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Degradation prediction of a fuel cell-based CHP-system under dynamic load using feed forward neural networks

Tilgner, Antonius und Pluta, Adam und Bekebrok, Heinz und Langnickel, Hendrik und Dyck, Alexander (2026) Degradation prediction of a fuel cell-based CHP-system under dynamic load using feed forward neural networks. International Journal of Hydrogen Energy, 222, Seite 154207. Elsevier. doi: 10.1016/j.ijhydene.2026.154207. ISSN 0360-3199.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
5MB

Offizielle URL: https://dx.doi.org/10.1016/j.ijhydene.2026.154207

Kurzfassung

A combined heat and power (CHP) system with natural gas as primary energy and a hydrogen fuel cell as power source is modeled by implementing a feedforward neural network (FNN). It is shown that only the load profile and the resulting voltage are already sufficient to provide an accurate prediction of the voltage and its degradation under normal operation, excluding anomalies. The short-term reversible degradation is accurately modeled with high fidelity, whereas the irreversible long-term degradation remains more challenging to predict. The influence on the prediction is analyzed for different input features. Additionally, the size of the training dataset is varied and as a physical parameter the gas composition is incorporated into the model, allowing it to more accurately predict anomalies in the data. The presented approach is further tested with data from a system operated in a residential area.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/223213/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Degradation prediction of a fuel cell-based CHP-system under dynamic load using feed forward neural networks
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Tilgner, Antoniusantonius.tilgner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0009-3732-9006NICHT SPEZIFIZIERT
Pluta, AdamNICHT SPEZIFIZIERThttps://orcid.org/0000-0002-3423-3246NICHT SPEZIFIZIERT
Bekebrok, HeinzNICHT SPEZIFIZIERThttps://orcid.org/0000-0003-3803-7557NICHT SPEZIFIZIERT
Langnickel, HendrikNICHT SPEZIFIZIERThttps://orcid.org/0000-0002-6395-1618NICHT SPEZIFIZIERT
Dyck, AlexanderNICHT SPEZIFIZIERThttps://orcid.org/0000-0002-5010-8226207987302
Datum:31 März 2026
Erschienen in:International Journal of Hydrogen Energy
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:222
DOI:10.1016/j.ijhydene.2026.154207
Seitenbereich:Seite 154207
Verlag:Elsevier
ISSN:0360-3199
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Fuel cell degradation Modeling CHP Neural networks FNN Proton exchange membrane fuel cell
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HGF - Programm:Energiesystemdesign
HGF - Programmthema:Digitalisierung und Systemtechnologie
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DLR - Forschungsgebiet:E SY - Energiesystemtechnologie und -analyse
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Energiesystemtechnologie
Standort: Oldenburg
Institute & Einrichtungen:Institut für Vernetzte Energiesysteme > Stadt- und Gebäudetechnologien
Hinterlegt von: Tilgner, Antonius
Hinterlegt am:10 Mär 2026 12:04
Letzte Änderung:10 Mär 2026 12:04

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