High-Capacity PEM Fuel Cells and Electrolysers in Hybrid Energy System for Offshore Power Generation

For a redusere klimagassutslippene fra petroleumssektoren, er det en etterspørsel etter å tilgjengeliggjøre fornybar kraft offshore. I denne konteksten, har et Hybrid energisystem for stabil forsyning av kraft og varme til offshore olje- og gassinstallasjoner (HESOFF) blitt foreslatt. Systemet kombinerer kraften fra allerede installerte gassturbiner, med fornybar kraft fra havvind. En viktig del av HES-OFF-konseptet er et system av PEM (Polymer Elektrolytt Membran) brenselceller og elektrolysører for å handtere den å ustabile kraften fra havvindmøllene. I dette arbeidet har det blitt utviklet en modell av brenselcellene og elektrolysørene som inngar i HES-OFF-konseptet. Cellestablene har blitt modellert ned til enkeltcellenivå, som komponenter i det storskala PEM-systemet. De resterende støtte-komponentene i brenselcelle- og elektrolysørsystemet er betraktet i enklere former. Dette inkluderer modellering av en lagringstank for komprimert hydrogengass. Det er antatt at bade brenselcellesystemet og elektrolysørsystemet i HES-OFF-konseptet har samlede kapasiteter på 2 MW. Modellparameterne er stilt inn for a modellere markedets beste produkter. Modellen betrakter bade stabile og dynamiske fenomener, og diverse simuleringer har blitt gjennomført med modellen for a vise modellens funksjoner og egenskaper. I tillegg til utviklingen av modellen, har det blitt drøftet sannsynlige estimater pa vekt og dimensjoner til HES-OFF-systemet. Hovedutfordringen ved utviklingen av modellen, var a få tilgang til nødvendige opplysninger om brenselcellene og elektrolysørene for kunne stille inn modell-parameterne riktig og videre validere resultatene. Derfor ble det forsøkt å utvikle en modell som avhenger minst mulig av empiriske parametere som videre krever data for a stilles inn riktig. Resultatet av arbeidet vil bidra til forskningsaktiviteter som allerede er påbegynt i forskningsprosjektet HES-OFF. I tillegg ble arbeidet ble utført med et bredt omfang, for a gi et grunnlag for fremtidig modellering av PEM systemer