Systemkonzepte

Gruppe

Allgemeines Systemschema einer Brennstoffzellenanlage auf der Basis von SOFC
Allgemeines Systemschema einer Brennstoffzellenanlage auf der Basis von SOFC.
© Fraunhofer IKTS
cerenergy® – die Hochtemperaturbatterie für die stationäre Energiespeicherung.
Schnittmodell eines tragbaren Stromgenerators auf der Basis von SOFC
© Fraunhofer IKTS
Schnittmodell eines tragbaren Stromgenerators auf der Basis von SOFC.

In der Arbeitsgruppe »Systemkonzepte« werden die Aufgabenschwerpunkte Konzept- und Systementwicklung, Simulation, Konstruktion, Prototypenbau und Systemanalyse für energie- und verfahrenstechnische Anlagen zusammengeführt. Im Team sind die fachlichen Profile des thermischen und des angewandten Maschinenbaus vertreten. Die intensive Vernetzung mit anderen Forschergruppen und Fachbereichen des Fraunhofer IKTS sowie mit externen Partnern ist ein wesentliches Element in allen Tätigkeitsfeldern der Gruppe.

Für die Projektbearbeitung im Bereich Energie- und Prozesstechnik mit den Schwerpunkten Systemdefinition, Verfahrensanalyse und Demonstration stehen effektive Werkzeuge und Methoden zur Verfügung. Zur Bearbeitung neuer Aufgabenstellungen können diese adaptiert und weiterentwickelt werden. Umfassende Erfahrungen und erfolgreich etablierte Konzepte bestehen insbesondere bei Energiesystemen zur netzunabhängigen, dezentralen Erzeugung von Strom mit eneramic®, einem Hochtemperatur-Brennstoffzellensystemen auf Basis von SOFC (Solid Oxide Fuel Cell) sowie stationären Stromspeichern auf Basis von Hochtemperatur-Batterien. So ist die Arbeitsgruppe »Systemkonzepte« z. B. mit der Modulentwicklung und Systemintegration von cerenergy®-Zellen beschäftigt – einer Batterietechnologie auf Basis von Natrium/Nickelchlorid, welche auch als ZEBRA-Batterie bekannt ist. Weitere Entwicklungsprojekte der Arbeitsgruppe befassen sich z.B. mit Hybrid-Systemen für autarke, netzferne Stromversorgungslösungen durch Kombination von PV-Modulen, Brennstoffzellensystemen und Batteriespeichern.

 

Leistungsangebot im Bereich Systemdefinition

 

  • Erstellung von Anforderungsspezifikationen und Lastenheften (Anforderungsmanagement)
  • Systemkonzeption, Simulation und verfahrenstechnische Prozessauslegung
  • Konstruktion, Fertigungsplanung und Produktdatenmanagement
  • Energiewirtschaftliche Bewertung, Wirtschaftlichkeitsrechnung

 

Leistungsangebot im Bereich Verfahrensanalyse

 

  • Parameterstudien, konzeptionelle Analysen und energiewirtschaftliche Bewertung 
  • Physikalische Prozesssimulation (stationär und dynamisch) 
  • Simulationsgestützte Entwicklung von Betriebsabläufen und Steuerungsalgorithmen 
  • Simulationsgestützte Verfahrensoptimierung (Prozesssynthese und Betriebsführung)

 

Leistungsangebot im Bereich Demonstration

 

  • Projektmanagement
  • Beschaffungen, Fertigungsverfolgung, Aufbau- und Montageplanung, Prototypenbau
  • Anlageninbetriebnahme und Versuchsentwicklung
  • Datenerfassung und -analyse, Modellvalidierung