Kostenoptimier­te Systemtechnik und Netzintegration von Systemen für die Erzeugung von grünem Wasserstoff

HyLeiT beschäftigt sich mit der elektrischen Systemtechnik von Elektrolyseanlagen, insbesondere mit der Stromrichtertechnik als Bindeglied zwischen Netz und Elektrolyseur.

Ziele sind eine deutliche Kostenminderung in der Leistungselektronik, eine verbesserte Gleichstromqualität am Elektrolyseur, welche wiederum die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Elektrolysestacks positiv beeinflusst, und die Berücksichtigung von Netzdienlichkeitsoptionen im Betrieb. Zu diesem Zweck entwickeln die Partner eine speziell angepasste und optimierte Stromrichtertechnik. Hierbei kommen auch Schaltungstopologien mit anwendungsspezifisch optimierten SiC-Leistungshalbleitern zum Einsatz. Um die Stromrichter im Systemkontext testen und optimieren zu können, werden echtzeitfähige Simulationsmodelle des Stromnetzes sowie der Elektrolyse-Stacks erstellt. Diese Modelle fließen in eine „Power Hardware in the Loop“-Plattform ein, die es ermöglicht, die entwickelten Stromrichterkonzepte unter verschiedenen Netzbedingungen und Stack-Konfigurationen zu testen.Dabei sind Szenarien für den Betrieb der Anlagen in Netzen mit hohen Anteilen erneuerbarer Energien von großer Bedeutung. Zur Erhöhung der Effizienz und Zuverlässigkeit wird darüber hinaus die elektrische Verbindungstechnik in Elektrolysegleichrichtern optimiert. Dabei stehen insbesondere die thermische Auslegung sowie Untersuchungen zum Kontakt- und Langzeitverhalten der Verbindungselemente im Vordergrund. Begleitet werden die Entwicklungen mit der Untersuchung neuartiger Schutzkonzepte für die elektrische Systemtechnik. Hierzu müssen Fehler zuverlässig erkannt und selbständig geklärt werden, wodurch die Robustheit des Systems steigt.