Batterietechnologien zur Sicherstellung eines sicheren Netzbetriebs
Um künftig auch auf Basis Erneuerbarer Energien eine stabile Energieversorgung zu garantieren, müssen die Anforderungen an die dazu notwendigen 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 Oktober offiziell gestartet und hat eine Laufzeit von insgesamt drei Jahren. Das Forschungszentrum Energiespeichertechnologien (EST) der TU Clausthal koordiniert das Verbundprojekt.
Im dem vom BMBF geförderten Vorhaben werden daher diese 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 (üblicherweise der Umrichter), den Systemanforderungen und den jeweiligen Interaktionen ermöglichen es, das volle Potenzial derartiger Speichertechnologien auszuschöpfen.
In diesem Labor wird zu leistungsstarken Batteriespeichern geforscht. – Foto © TU Clausthal
„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 EST-Projektleiter 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 100C (entspricht 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 (THM) 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 Forscherinnen und 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.
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