Modulare, regenerative und autarke Energieversorgung mit H2-Technik, Teilvorhaben: Aufbau und Erprobung eines Power-to-Power Gesamtsystems. Optimierung der Prozesse zwischen Metallhydrid Wasserstoffspeicher und PEM-Brennstoffzelle

Description: Das Konsortium des Verbundprojekts MarrakEsH hat es sich zum Ziel gesetzt, für die Energieversorgung von Privathaushalten, kleineren Unternehmen, kritischen Infrastrukturen (z.B.Kommunikationsanlagen) und/oder mobilen Netzersatzanlagen sowie netzfernen Verbrauchern ein regeneratives, effizientes, autarkiefähiges Konzept zu erforschen und dieses als Demonstrator umzusetzen. Schlüsselelemente sind dafür ein neuartiger, modularer Multi-Port-Umrichter auf der Basis von Gallium-Nitrid-Leistungshalbleitern und dazu passenden Magnetika, die konfigurierbare Firmware für eine Mikrocontroller Unit mit Schaltfrequenzen im Megahertz-Bereich und eine innovative Wasserstofftechnik, bestehend aus einem Metallhydrid-Wasserstoff-Speicher samt dem dafür optimierten Brennstoffzellensystem. In einem Gesamtsystem, das aus mehreren Teilsystemen zur Erzeugung, Umwandlung und Speicherung von Energie besteht, ermöglicht der modulare Multi-Port-Umrichter gegenüber einem konventionellen Ansatz eine deutliche Reduktion der Wandlungsschritte elektrischer Energie und der damit einhergehenden Verluste. Durch den Einsatz des Metallhydrid-Wasserstoff-Speichers kann die Wasserstofftechnik ohne Bedenken auch in Privathaushalten oder besonders gefährdeten Umgebungen sicher verwendet werden. Das optimierte Management der elektrischen und thermischen Energieflüsse im System gewährleistet jederzeit die Verfügbarkeit der notwendigen elektrischen Energie. Zudem erlaubt die systematische Hebelung von Synergien zwischen den Teilsystemen eine effiziente, sinnvolle Nutzung der unvermeidbaren Abwärme. Der modulare Aufbau mit neuesten Bauteiltechnologien erlaubt eine einfache Skalierung und/oder Erweiterung des Systems und dient zudem der Verringerung von Wartungsaufwand, Herstellungskosten und Bauraum. GKN Hydrogen: Aufbau und Erprobung einer Anlage zur regenerativen und autarken Energieversorgung. Erforschung von Potentialen in der prozesstechnischen Optimierung zwischen dem Speicher und der Brennstoffzelle

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: PEM-Brennstoffzelle ? Synergistische Wirkung ? Abwärmenutzung ? Brennstoffzelle ? Elektrizität ? Wasserstoff ? Eigenenergieerzeugung ? Energiesystem ? Modul ? Produktionskosten ? Energiekonzept ? Privathaushalt ?

Region: Nordrhein-Westfalen

Bounding boxes: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Finanzielle Förderung)
• GKN Hydrogen GmbH (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2023-10-01 - 2026-09-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Construction and testing of a power-to-power system. Optimization of the processes between metal hydride hydrogen storage and PEM fuel cell
  Description: The consortium of the joint project MarrakEsH has set itself the goal of researching a regenerative, efficient, self-sufficient concept for the energy supply of private households, smaller companies, critical infrastructures (e.g. communication systems) and/or mobile emergency power systems as well as off-grid consumers and implementing this as a demonstrator. Key elements are a novel, modular multi-port converter based on gallium nitride power semiconductors and matching magnetics, configurable firmware for a microcontroller unit with switching frequencies in the megahertz range, and an innovative hydrogen technology consisting of a metal hydride-hydrogen storage system together with the optimized fuel cell system. In an overall system consisting of several subsystems for generating, converting and storing energy, the modular multi-port converter enables a significant reduction in the electrical energy conversion steps and the associated losses compared with a conventional approach. By using the metal hydride hydrogen storage system, hydrogen technology can be safely used in private homes or particularly hazardous environments without any concerns. The optimized management of the electrical and thermal energy flows in the system ensures the availability of the necessary electrical energy at all times. In addition, the systematic leveraging of synergies between the subsystems allows efficient, sensible use of the unavoidable waste heat. The modular design with the latest component technologies allows easy scaling and/or expansion of the system and also serves to reduce maintenance effort, manufacturing costs and installation space. GKN Hydrogen: Construction and testing of a system for regenerative and self-sufficient energy supply. Research of potentials in the process-technical optimization between the storage and the fuel cell. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1128687

Status

Aktiv

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