Wasserstoff gilt weithin als vielversprechender Energieträger als Ersatz für fossile Brennstoffe. Um Wasserstoff jedoch als Rückgrat unserer Energieinfrastruktur zu etablieren, ist eine deutliche Steigerung der technologischen Bereitschaft und der Einsatz großer Elektrolysesysteme erforderlich.
Die Industrialisierung von Wasserelektrolysesystemen stellt jedoch erhebliche Herausforderungen dar:
- Der Großteil der Forschung basiert auf Zellen und Stapeln, wohingegen die Ausweitung auf große Systeme (d. h. Multi-Megawatt-Systeme) oft unterschätzt wird
- Factory Acceptance Tests (FAT) und die Kalibrierung der Betriebs- und Steuerungsstrategie werden oft vor Ort durchgeführt, was zu erheblichen Entwicklungsrisiken führt
- Unabhängige Validierung und Verifizierung sowie eine langfristige Betriebsüberwachung, die zur Verbesserung der Robustheit und Gesamteffizienz erforderlich sind, sind nicht allgemein etabliert
Unser Prüfstand für Container-Elektrolysesysteme stellt eine ganzheitliche Testlösung für komplette Elektrolysesysteme im Bereich von bis zu 5 MW dar, die sich nahtlos in unsere bewährte Toolchain für Automatisierung, Kalibrierung, Simulation und Datenanalyse integriert. Das Elektrolysesystem-Testfeld von AVL ist die ideale Entwicklungsplattform, um technische Aufgaben voranzutreiben und die Robustheit und Effizienz des Elektrolysesystems zu verbessern.
Prüfstand Automatisierung
Die Testlösung für Elektrolysesysteme von AVL lässt sich nahtlos in unsere Automatisierungs- und Datenanalyse-Toolchain integrieren. Mit einem hohen Automatisierungsgrad können vollständige Testszenarien und die erforderliche Datennachbearbeitung automatisch ablaufen, wodurch wertvolle Erkenntnisse gewonnen werden und Entwicklungsstunden für die eigentliche Aufgabe frei werden: die Verbesserung der zu testenden Einheit.
Verifizierungs- und Validierungsplattform
In Zukunft benötigt der Endkunde bewährte und validierte Elektrolysesysteme, da die allgemeine Robustheit, Effizienz, garantierte Betriebszeit und Abbaurate für den Geschäftsfall des Endkunden von entscheidender Bedeutung sind. Das Elektrolysesystem-Testfeld von AVL ist die ideale Lösung und Entwicklungsplattform, um einerseits die entscheidenden Leistungskennzahlen zu verbessern und andererseits diese relevanten Leistungsziele einem Endkunden im Vorfeld zu verifizieren.
Kalibrierungs- und Optimierungs-Toolchain
Selbst die am besten konstruierten Maschinen dürfen nur das leisten, was ihre Betriebsstrategie und ihr Steuerungssystem zulassen. Obwohl heutzutage viele dieser Entwicklungsaktivitäten mithilfe digitaler Zwillinge und Simulationen zur Parallelisierung der Steuerungssystementwicklung durchgeführt werden können, besteht immer noch die Notwendigkeit einer abschließenden Kalibrierung und Optimierung an der realen Testeinheit, um ihr volles Potenzial auszuschöpfen. Die AVL-Kalibrierungstoolchain eignet sich zum Starten der Kalibrierung in der virtuellen Welt und kann zur endgültigen Kalibrierung nahtlos auf den tatsächlichen Prüfling auf dem Prüfstand übertragen werden.
Simulationserweitertes Testen
Ein zentraler Teil der Funktionsprüfung besteht darin, zu überprüfen, ob das Elektrolysesystem in der vorgesehenen Anwendungsumgebung leistungsfähig ist. Da das Elektrolysesystem in vielen Fällen Teil eines größeren H2-Netzwerks ist, das aus mehreren Erzeugern, Verbrauchern, Verdichtungsstationen, Speicher- und Reinigungssystemen besteht, sind Kopplungseffekte und Quereinflüsse verschiedener Teilsysteme zu erwarten. Um diese Kopplungseffekte zu testen, kann die Anwendungsumgebung – einschließlich des Stromnetzes – simuliert und die Randbedingungen (d. h. O2- und H2-Gegendruck, thermische Bedingungen und Netzbedingungen) auf dem Prüfstand aktiv gesteuert werden, um die Anwendungsumgebung nachzuahmen.
Electrolyzer Testing Solution Sheet
Solution Sheet for ITS Electrolyzer System Testing Solutions
AVL is actively shaping decarbonization through manufacturing processes for hydrogen that is produced as sustainably as possible.
Fuel cells and electrolyzers are excellent solutions for efficiently achieving a CO2-neutral future. Especially since their application is multifaceted. It ranges from vehicles of all sizes to energy generation and storage to the starting point for synthetic fuels (e-fuels). Develop and optimize targeted fuel cell systems by using our simulation.
AVL PUMA 2™ Fuel Cell is our intuitive automation system for highly dynamic fuel cell system testing. It is the global industry standard for testbed automation.
The Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) is an innovative stimulus response testing technology for checking the frequency-dependent internal resistance of electrochemical cells such as batteries or fuel cells.
New powertrain technologies require a higher data throughput rate in real time. AVL FEM 4™ enables you to measure all raw data relevant for the characterization of the unit-under-test.
AVL balance-of-plant (BoP) testing solutions are modular and tailored test beds to emulate the real load of a fuel cell system.
The AVL X-ion™ e-Power power analyzer is a modular data acquisition platform that is optimized for electric and hybrid applications.
The SOFC (solid oxide fuel cell) system test bed (TB) is capable of testing units from 5 kWe (net power) up to 400 kWe (net power) under different operating scenarios.
AVL as preferred partner for fuel cell engineering, simulation and testing is providing beyond that integrated solutions for production testing of fuel cell stacks and complete fuel cell systems.
Successful fuel cell and electrolyzer developments are built upon the three pillars of engineering, simulation, and testing, all of which are equally important.
Aiming at a drastic CO₂ reduction in industry and mobility, the world is currently facing the challenge of producing green hydrogen at affordable prices and in sufficient quantities.
Hydrogen effectively stores surplus energy from renewable sources. PEM electrolyzers dominate here thanks to their efficiency and performance. Our 3D multiphysics simulation provides detailed insights for the optimization of electrolyzers and material selection and you can discover more in our webinar.
New Technologies demand not just new testing methods and testing devices but also customized safety measures.