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Angesichts der Energiekrise wird Power-to-Gas als einzige praktische Lösung für die saisonübergreifende Langzeitspeicherung von Energie und als Antwort auf die schwankende und wachsende Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien angesehen. Die Grundlage dieser Technologie ist die Erzeugung von grünem Wasserstoff durch Elektrolyse von Wasser mittels Elektrolyse Stacks, die aus mehreren Zellen bestehen. Bei der Entwicklung dieser Zellen wird die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) als zerstörungsfreie Methode zur Überwachung des Betriebszustandes eingesetzt. Diese Methode erlaubt es, bestimmte Phänomene von Aktivierungs- und Degradationsprozessen nicht nur einer bestimmten Zelle, sondern auch den Zellkomponenten zuzuordnen. Über ein Ersatzschaltbild können die Veränderungen empirisch über die Komponentenwerte ermittelt und dokumentiert werden. Da EIS-Messungen meist an Einzelzellen beziehungsweise kleinen Stapeln erfolgen, sind bis auf wenige Ausnahmen keine Geräte zur Messung von Stapeln mit einer Stromaufnahme größer als 30 A am Markt erhältlich. Um diese Einschränkung zu umgehen, wurde im Zuge des EU-Projektes Recycalyze (ID: 861960) von der HyCentA Research GmbH ein eigener Aufbau zur Gewinnung der Messdaten entwickelt. Das Ziel dieser Masterarbeit ist die Datenverarbeitung und Auswertung dieser Messungen. Dazu wird die Frequenzanalyse hinsichtlich der Genauigkeit in Abhängigkeit von der Messdauer und Phänomenen wie spektralen Leckagen untersucht. Außerdem wird der Einfluss verschiedener Fenster verglichen und bewertet. Um die Auswirkungen auf die Membranelektrodenanordnung (MEA) zu zeigen, werden einfache Ersatzschaltbilder simuliert und gezeigt. Die Veränderung der Bauteilwerte kann bestimmte Effekte zeigen, die im Nyquist Plot aufgezeigt und mit gemessenen Impedanzkurven verglichen werden können. Die Frequenzanalyse, sowie die grafische Aufbereitung und Archivierung erfolgt in der Programmiersprache JULIA. Zur Validierung des Messaufbaus und der Datenauswertung wurde eine Messung mit einem marktüblichen Produkt, bei geringer Stromdichte, erfolgreich durchgeführt. Mit diesem Messaufbau und der Datenauswertung kann die HyCentA Research GmbH Messungen in einem Leistungsbereich anbieten, die bisher nicht möglich waren.

Wegen der Reduzierung von fossiler Energieerzeugung und der zunehmenden Dezentralisierung durch erneuerbare Energiequellen, kommt es zu einschneidenden Umstrukturierungen des Stromnetzes. Um zukünftigen Umständen zu entsprechen, kommt dem Smart Meter eine zentrale Rolle zu und wird dementsprechend analysiert. Das Ziel dieser Masterarbeit ist es, den Smart Meter als Schnittstelle zwischen dem intelligenten Stromnetz und dem Endverbraucher zu nutzen und einen geeigneten Weg zu finden, um Smart Metering einzubinden. Diesbezüglich erfolgt eine Gegenüberstellung, basierend auf dem bewährten mechanischen Zähler mit elektronischen Zählern. Jenes beruht auf Messungen durch eine Integrierung von ohmschen und induktiven Verbrauchselementen. Bei Kundenanlagen mit erhöhtem Lastverbrauch kann der standardmäßige Smart Meter nicht eingesetzt werden und es braucht alternative Implementierungsmöglichkeiten. Bezogen auf Smart Metering werden die umgebende Infrastruktur mit Kommunikationstechniken, die Datenverwertung und Visualisierungsmethodiken erläutert. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass bei elektronischen Zählern die Anforderungen an die Messgenauigkeit gegeben sind. Zudem ist im Haushaltsbereich eine Messbereichserweiterung zu vermeiden und stattdessen Verfahren, basierend auf der Direktmessmethode, zu bevorzugen. Beim Smart Metering muss der Zählerzugriff derart erfolgen, dass eine umfassende Datenabfrage in Echtzeit erfolgt. Im Rahmen dieser Masterarbeit wird die Einsatzfähigkeit vom Smart Meter bewertet. Darüber hinaus wird beschrieben, wie Smart Metering in einem intelligenten Stromnetz eingebettet werden kann.