Lithium- und Bleiakkus: Hybridspeicher testet fünf verschiedene Batterietypen

Lithium- und Bleiakkus: Hybridspeicher testet fünf verschiedene Batterietypen

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An der RWTH Aachen haben Forscher einen neuartigen Batteriespeicher entwickelt. (RWTH Aachen)

von Angela Schmid

An der RWTH Aachen untersuchen Forscher das Zusammenspiel verschiedener Batteriemodelle.

Ein Akku – fünf Technologien: Die RWTH Aachen testet einen Speicher, so groß wie ein Haus, der in dieser Art weltweit einzigartig ist. Bei dem „M5BAT“ (Modularer multi-Megawatt multi-Technologie Mittelspannungsbatteriespeicher) werden fünf verschiedene Batterietechnologien eingesetzt. Mehr als 25.000 Zellen wurden dafür auf einer Fläche von rund 1000 Quadratmeter installiert.

Mit einer Leistung von insgesamt 5,7 Megawatt bei einer Speicherkapazität von 5,6 Megawattstunden können damit etwa 10.000 Haushalte während eines kurzfristigen Stromausfalls etwa eine Stunde lang versorgt werden.

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In dem Forschungsprojekt mit einem Investitionsvolumen von 12,5 Millionen Euro werden wirtschaftliche und technische Aspekte der Energiespeicherung analysiert, um in Zukunft die schwankende Verfügbarkeit Erneuerbarer Energien auszugleichen. Es sollen aber auch neue Geschäftsmodelle auf der Grundlage dezentraler Energien entwickelt werden. 

Alterung, Zuverlässigkeit und Lebensdauer                                                     

Die RWTH will den modular aufgebauten Speicher vor allem dafür nutzen, um Information über die Alterung, Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Technologien zu gewinnen. Gleichzeitig soll mit einem intelligenten Batterie­Management demonstriert werden, wie der Gesamtbetrieb durch ein Hybridsystem mit verschiedenen Technologien optimiert angewendet werden kann.

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Eingesetzt werden in dem Speicher Blei-Säure-Batterien für eine bessere Leitfähigkeit und damit Hochstromfähigkeit, Blei-Gel-Batterien und drei verschiedene Lithium-Ionen-Batterie-Technologien: Lithium-Manganoxid (LMO), das auch in der Elektromobilität eingesetzt wird, Lithium-Eisenphosphat (LFP), bei dem sehr günstige Materialien verwendet werden und das somit Kostensenkungspotentiale bietet sowie Lithium-Titanat (LTO), eine langlebige und robuste Technologie, die hohe Leistungen im Verhältnis zu ihrer Kapazität bietet.

"Durch die Kombination möchten wir Synergieeffekte nutzen. Also zum Beispiel durch die Kombination langlebigerer Technologien mit günstigen Technologien, die dann eher als Reserve-Kapazitäten fungieren", erklärt Projektleiter Tjark Thien. "Durch die derzeit noch in den Kinderschuhen steckende Standardisierung stationärer Batteriesysteme, müssen dann natürlich auch mehr Integrationsaufwände geleistet werden", ergänzt er.

Für ihn ist der Speicher etwas Besonderes. Denn solche hybriden Systeme gibt es bisher kaum – vor allem nicht mit fünf verschiedenen Technologien. Thien: "Ziel unseres Projekts M5BAT ist daher eben auch, herauszufinden, ob und welche Kombinationen wirtschaftlich und technisch Sinn ergeben. Kommerzielle Projekte verfolgen derzeit meist einen Single-Technology-Ansatz."

Vollautomatischer Betrieb

Der vollautomatische Betrieb des Stromspeichers wird mit Hilfe einer Fernwirkeinrichtung vom Energiehandel der Uniper SE in Düsseldorf überwacht und für den  Energiehandel ferngesteuert. Es wird auch überprüft, ob er für Märkte wie der Primärregelleistung oder der Nutzung von Strompreisdifferenzen eingesetzt werden kann.

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"Mit M5BAT testen wir die Nutzungsmöglichkeiten einer Kombination unterschiedlicher Batterietechnologien im realen Netz und am Markt", erklärt Eckhardt Rümmler, der im Vorstand von Uniper sitzt. "Für das Gelingen der Energiewende sind Energiespeicher ein wichtiger Baustein. Sie tragen zu einer höheren Flexibilität der Energiesysteme und zur Systemstabilität bei. Damit sind sie essentiell für eine CO2-arme Stromversorgung auf Basis Erneuerbarer Energien."

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