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Supplying electricity and heat to low-energy residential buildings by experimentally integrating a fuel cell electric vehicle with a docking station prototype

Tiedemann, Tobias und Dasenbrock, Jan und Kröner, Michael und Satola, Barbara und Reininghaus, Nies und Schneider, Tobias und Vehse, Martin und Schier, Michael und Siefkes, Tjark und Agert, Carsten (2024) Supplying electricity and heat to low-energy residential buildings by experimentally integrating a fuel cell electric vehicle with a docking station prototype. Applied Energy, 362 (122525). Elsevier. doi: 10.1016/j.apenergy.2023.122525. ISSN 0306-2619.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
736kB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261923018895

Kurzfassung

The integration of renewable energy sources like wind and solar leads to new challenges for a reliable power supply since they are fluctuating and can cause power shortages in times of low solar irradiation and wind. In the present work, the suitability and efficiency of fuel cell electric vehicles (FCEVs) as mobile coupled power and heat sources for residential buildings were investigated to bypass times of low PV and wind generation. For this, a scenario analysis was performed using the open energy modelling framework (OEMOF) for FCEVs providing both, electricity and heat, to a neighbourhood compiled of well-insulated all-electric buildings. Scenarios with and without storages (for heat and electricity) and the influence of an increasing number of battery electric vehicles to be charged were analysed. Preliminary and for the parameterisation of the FCEVs in the simulations, experiments with a modified passenger FCEV and a prototype docking station for the transfer of electricity and heat out of the FCEV were carried out. The results show that the additional heat transferred from the FCEVs to the buildings can cover up to 43% of the heat demand of the neighbourhood. Net efficiencies of over 90% from hydrogen conversion to direct current (DC) and heat were achieved with the test setup. Although hydrogen supply via the internal tanks is possible, a larger number of FCEVs would be needed to cover the necessary power capacities. A stationary supply or the use of larger FCEVs such as trucks would be beneficial for different technical aspects. The focus is on low energy neighbourhoods, therefore, the results are only valid for modern highly energy efficient buildings.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/203324/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Supplying electricity and heat to low-energy residential buildings by experimentally integrating a fuel cell electric vehicle with a docking station prototype
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Tiedemann, TobiasTobias.Tiedemann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1763-1883NICHT SPEZIFIZIERT
Dasenbrock, JanJan.Dasenbrock (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kröner, MichaelMichael.Kroener (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3646-001X156274578
Satola, BarbaraBarbara.Satola (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5807-1763NICHT SPEZIFIZIERT
Reininghaus, NiesNies.Reininghaus (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9509-274XNICHT SPEZIFIZIERT
Schneider, TobiasT.Schneider (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7095-8415NICHT SPEZIFIZIERT
Vehse, Martinmartin.vehse (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0578-6121NICHT SPEZIFIZIERT
Schier, MichaelMichael.Schier (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7056-7315NICHT SPEZIFIZIERT
Siefkes, TjarkTjark.Siefkes (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Agert, CarstenCarsten.Agert (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4733-5257NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:15 März 2024
Erschienen in:Applied Energy
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:362
DOI:10.1016/j.apenergy.2023.122525
Verlag:Elsevier
ISSN:0306-2619
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Renewable energy; Fuel cell electric vehicle; Hydrogen; Combined heat- and power; Decentralised power generation; Flexible power generation; Seasonal energy shift
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Energiesystemdesign
HGF - Programmthema:Digitalisierung und Systemtechnologie
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SY - Energiesystemtechnologie und -analyse
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Energiesystemtechnologie, E - Systemanalyse und Technologiebewertung
Standort: Oldenburg
Institute & Einrichtungen:Institut für Vernetzte Energiesysteme > Stadt- und Gebäudetechnologien
Institut für Fahrzeugkonzepte > Fahrzeugenergiekonzepte
Hinterlegt von: Reininghaus, Dr. Nies
Hinterlegt am:26 Mär 2024 10:52
Letzte Änderung:26 Mär 2024 10:52

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