SOC-Reaktor Modelle zur Entwicklung von Betriebsstrategien in großen thermisch integrierten SOC-Systemen

Abstract

Reaktoren mit Feststoffoxidzellen (Solid Oxide Cells, SOC) erreichen sowohl im Brennstoffzellen- wie auch im Elektrolysebetrieb höchste Wirkungsgrade und sind vielseitig einsetzbar. Ein wichtiger Betriebsparameter ist die Temperatur und deren Verteilung innerhalb der Zellen, da das Betriebsverhalten der Zellen, insbesondere im transienten Betrieb, stark von der Temperatur abhängig ist. Für eine kommerzielle Nutzung im industriellen Maßstab ist eine Hochskalierung der Reaktoren vorteilhaft. Insbesondere die Temperaturverteilung lässt sich jedoch nicht so einfach von einer einzelnen Zelle auf einen Reaktor mit mehreren hundert oder tausend Zellen übertragen. In diesem Vortrag präsentieren wir performante, transiente Modelle einfach skalierbarer SOC-Reaktoren. Durch den vorgestellten Simplifizierungsansätzen lassen sich SOC-Systeme mit annehmbarem Rechenaufwand simulativ untersuchen. Anhand von Anwendungsbeispielen stellen wir, vor wie wir die Modelle zur Untersuchung des transienten Betriebsverhaltens und zur Entwicklung von Betriebsstrategien von SOC-Reaktoren im Systemkontext nutzen und als FMU exportiert weiteren Projektteilnehmern zur Verfügung stellen können.