Batterien für stabile Stromnetze
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
