Entwicklung und Aufbau eines Demonstrators für ein SOFC/MGT-Hybridkraftwerk (DemoHydra) : Abschlussbericht

Abstract

Das Projekt "DemoHydra" ist Teil der dritten Phase eines langfristig angelegten Forschungsvorhabens zur Entwicklung eines Hybridkraftwerks am DLR. Zur numerischen Untersuchung des Hybridkraftwerks auf Basis der ausgewählten Subsysteme MTT EnerTwin Mikrogasturbine und Sunfire SOFC wurden dynamische Modelle erstellt. Für die experimentellen Untersuchungen wurden zwei separate Prüfstände entwickelt und aufgebaut, in denen die Komponenten virtuell gekoppelt wurden, d.h. das jeweilige Subsystem wurde mit Emulatoren des anderen Subsystems gekoppelt, die dessen Eigenschaften möglichst genau abbilden können. Der Aufbau der Prüfstände und der Regelungs- und Steuerungssysteme wurde vom Konzept für den Demonstrator abgeleitet. Die Subsysteme wurden sowohl stationär als auch dynamisch charakterisiert und Betriebskonzepte entwickelt. Die Regelungs- und Steuerungssysteme wurden optimiert. Der Aufbau und der Nachweis der Funktionsfähigkeit einer real gekoppelten Pilotanlage im Leistungsbereich von 30 kWel konnten im Rahmen des Projekts nicht erreicht werden. Die Erkenntnisse aus dem Aufbau und den experimentellen Untersuchungen an den separaten Prüfständen MGT-System und SOFC-System wurden dazu eingesetzt, um das Konzept für den real gekoppelten Demonstrator zu überarbeiten und die noch notwendigen Forschungsarbeiten für eine erfolgreiche Zusammenschaltung aufzuzeigen.