelle mittels komplexer mathematischer Modelle zu beschreiben. Anschließend werden die Modelle anhand experimenteller Untersuchungen am realen System abgeglichen. Daraus lassen sich dann optimierte Regelungsverfahren ableiten, die eine sichere Beherrschung des Betriebs von Brennstoffzellen ermöglichen.