Modulare, regenerative und autarke Energieversorgung mit H2-Technik

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-basierten Wasserstoffspeicher 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-basierten Wasserstoffspeichers 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. Der Fokus von Infineon liegt in seinem Teilvorhaben dabei auf der Erforschung einer High Power Mikrocontroller Unit für die modulare, regenerative und autarke Energieversorgung.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Synergistische Wirkung ? Abwärmenutzung ? Brennstoffzelle ? Elektrizität ? Triebwerk ? Eigenenergieerzeugung ? Energie ? Energiesystem ? Modul ? Produktionskosten ? Energiekonzept ? Privathaushalt ?

Region: Bayern

Bounding boxes: 12.53381° .. 12.53381° x 47.795° .. 47.795°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (Mitwirkende)
• GKN Hydrogen GmbH (Mitwirkende)
• Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, Institut für Technik, Ressourcenschonung und Energieeffizienz (Mitwirkende)
• Infineon (Betreiber*in)
• PROTON MOTOR Fuel Cell GmbH (Mitwirkende)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG (Mitwirkende)

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

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Modular, regenerative and self-sufficient energy supply with H2 technology
  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-based 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-based hydrogen storage system, hydrogen technology can be safely used in homes or particularly hazardous environments without concern. 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. In its sub-project, Infineon is focusing on research into a high-power microcontroller unit for modular, regenerative and self-sufficient energy supply. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1119090

Status

Aktiv

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