Panorama

Batterien für stabile Stromnetze

04.12.2020 - Verbundprojekt GridBatt startet Forschung an leistungsstarken Batteriespeichern.

Immer dann, wenn Angebot und Nachfrage nach elektrischer Energie nicht im Gleichgewicht sind, wird der Einsatz von elektrischen Energie­speichern zur Überbrückung sowie kurz­zeitigen Stabilisierung der Stromnetze erforderlich. Vor allem dann, wenn Energieerzeugung und -verbrauch schwanken. Um zukünftig auch auf Basis erneuerbarer Energien eine stabile Energieversorgung zu garantieren, müssen die Anforderungen an diese Speicher möglichst präzise formuliert werden. Das Vorhaben „GridBatt - Batterie­technologien zur Sicherung eines stabilen Netzbetriebes“ ist als eines der ersten Projekte im Rahmen der Förderlinie „Forschungs­fabrik Batterie“ im dortigen Cluster „Batterie­nutzungskonzepte“ im Herbst offiziell gestartet und hat eine Laufzeit von insgesamt drei Jahren. Das Forschungs­zentrum Energiespeicher­technologien (EST) der TU Clausthal koordiniert das Verbundprojekt.  

Im vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Vorhaben werden die besonderen Anforderungen an Batteriespeicher bei deren Einsatz zur Netz­stabilisierung herausgearbeitet. Ziel ist es, den Speicher bereits bei dessen Entwicklung optimal an diese Vorgaben anzupassen und dessen spätere Betriebs­führung zu optimieren. Nur eine ganz­heitliche Betrachtung vom Speicher über die Schnittstelle zum System, den System­anforderungen und den jeweiligen Interaktionen ermöglichen es, das volle Potential derartiger Speicher­technologien auszuschöpfen.

„Ein Abgleich der besonderen Anforderungen, die typischer­weise eine hohe Leistung bei kleinem Energie­durchsatz und hoher Fluktuation erfordern, hat gezeigt, dass mit den vorhandenen aktuell wirtschaftlich nutzbaren Speicher­technologien ein Defizit technischer Lösungen besteht“, so der Projektleiter vom EST, Ralf Benger. Als vielversprechend für eine zukünftige leistungs­fähige Technologie erweisen sich derzeit Ansätze mit Aluminium-Ionen-Batterien, für die sehr hohe Lade- und Entladeraten bis 100 C – entsprechend einer Entladung oder Ladung in weniger als einer Minute – und Zyklens­tabilitäten bis 500.000 Zyklen im Labormaßstab gezeigt werden konnten.

Gemeinsam mit dem Technologiezentrum für Hochleistungs­materialien Freiberg des Fraunhofer Instituts für Integrierte Systeme und Bauelemente­technologien IISB soll im GridBatt-Projekt ein Demonstrator einer Aluminium-Ionen-Batterie auf Stackebene aufgebaut werden, der ein späteres Hochskalieren bis auf die Systemebene ermöglicht. Wie die verschiedenen Anforderungen von der Netzseite zu bewerten sind und wie sie auf das Speichersystem übertragen werden können, wird im Projekt von Forschern der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg von den dortigen Lehrstühlen für Leistungs­elektronik und Elektrische Netze und Erneuer­bare Energie vom Institut für Elektrische Energie­systeme IESY untersucht.

TU Clausthal / JOL

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