Mikro-kraftvarme anlæg baseret på PEM-brændselsceller

Formål med projektet var, at udvikle og afprøve en 10 kW kraftvarme (KV) enhed (5 kWe) baseret på danske PEM brændselsceller (FC) til enkelt: familiehusstande. Der er udviklet to KV-enheder med 'halv effekt', der kan parallelkobles.
Projektbeskrivelse
Formålet med projektet er at udvikle, opbygge og afprøve et 5 kW_e kraftvarmeanlæg baseret på PEM-brændselsceller. Systemdesignet er fleksibelt baseret på udskiftelige moduler, således at forskellige brændselsceller og brændgasforsyninger kan afprøves. Systemet vil blive designet, konstrueret og afprøvet af IRD i samarbejde med APS-SILICON og Dansk Gasteknisk Center. Projektet er opdelt i to faser. Den første tre-årige fase (dette projekt) omfatter design, konstruktion, og afprøvning af systemet med brint som brændstof. den anden fase omfatter design, konstruktion, afprøvning og implementering af et naturgas reformer system. Anden fase vil blive planlagt i detalje, når konstruktionsdelen af første fase er udført og fungerer tilfredsstillende. PEM-cellerne har en driftstemperatur på #approx =#80 grader C, hvilket udfra et anvendelses- og sikkerhedsmæssigt synspunkt, gør dem attraktive til boligopvarmning. Brændselsceller har fordel af en forholdsvis høj virkningsgrad, den forventes totalt at være #approx =#90%, hvilket energimæssigt er sammenligneligt med decentrale kraftvarmeanlæg. Forholdene forbedres yderligere, når der tages hensyn til det sparede tab i el-net og ikke mindst i fjernvarmenettet
Resultater

Udfordringerne i nærværende projekt har været at udvikle og konstruerer et samlet effektivt system, der kan køre automatisk. Der er derfor brugt adskillige ressourcer på de nødvendige BoP komponenter der ikke er kommercielt tilgængelige e.g. nettilsluttede DC->AC invertere til FCs og brugervenlige elektroniske kontrolsystemer, der tillader automatisk drift. Begge generatorer er integreret i standard størrelses kabinetter (59 63 160/167 cm 3). Den første generator giver et lavere udbyttet end ønsket, hovedsageligt fordi den anvendte PEM brændselscellestak er beregnet for kørsel under forhøjet tryk (2.5 bar(abs)), men anvendes ved atmosfære tryk for at mindske den parasitstrøm luftkompressoren forbruger. Den anden KV enhed derimod er udstyret med en PEM stak designet for drift ved atmosfærisk tryk, hvorfor den også næsten giver det ønskede udbytte. Den aktuelle afprøvningstid er kortere end planlagt, fordi den planlagte test over en hel fyringssæson var tænkt finansieret udenfor dette projekt. Denne finansieringsmulighed viste sig dog ikke mulig. Interessen for de fremstillede KV-enheder har været stor. Brændselscelleanlæggene har siden de er blevet færdige været udlånt til flere samarbejdspartnere for demonstration af systemernes enkelthed. Uerfarne operatører har ved tryk på en knap kunnet køre generatorerne efter tilslutning af hydrogen, kølevand og elektrisk net

Key figures

Periode:
2001 - 2003
Bevillingsår:
2000
Egen finansiering:
3,00 mio.
Støttebeløb:
2,99 mio.
Støtteprocent:
50 %
Projektbudget:
5,98 mio.

Kategori

Oprindelig title
5 kW combined heat and power generator with PEM Fuel Cells
Program
EFP
Fælles overordnet teknologiområde
Brint og brændselsceller
Projekttype
Udvikling
Journalnummer
1763/00-0035

Deltagere

IRD Fuel Cells A/S (Main Responsible)
Partner og Økonomi
Partner Tilskud Eget bidrag
SCHNEIDER ELECTRIC IT DENMARK ApS
DANSK GASTEKNISK CENTER A/S

Kontakt

Kontakperson
Grahl Madsen, L.
Adresse

Øvr. Partnere:

Energiforskning.dk - en fælles informationsportal for energiteknologiske forsknings- og udviklingsprogrammer.

Logo innovationsfonden
Logo for EUDP
Logo for elforsk