Brennstoffschauversuche für das weiterführende Physikpraktikum

Report
Heliocentris Energiesysteme GmbH
„Brennstoffschauversuche für das weiterführende Physikpraktikum“
Instructor Training System
20. September 2011
Davide Gran
Geschäftsfelder
Ausbildung
Energiespeicherlösungen
Angebot
Angebot
Ausbildungsprodukte für:
Maßlösungen und schlüsselfertige Systeme :
» Naturwissenschaftlichen Unterricht
» Technische Ausbildung
»
»
»
»
Anwender
Anwender
» Schulen
» Berufsschulen
» Universitäten/Hochschulen
» Systemintegratoren
» Original Equipment Manufacturers (OEMs)
» Endkunden
Speicherung Erneuerbarer Energien
Stromversorgung
Backup & UPS
Gesteuerte Energie
2
Instructor Training System
H2- Speichermodul
Brennstoffzellen
-Modul
DC/DC-WandlerModul
Elektronische
Last-Modul
Ampelmodul
Software
3
Komponenten
Brennstoffzellen-Modul
» 50 W Brennstoffzellenstack
» Brennstoffzellensteuerung
» Wasserstoff-Durchflussmesser
und Luftversorgung
» 5 LCD-Displays zur Visualisierung der wesentlichen
Systemparameter (Strom, Spannung,
Temperatur, Brennstoff- und Luftzufuhr)
DC/DC-Wandler-Modul
» Wandelt die ungeregelte Ausgangsspannung
der Brennstoffzelle in eine 12 V Gleichspannung
» Ermöglicht den Aufbau einer autonomen Stromversorgung
» LCD Displays für Nutzleistung und Eigenverbrauch des
Brennstoffzellensystems
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Komponenten
Elektronische Last-Modul
» Gestattet das manuelle oder computergestützte Einstellen
konstanter Stromvorgabewerte für die Brennstoffzelle
zur Aufnahme von Kennlinien
H2- Speichermodul
» Metallhydridspeicher als Modul
» Zweistufiger Druckminderer
» Wasserstoffversorgung der Brennstoffzelle für einen ganzen
Praktikumstag
» Wiederbefüllung durch Druckgasflaschen oder
Wasserstoffgenerator
Ampelmodul
» Realer Beispielverbraucher
» Auf 12 V Basis
» Angeschlossen am Ausgang des DC/DC-Wandlers
5
Software
»
Visualisierung von Messinstrumenten, ideal für Vorführungen vor Gruppen
»
Datenlogger: Zeitliche Aufnahme und Visualisierung der Messwerte
»
Computergestützte Durchführung von Experimenten
»
Vollautomatisierte Experimente für Präsentationen oder Vorlesungen
Control Panel
Real Time Data Monitoring
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Lehrmaterial
»
»
»
Anleitung
Ausführliches Experimentierhandbuch
Lehrbuch „Fuel Cell Systems Explained“
Experimente sind aufgeteilt in:
»
Grundlagenexperimente :




»
Kennlinie und Leistungskurve
Abhängigkeit der Leistung von Temperatur und Luftzufuhr
Wasserstoff-Strom-Kennlinie
Wirkungsgrad des Brennstoffzellenstacks
Anwendungsbezogene Experimente:



Systemwirkungsgrad eines Brennstoffzellensystems
Netzunabhängige Stromversorgung und Reichweite einer
Brennstoffzelle
Anwendungsbeispiel Brennstoffzellenfahrzeug:
Kraftstoffverbrauch und Lastprofil
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Instructor Training System: Lernziele
» Einflussgrößen auf die Kennlinien
» Einfluss der Luftversorgung auf die Leistungskurve
» Faraday‘s Gesetz, Ohmsches Gesetz, usw.
» Einfluss des Innenwiderstands auf die Kennlinie
» Einfluss der Temperatur/Luftversorgung auf die
Kennlinie
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Alles was sie wissen müssen!
Brennstoffzelle
0,9 – 0,5 V
H2-Verbrauch sinkt linear mit Strom
η= 50%
Kennlinie der Brennstoffzelle
1
Spannung / V
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0
100
200
300
Strom / mA
400
500
600
Instructor Training System : Spannungs-Strom-Kennlinie
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Instructor Training System: Leistungs-Strom-Kennlinie
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Instructor Training System: Manuelle Experimente
Beispiel: Spannungs-Strom-Kennlinie für 2 Lüftereinstellungen
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Instructor Training System: Manuelle Experimente
Beispiel: Leistungskurve-Kennlinie für 2 Lüftereinstellungen
13
Instructor
Training System: Manuelle Experimente
Fließbild
Beispiel: Leistungskurve-Kennlinie für 2 Lüftereinstellungen
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Instructor Training System: Automatische Experimente
Beispiel: Einfluss der Temperatur auf die Kennlinie einer Brennstoffzelle
45°C
25°C
Effect of
Temperature
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Danke für Ihre Aufmerksamkeit
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