KIT-Karlsruhe weihte ein
Solarzellen, Batterien und Wechselrichter in einer 1-MW-Anlage erzeugen und puffern Solarstrom netzverträglich. Neue und sichere Technologie als Baustein für die Energiewende. Eine Mittteilung vom KIT-Karlsruhe.
Mit welchen Technologien gelingt die Energiewende? Wie sichern wir den Innovationsvorsprung im internationalen Wettbewerb? Eine mögliche Antwort gibt der größte Solarstrom-Speicher-Park in Deutschland. Hier arbeiten Solarzellen, Batterien und Wechselrichter zusammen, um Sonnenstrom zu speichern und jederzeit verfügbar zu machen. Das KIT hat anlässlich der Nachhaltigkeitstage Baden-Württemberg die 1-MW-Anlage gemeinsam mit seinen Partnern SolarWatt und Kostal Solar Electric am 11.07.2014 in Betrieb genommen.
„Innovation ist eine Kernaufgabe des KIT“, erklärt Prof. Dr.-Ing. Holger Hanselka, Präsident des KIT. „In diesem Solarstrom-Speicher-Park entwickeln wir mit unseren Partnern zukunftsweisende Lösungen und Systemkonfigurationen, die auf einem globalen Markt bestehen können.“
„Diese neue Forschungsinfrastruktur erlaubt es uns, in einem relevanten Maßstab das Zusammenspiel der neuesten Generationen von Solarmodulen, Stromrichtern und Lithium-Ionen-Batterien zu untersuchen“, erläutert KIT-Projektleiter Dr. Olaf Wollersheim. Gesteuert durch neuartige Prognose- und Regelungsverfahren speichern die Batterien den Strom aus der Sonne, eliminieren so die Erzeugungsspitze am Mittag und können ihn dann bei Bedarf etwa abends, nachts oder morgens abgeben. Ein flächendeckender Ausgleich von Stromerzeugung und Bedarf wäre ein wichtiger Baustein für die Energiewende.
Mehr als 100 verschiedene Systemkonfigurationen
In der Forschungsanlage sind mehr als 100 verschiedene Systemkonfigurationen aufgebaut, die sich etwa in der Ost-West-Ausrichtung, Neigung oder technischen Bauteilen unterscheiden. Die Leistungsdaten werden laufend erfasst und analysiert. Die wissenschaftliche Auswertung wird zeigen, welche Systemkonfigurationen netzverträglich und kostengünstig sind. „Wir wollen damit einen Beitrag zu einer wissenschaftlich fundierten Strategie zum Ausbauziel von 50% erneuerbarer Stromerzeugung bis 2030 leisten“, so Wollersheim.
Neben dem wissenschaftlichen Erkenntnisgewinn hat der neue Solarstrom-Speicher-Park auch einen wirtschaftlichen Nutzen. Der im wissenschaftlichen Betrieb erzeugte Strom wird auf dem Campus Nord des KIT für den Betrieb von Großforschungsgeräten eingesetzt. Damit lassen sich im Verlauf eines Jahres etwa zwei Prozent des Strombedarfs des KIT decken. Insgesamt wurden rund 1,5 Millionen Euro in die Anlage investiert. Dem steht eine jährliche Kostenersparnis von ca. 200.000 Euro gegenüber, bei einer Anlagenlebensdauer von ca. 20 Jahren.
Der Solar-Forschungspark wurde im Rahmen des KIT-Projektes Competence E entwickelt und aufgebaut. Dieses Projekt vereint die wirtschaftlich relevanten Forschungsaspekte vom Batteriematerial bis zum elektrischen Speichersystem auf eine deutschlandweit einzigartige Weise. Mit einer weltweit einmaligen Fokussierung von 26 Instituten aus den Bereichen Chemie, Materialforschung, Produktions- und Verfahrenstechnik, Elektrotechnik, Produktentwicklung, Fahrzeugsysteme, Informatik und Technikfolgenabschätzung auf das Gesamtsystem „Elektrischer Energiespeicher“ wird es möglich, industriell anwendbare kostengünstige Lösungen für stationäre Speichersysteme und elektrische Antriebssysteme der zukünftigen Generationen zu entwickeln. Dabei wird ein integrierter Ansatz vom Molekül über die Batterie, den Elektromotor mit Leistungselektronik bis hin zum vollständigen funktionsfähigen elektrischen Antrieb verfolgt.
Parallel zur Entwicklung und zum prototypischen Aufbau von neuartigen Zellen, Batterien und Antriebssträngen werden neue Fertigungsverfahren für die kostengünstige Herstellung dieser Batterien und E-Antriebe entwickelt und prototypisch dargestellt. Dafür wird am KIT die erste frei zugängliche Forschungsfabrik, das „System Engineering Center“, errichtet, mit der die vorhandenen Lücken in der Innovations- und Wertschöpfungskette geschlossen werden.
Mit einer offenen Technologieplattform für batterieelektrische Fahrzeugantriebs- und stationäre Energiespeichersysteme zielt der systemische Ansatz auf industriell anwendbare Lösungen und deren Produktionsverfahren. Dank der Integration entlang der Wertschöpfungskette soll das ehrgeizige Ziel angegangen werden, bis 2018 Batteriesysteme zu fertigen, die eine Energiedichte von 250 Wattstunden pro Kilogramm bei Kosten von 250 Euro pro Kilowattstunde aufweisen. Damit wird ein wichtiger Schritt in Richtung Energiewende und Klimaschutzziele umgesetzt: eine erhöhte Speicherfähigkeit für stationäre Speicher zum Ausgleich der Fluktuation von erneuerbaren Energien sowie eine Verlängerung der Reichweite von Elektrofahrzeugen zur Erhöhung der Akzeptanz.
->Quelle(n): competence-e.kit.edu; kit.edu;