Optimierung von Batteriespeichern zur Netzstabilisierung

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Clausthal-Zellerfeld – Der Einsatz von elektrischen Energiespeichern zur Überbrückung sowie kurzzeitigen Stabilisierung der Stromnetze gewinnt im Rahmen der Energiewende zunehmend an Bedeutung. Aber auch die technischen Anforderungen an die Energiespeicher ändern sich in der Folge.

In dem Forschungsprojekt „GridBatt - Batterietechnologien zur Sicherung eines stabilen Netzbetriebes“ werden neue Speicher-Spezifikationen gesucht, um einen reibungslosen Netzbetrieb zu gewährleisten. Das Forschungszentrum Energiespeichertechnologien (EST) der TU Clausthal koordiniert das Verbundprojekt.

Anforderungen an Batteriespeicher beim Einsatz zur Netzstabilisierung
Im vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten „GridBatt“ Projekt werden die besonderen Anforderungen an Batteriespeicher beim 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 Potential derartiger Speichertechnologien auszuschöpfen, teilte die TU Clausthal mit.

Defizite bei aktuellen Lösungen zur Energiespeicherung
„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, Dr. 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.

Neue Demonstrations-Batterie und netzseitige Bewertung
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. Die Konstruktion soll so erfolgen, dass ein späteres Hochskalieren bis auf die Systemebene möglich wird. Die Anforderungen von der Netzseite und die Übertragung auf das Speichersystem werden im Projekt von Forschenden der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg untersucht. Eingebunden sind die dortigen Lehrstühle für Leistungselektronik und Elektrische Netze und Erneuerbare Energien vom Institut für Elektrische Energiesysteme (IESY) untersucht.

Über das Forschungsprojekt „GridBatt“
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 2020 offiziell gestartet und hat eine Laufzeit von insgesamt drei Jahren. Das Forschungszentrum Energiespeichertechnologien (EST) der TU Clausthal koordiniert das Verbundprojekt.

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