Entwurfsoptimierung eines Wasserstoffspeicher- und -konvertierungssystems mit Modelica

Macroscopic ernergy conversion system in Modelica
Wasserstoff ist einer der Schlüsselkraftstoffe, um die Ziele einer nachhaltigen Energieversorgung zu erreichen. Es wurde viel geforscht, um Strom in Gas und wieder zurück zu wandeln. Erforderliche Komponenten dieser Umwandlungssysteme, wie Brennstoffzellen und Elektrolyseure, sind nicht neu, sondern im Prinzip seit mehr als hundert Jahren bekannt.

Schon Jules Verne schrieb 1875:

„Das Wasser ist die Kohle der Zukunft. Die Energie von morgen ist Wasser, das durch elektrischen Strom zerlegt worden ist. Die so zerlegten Elemente des Wassers, Wasserstoff und Sauerstoff, werden auf unabsehbare Zeit hinaus die Energieversorgung der Erde sichern.“

Im Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Projekts "EnergiePuffer" führen XRG und Fraunhofer ICT eine simulationsbasierte Entwurfsoptimierung für ein innovatives Wasserstoffspeichersystem durch. Ziel ist es, die Nutzung erneuerbarer Energiequellen zur Gebäudeversorgung bzw. Netzeinspeisung zu jeder Jahreszeit zu maximieren. Darüber hinaus soll die Anlage bei Bedarf überschüssigen Strom aus dem öffentlichen Netz umwandeln. Die Optimierung berücksichtigt alle relevanten ökonomischen Faktoren sowie technische Parameter und Anforderungen.