Modulare Modellbildung sowie Regler- und Beobachtersynthese

Betriebsführung von Brennstoffzellensystemen

Gegenstand dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Baukastensystems zur Betriebsführung von Brennstoffzellensystemen, welches zur Simulation sowie zum modellbasierten Entwurf von Reglern und Beobachtern mathematische Beschreibungen aller relevanten Systemkomponenten in einer problemangepassten Komplexität zur Verfügung stellt. Diese Komponenten umfassen Peripheriekomponenten (Reformer und Medienzufuhr), das Stackmodul selbst sowie Komponenten zur Nachbehandlung der Brenngase. Neben einer Regelung in einem bestimmungsgemäßen Betriebszustand sollen durch die mathematische Beschreibung des Stackmoduls Alterungserscheinungen in verlässlicher Form diagnostiziert und deren Auswirkungen im Sinne einer Optimierung von Wirkungsgrad und Systemlebensdauer durch eine echtzeitfähige Adaption der entwickelten Regelungsstrukturen bestmöglich kompensiert werden.

Hochtemperatur-Brennstoffzellenprüfstände

Ausgewählte Literatur

  • Dr.-Ing. Luise Senkel: Sliding Mode Techniques for Robust Control, State Estimation and Parameter Identification of Uncertain Dynamic Systems, Dissertation, Shaker-Verlag
  • Konferenzbeiträge
  1. Julia Kersten, Wiebke Frenkel, Harald Aschemann, "LMI-based Observer Approach For an Industrial Application of a Solid Oxide Fuel Cell", 2022 IEEE Conference on Control Technology and Applications (CCTA), pp.1153-1158, 2022.
  2. Wiebke Frenkel, Julia Kersten, Ricus Husmann, Harald Aschemann, "Design of Robust PID Controllers for SOFC Stacks", 2022 IEEE Conference on Control Technology and Applications (CCTA), pp.510-515, 2022.
  3. Frenkel, Wiebke; Kersten, Julia; Aschemann, Harald; Rauh, Andreas: Model Predictive Control as an Indurstially Applicable Approach for Power Control of Solid Oxide Fuel Cells. 25th International Conference on Methods and Models in Automation and Robotics, MMAR 2021, Miedzyzdroje, Poland, 2021.
  4. Frenkel, Wiebke; Rauh, Andreas; Kersten, Julia; Aschemann, Harald: Optimization Techniques for the Design of Identification Procedures for the Electro-Chemical Dynamics of High-Temperature Fuel Cells. 24th International Conference on Methods and Models in Automation and Robotics, MMAR 2019, Miedzyzdroje, Poland, 2019.

Kooperationspartner

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