Masterarbeit: Dynamisches Verhalten eines im Wind-Cluster integrierten Elektrolyseurs zur Wasserstoffproduktion

Einleitung
Der verstärkte Ausbau von Windenergie ist für Deutschland eine der bedeutendsten Maßnahmen um die vereinbarten Klimaschutzziele zu erreichen. Ein am IEK-3 entwickeltes Energiekonzept stützt sich auf einen starken Ausbau der Windkraft in Deutschland. Aufgrund der hohen Fluktuation von Wind ist es notwendig, große Mengen an Energie zu speichern, wie beispielsweise in Batterien, Pump- und Druckspeicherkraftwerken oder in Form von Wasserstoff. Die Wasserstoffherstellung durch Elektrolyse ist dabei eine vielversprechende und kostengünstige Methode Energie saisonal zu speichern, da Wasserstoff eine hohe Energiedichte aufweist und die Möglichkeit besteht große Mengen unter anderem in Salzkavernen zu speichern. Ziel der Masterarbeit ist die Entwicklung eines Modells, welches das dynamische Verhalten von Elektrolyseuren, die mit Wind-Clustern und Windparks gekoppelt sind, beschreibt.

Aufgabe
Es soll ein Modell für synchrone und asynchrone Windturbinen soll entwickelt werden, aus dem ein Wind-Cluster erstellt wird, das mit einem Elektrolyseur für die Wasserstoff-herstellung gekoppelt wird. Die Entwicklung des Modells soll dabei mit Hilfe von Matlab-Simulink durchgeführt werden. Folgende Teilaufgaben sind dabei zu bearbeiten:

▪ Entwicklung eines Simulink-Modells für synchrone und asynchrone Windturbinen
▪ Entwicklung eines Simulink-Modells für Elektrolyseure
▪ Simulation eines zentralen 5 MW Elektrolyseurs, der mit einem Windpark oder Wind-Cluster verbundenen ist
▪ Simulation von 5 dezentralen 1 MW Elektrolyseuren, die mit einem Windpark oder Wind-Cluster verbundenen sind
▪ Beschreibung des Leistungsverhaltens des 5 MW und 5-mal 1MW Elektrolyseurs bezogen auf die oben genannten Fälle
▪ Simulation der Netzfrequenz mit und ohne Elektrolyseure
▪ Simulation der Stromversorgung mit Wind-System und Wind-H2-System

Weitere Informationen

Unternehmen

Thesius Inspiration

Bereich/Abteilung

IEK-3 - Elektrochemische Verfahrenstechnik

Abschlussart

Bachelorarbeit

Branche

Elektrotechnik

Schlagwörter

Matlab-Simulink Übertragungs- und Verteilungssysteme Hochspannung Leistungselektronik Elektrolyseure Energiespeicher Windkraft Elektrotechnik Elektrochemische Verfahrenstechnik

Anforderungen

Sie studieren Elektrotechnik und haben Kenntnisse im Bereich Leistungselektronik, Hochspannung, elektrische Maschinen sowie Übertragungs- und Verteilungssysteme. Erfahrungen in Matlab-Simulink sind erwünscht, aber nicht zwingend erforderlich. Die Betreuung der Arbeit erfolgt in englischer Sprache und soll ebenfalls in Englisch verfasst werden. Daher werden gute sprachliche und schriftliche Englischkenntnisse vorausgesetzt.

Zusatzinformationen

Ansprechpartner
M.Sc. Bhunesh Kumar
Forschungszentrum Jülich GmbH
Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK)
IEK-3: Elektrochemische Verfahrenstechnik
52425 Jülich
Tel. : +49-2461-61 9743
E-Mail : b.kumar@fz-juelich.de