Im Rahmen des vorliegenden Forschungsvorhabens sollen Fragestellungen hinsichtlich der zukünftigen und innovativen Nutzung von Windenergie zur Erzeugung von Wasserstoff identifiziert werden, die sich aus der Kopplung einer Windenergieanlage (WEA) bzw. eines Windparks (WP) an Wasserelektrolyseure (WEL) ergeben.
Die in dieser Prozesskette auftretenden physikalischen und chemischen Umwandlungsvorgänge sollen mit Hilfe von numerischen und experimentellen Modellen abgebildet werden. Die virtuelle Kopplung des mathematischen Berechnungsmodells eines Wasserelektrolyseurs an ein numerisches Modell einer Windenergieanlage ermöglicht es hierbei, den Vorgang der Energieumwandlung unter normalen sowie besonderen Wettersituationen, Windbedingungen und langfristigen Lastzyklen im Inselbetrieb zu simulieren und dadurch potentielle Fragestellungen und wissenschaftliche Herausforderungen im Rahmen möglicher Interaktionseffekte beider Systeme zu identifizieren.
Ergänzend zur rein numerischen Herangehensweise soll erarbeitet werden, inwieweit sich die Kopplung eines experimentellen Simulationsmodells eines Windparks in turbulenter Umgebung mit einem numerischen Modell des zugehörigen Wasserelektrolyseurs für zukunftsweisende Forschungsvorhaben eignet. Ziel ist es hierbei, das hoch dynamische Zusammenspiel zwischen elektrischer Leistungsproduktion eines Parks und Wasserelektrolyse realitätsnah unter kontrollierbaren und reproduzierbaren turbulenten Windbedingungen erforschen zu können. Während bisherige Studien primär die Nutzung von Wasserelektrolyse zur Glättung der Windstromeinspeisung untersuchten, soll in diesem Projekt der Ansatz betrachtet werden, bei denen Windenergie und Wasserelektrolyse zur wirtschaftlich optimierten Erzeugung großer Wasserstoffmengen stark gekoppelt sind.