Modellbildung des Luftpfades und Kühlkreislaufs einer Brennstoffzelleneinheit

Inhalt dieser Diplomarbeit ist die Modellbildung des Luftpfades und Kühlkreislaufes eines, sich bei der Firma FRONIUS bereits in Betrieb befindlichen, Prototypen einer 5 kW Brennstoffzelleneinheit. Ziel ist es ein Simulationsmodell des Systems zu erhalten an dem, Versuche zur Reglerparameterisierng, oder Simulation von Betriebszuständen die unter Umständen eine Zerstörung des Systems nach sich ziehen würden, durchgeführt werden können. Ausgangspunkt für das Model des Luftpfades sind die Gleichungen zur Beschreibung kompressibler, reibungsbehafteter Fluide, der aus der Mechanik bekannte Drallsatz sowie Gleichungen zur Beschreibung des Betriebsverhaltens von Asynchronmaschinen aus. Dem Modell des Luftpfades fällt die Aufgabe zu, einerseits das Verhalten des Kompressors nachzubilden, und andererseits den in den Rohrleitungen und im Stack vorherrschenden Druck und Luftmassestrom zu simulieren. Außerdem wird in diesem Teil des Modells noch die Temperatur der Luft beim Austritt aus dem Kompressor ermittelt. Der Kühlkreislauf beschreibt die Temerpaturverläufe von Kühlwasser und Luft, wobei sich die Simulation auf die Berechnung der am Ausgang des Wärmetauschers herrschenden Lufttemperatur beschränkt.