Aufbau, Inbetriebnahme und Regelung eines DC/DC-Wandlers zur Anbindung einer Brennstoffzelle an ein DC-Microgrid

  • Motivation

    Am ETI und am IEH wird derzeit an Umrichtern und Betriebsmitteln für zukünftige DC-Netze und hybride AC/DC-Netze geforscht. Diese zukünftigen Netze ermöglichen die Integration von Erneuerbaren Energiequellen und Speichern. Zur Anbindung einer 48V-PEM-Brennstoffzelle mit 10 kW Nennleistung an ein spannungsvariables DC‑Microgrid wird ein DC/DC-Wandler benötigt.

    In einer vorangegangenen Abschlussarbeit wurde eine geeignete Leistungszelle für den DC/DC-Wandler auf Basis der Dual Active Bridge (DAB) entwickelt. Die Leistungszelle verfügt über die notwendige Leistungs-elektronik, einen Mittelfrequenztransformator sowie eine FPGA-Steuer-einheit.

    In dieser Abschlussarbeit soll der DC/DC-Wandler zur Anbindung der Brennstoffzelle entworfen, aufgebaut und in Betrieb genommen werden. Der DC/DC-Wandler soll dabei die Betriebsführung der Brennstoffzelle unterstützen und eine Integration in das übergeordnete Energie-managementsystem des DC-Microgrids ermöglichen.

    Aufgabenstellung

    • Einarbeitung in die Funktionsweise der Dual Active Bridge (DAB) und den Betrieb einer PEM-Brennstoffzelle
    • Aufbau und Inbetriebnahme des DC/DC-Wandlers
    • Entwicklung der Regelung und Betriebsführung des DC/DC-Wandlers
    • Integration des Systems in das DC-Microgrid des IEH
    • Vermessung der Brennstoffzelle