Produktionskonzepte und digitaler Zwilling für Wasser-Elektrolysestacks
gefördert durch:
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Projektverantwortlich: Prof. Stefan Galka
Kooperationspartner: WEW GmbH, Hochschule Rhein-Waal, TU Clausthal, RWTH Aachen University, TU Dortmund
Laufzeit: 2021-2025
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Wasser-Elektrolyseure vom Fließband als zentraler Baustein der Energiewende
Grüner Wasserstoff ist ein Grundbaustein der Energiewende. Aktuell ist dieser jedoch nur selten wettbewerbsfähig. Ein Grund dafür sind die teuren Anlagen – die Elektrolyseure – die für die Herstellung des grünen Wasserstoffs aus erneuerbaren Energien benötigt werden. Im Forschungsprojekt StaR wurde deshalb ein neuartiges Design für die Elektrolysestacks entwickelt. Dieses ermöglicht eine automatisierte Serienfertigung, wodurch die Herstellkosten drastisch gesenkt werden können. Aufgabe im Projekt ist es, für diese Vision die Produktionskonzepte zu erarbeiten und den Planungsprozess mit einem digitalen Zwilling zu unterstützen.
Fabrikplanung mit Künstlicher Intelligenz
Bei der Planung der Fabrik zur kostengünstigen Produktion von Elektrolyseuren im Gigawatt-Maßstab werden mithilfe Künstlicher Intelligenz skalierbare Konzepte für die Produktion und Logistik erarbeitet und zusammen mit den Industriepartnern umgesetzt. Eine Besonderheit dabei ist, dass nicht von Aufbaustufe zu Aufbaustufe geplant wird. Stattdessen wird zuerst die final angestrebte Konfiguration der Fabrik festgelegt. Von diesem Zielzustand aus werden sowohl die vorausgehenden Aufbaustufen, als auch die Umbauphasen zwischen den Aufbaustufen geplant. So soll ein schnelles Wachstum sichergestellt und das Planungsrisiko minimiert werden. Um diese Dynamik transparent abzubilden, wird eine neue Planungsmethodik entwickelt, die durch das neuartige Datenmodell des digitalen Fabrikzwillings gestützt wird.
Digitaler Zwilling
Im Projekt wird ein digitaler Zwilling entwickelt, der als zentrale Austauschplattform zwischen den Projektpartnern dient. Alle Informationen laufen in einer gemeinsamen Datenbank zusammen, werden dort verarbeitet und stehen den jeweiligen Fachbereichen transparent aufbereitet zur Verfügung. Dadurch wird eine schnelle und stets aktuelle Kommunikation ermöglicht, die gleichzeitig den Aufwand für jeden einzelnen reduziert. Planungsfehlern aufgrund von fehlender oder veralteter Informationen wird so vorgebeugt. Gleichzeitig wird dadurch auch eine lückenlose Dokumentation des Planungsfortschritts ermöglicht und die Basis für ausführliche Was-wäre-wenn-Analysen gestellt.
