Markterkundung - Stationäres hybrides Energiesystem mit Brennstoffzelle und Batteriespeicher

1. Zweck der Anfrage

Das DBFZ plant einen stationären Indoor-Versuchsstand zur Integration einer methanolbetriebenen HT-PEM-Brennstoffzelle mit externer Kühlung.

2. Projektziel

Die prototypische Versuchsanlage soll die Untersuchung der Kopplung von Wärmepumpen mit Photovoltaikanlagen und einem Hausspeicher ermöglichen. Die methanolbetriebene Brennstoffzelle dient dabei als Backup-System und soll sicher und funktional mit einem Batteriespeicher einschließlich BMS, einem netzbildenden Inselwechselrichter sowie der erforderlichen Kraftstoff-, Kühl-, Steuerungs-, Mess- und Sicherheitstechnik verbunden werden.

Im Versuchsbetrieb werden das Zusammenspiel der Komponenten und das Anlagenverhalten bei unterschiedlichen Lastbedingungen untersucht. Dazu werden relevante Betriebs- und Messdaten

erfasst und ausgewertet.

Ziel ist eine betriebsbereite, prototypische Versuchsanlage. Die Anlage soll aus dem Brennstoffzellensystem eine netzunabhängige, dreiphasige Stromversorgung bereitstellen:

- 400/230 V AC

- 50 Hz

- L1, L2, L3, N und PE

- netzbildender Inselbetrieb

- Schwarzstart aus der Batterie

- elektrische Leistung bis etwa 5 kW

3. Beigestellte Komponenten

Das DBFZ stellt ein HT-PEM-Brennstoffzellensystem bereit. Dieses umfasst nach derzeitiger Planung:

- Brennstoffzelle

- Methanolreformer

- integrierten DC/DC-Wandler

- externen Wärmeübertrager

Das Brennstoffzellen-System selbst ist nicht Bestandteil der angefragten Leistung. Die technischen Schnittstellendaten des Systems werden im weiteren Projektverlauf mit dem Hersteller abgestimmt.

4. Voraussichtlicher Leistungsumfang

Gesucht wird ein Anlagenbauer oder Systemintegrator für die technische Gesamtintegration. Der Leistungsumfang soll voraussichtlich insbesondere folgende Komponenten und Leistungen

umfassen:

4.1 Systemintegration und Projektierung

- technische Auslegung und Projektierung der Gesamtanlage;

- Abstimmung der Schnittstellen zur Brennstoffzelle;

- Erstellung eines geeigneten Anlagen- und Integrationskonzepts;

- Koordination der beteiligten Komponenten und Gewerke.

4.2 Elektrische Anlage

- Batteriespeicher mit Batteriemanagementsystem (BMS);

- Batteriewechselrichter mit netzbildender Inselnetzfunktion;

- dreiphasiger AC-Ausgang mit 400/230 V und 50 Hz;

- Schaltschrank beziehungsweise geeignete Schalt- und Steuerungseinheit;

- Mess-, Schutz- und Kommunikationstechnik;

- elektrische Verkabelung innerhalb des Lieferumfangs.

4.3 Steuerung und Kommunikation

- zentrale Steuerung der Anlage oder eine funktional gleichwertige Lösung;

- Überwachung und Koordination von Brennstoffzelle, Batterie und Wechselrichter;

- Erfassung relevanter Betriebsdaten, zum Beispiel Spannung, Strom, Leistung, Energie,

- Temperatur, Ladezustand und Fehler;

- Umsetzung von Start, Stopp, Leistungsbegrenzung und sicherer Abschaltung.

Eine SPS ist nicht zwingend vorgegeben, sofern eine gleichwertige und dokumentierte Steuerungslösung angeboten wird.

4.4 Kraftstoffversorgung

- Methanol-Wasser-Kraftstofflager mit etwa 1.000 Litern Fassungsvermögen;

- Kraftstoffleitungen, Pumpen, Filter, Ventile und Absperreinrichtungen;

- Füllstandsüberwachung und Überfüllschutz;

- Leckageüberwachung;

- sichere Entlüftung;

- Einbindung in das Sicherheits- und Not-Halt-Konzept;

- Dichtheitsprüfung und Inbetriebnahme.

Der Tank soll voraussichtlich in einem Abstand von bis zu etwa 10 m zur Brennstoffzelle aufgestellt werden.

4.5 Montage und Inbetriebnahme

- Lieferung und Aufbau der beauftragten Komponenten; Montage und Anschluss;

- Parametrierung;

- Dichtheits-, Isolations- und Funktionsprüfungen;

- Inbetriebnahme und Integrationstests;

- Nachweis des netzbildenden Betriebs und des Schwarzstarts;

- Einweisung des Betriebspersonals nach Vereinbarung.

5. Technische Orientierungswerte

5.1 Wechselrichter

- netzbildender Batteriewechselrichter;

- dreiphasiger Ausgang, 400/230 V AC, 50 Hz;

- Scheinleistung etwa 6 bis 9 kVA;

- Dauerwirkleistung mindestens etwa 5 kW;

- Batteriespannung in der 48-V-Klasse;

- Schwarzstart aus der Batterie;

- geeignete Kommunikation mit Batterie und Anlagensteuerung;

- Labor-Innenaufstellung.

5.2 Batterie und BMS

- stationärer Batteriespeicher;

- nutzbare oder nominale Energie etwa 10 kWh oder mehr;

- Dauerentladeleistung mindestens etwa 6 kW;

- Dauerladeleistung mindestens etwa 5 kW;

- integriertes oder mitgeliefertes BMS;

- Kommunikation mit Wechselrichter und Steuerung.

Die endgültige Dimensionierung ist durch den Systemintegrator festzulegen und kurz zu begründen.

5.3 Kraftstoffversorgung

- Methanol-Wasser-Gemisch;

- Tankvolumen etwa 1.000 Liter;

- vorgesehener Verbrauch nach derzeitiger Herstellerangabe etwa 0,9 l/kWh elektrische Ausgangsenergie;

- geplante Betriebsanforderung: bis zu etwa 6 Stunden pro Tag über 30 Tage bei einer

- elektrischen Leistung von 5 kW.

Die Kraftstoffzusammensetzung und der tatsächliche Verbrauch werden mit dem Brennstoffzellen-Hersteller abschließend bestätigt.

6. Abgrenzung

Nicht Bestandteil der angefragten Leistung sind nach derzeitiger Planung:

- die bereitgestellte Brennstoffzelle;

- der Methanolreformer;

- der integrierte DC/DC-Wandler;

- der externe Wärmeübertrager selbst;

- der hydraulische Kreislauf hinter dem externen Wärmeübertrager;

- die externe Rückkühlung, sofern sie bauseits bereitgestellt wird;

- bauliche Anpassungen am Gebäude;

- externe Anschlussleitungen und auftraggeberseitige Netzwerk-Infrastruktur, soweit nicht ausdrücklich angeboten.

Die genaue hydraulische Übergabestelle und die Zuständigkeit für Rückkühlung, Außenverrohrung und Kühlmedium werden im weiteren Projektverlauf festgelegt. Bitte weisen Sie in Ihrer Rückmeldung ausdrücklich auf Annahmen, Abweichungen und nicht enthaltene Leistungen hin.

7. Gewünschte Rückmeldung

Bitte teilen Sie uns mit:

1. Ist das Projekt für Ihr Unternehmen grundsätzlich interessant?

2. Können Sie die beschriebene Systemintegration grundsätzlich anbieten?

3. Welche Referenzprojekte oder Erfahrungen bestehen in vergleichbaren Bereichen?

4. Welche voraussichtliche Liefer- und Umsetzungsdauer erwarten Sie?

5. Welche grobe unverbindliche Preisindikation ergibt sich für den beschriebenen Leistungsumfang?

Die Preisindikation kann bitte getrennt nachfolgenden Bereichen angegeben werden:

Pos. / Preispositionen / Preisindikation netto in EUR

1 Planung und technische Systemintegration

2 Batteriespeicher und Wechselrichter

3 Kraftstoffversorgung und Anlagenperipherie

4 Schaltanlage, SPS, Mess- und Kommunikationstechnik

5 Montage, Verkabelung, Inbetriebnahme und Funktionsprüfung

6 Dokumentation, Einweisung und Übergabe

8. Form der Rückmeldung

Für die erste Einschätzung genügt eine kurze Rückmeldung mit:

- grundsätzlicher Interessensbekundung;

- voraussichtlichem Zeitrahmen;

- unverbindliche Preisindikation;

- Ansprechpartner für die weitere Abstimmung.