Suche
Social Media Links

Batterie-Energie-Speichersysteme

Leistungsstarke Hochspannungsbatteriespeicher als Grundpfeiler der Energiewende.

(Bild: pixabay).

© pixabay

Dortmund, 20. März 2020. Prof. Dr. Stefan Kempen und Prof. Dr. Martin Kiel forschen im vom Land NRW eingerichteten Spitzencluster
Industrielle Innovation (SPIN) an einem Hochspannungsbatteriespeicher. Zusammen mit den Forschungspartnern Siemens Gas and Power GmbH & Co. KG Mühlheim und Weissgerber Engineering Dortmund werden im Pilotprojekt kV-BATT Batterie-Energie-Speichersysteme (BESS) entwickelt, mit signifikanten Verbesserungen gegenüber den bisherigen Systemen.

Hintergrund

Batterie-Energie-Speicher-Systeme (BESS) werden überall dort benötigt, wo in elektrischen Energiesystemen ein momentanes Ungleichgewicht zwischen erzeugter und verbrauchter elektrischer Leistung besteht. Sie speichern beispielsweise überschüssigen Strom aus Windparks oder Photovoltaikanlagen und geben ihn genau dann ab, wenn er benötigt wird. In Kombination mit Gas- oder Dampfturbinen bilden BESS hybride Kraftwerke um Verbrauch von fossilen Energieträgern zu reduzieren und die benötigte Energieeinspeisung zeitweise durch Batteriespeicher mit nachhaltig erzeugter Energie  bereitstellen. Somit tragen die Speicher bereits heute zur Stabilisierung der Netzfrequenz bei, optimieren Energieerzeugung sowie -verbrauch und schützen als Notstromaggregate vor Ausfällen. In mobilen Anwendungen, beispielsweise in Zügen oder Schiffen, kommen BESS zudem zunehmend autark oder in Kombination mit anderen Energiequellen im Antrieb zum Einsatz.

BESS bestehen meist aus mehreren zehntausend Batteriezellen, die über drei Integrationsebenen zusammengeschaltet sind. Dieser Aufbau und bestehende Normen bringen zwei Herausforderungen mit sich: Zum einen ist die Gesamtspannung der Systeme (meist weniger als 1.000 Volt) im Vergleich zu den großen gespeicherten Energiemengen (1 bis 2 Megawattstunden) und den damit verbundenen Leistungen gering, was hohe Stromleitungsverluste zur Folge hat. Zum anderen ist das System aufgrund der Vielzahl der verwendeten Einzelzellen fehleranfällig und erfordert einen entsprechenden Wartungsaufwand.

Das Projekt

Ziel ist es, die Nachteile aktueller BESS durch den Einsatz einer neu entwickelten Technologie auszugleichen. Der so entstehende Hochspannungsbatteriespeicher verfügt über eine Systemspannung von 5.000 Volt, ist im Aufbau besonders kompakt und lässt sich mithilfe eines intelligenten Wartungskonzepts laufend kontrollieren. Als Teil eines hybriden Kraftwerks und im Zusammenspiel mit einer Gasturbine ermöglicht ein solcher Speicher zum Beispiel eine sofortige Netzeinspeisung beim Kaltstart von Turbinen und reduziert die zyklischen Belastungen von Turbosatz-Komponenten. Dank reduzierter Wartungsintervalle und höherer Effizienz leistet kV-BATT einen wesentlichen Beitrag zur CO2-Einsparung und optimiert die Betriebskosten.

Die Ziele

  • höhere Flexibilität und Zuverlässigkeit bei der Energieerzeugung mit konventionellen und Wasserstoff betriebenen Turbosätzen
  • verbesserte CO2-Bilanz von Schiffen und Zügen dank einer ökologisch und ökonomisch bedarfsorientierten Stromversorgung mit hoher Verfügbarkeit und Leistungsdichte
  • Erschließung weiterer Nutzungsszenarien und Märkte für Batteriespeicher

Partner und Zuständigkeitsbereiche:

  • Siemens AG, Mülheim an der Ruhr: Automatisierungstechnik, Digitalisierung, Effizienzoptimierung, Systemintegration, Steuerung
  • Labor für Hochspannungstechnik und Labor für Regenerative Energien der FH Dortmund: Batterietechnologie, Hochspannungstechnik, Isolations- und Feldsteuerungskonzeption, Zelltechnologie
  • WEISSGERBER Engineering, Dortmund: Batteriemanagement, Datenverarbeitung, Diagnosetechnik, Sensortechnik

Projektzeitraum

  • Start: Mai 2020
  • Dauer: Das Projekt umfasst einen Zeitraum von zwei Jahren. Im Fokus stehen die Entwicklung und Erprobung der Technologie und ihrer Komponenten. Geplant ist ein Anschlussprojekt, in dem ein Prototyp unter Realbedingungen getestet werden soll.

Origialmeldung:
https://www.fh-dortmund.de/de/fb/3/forschung/kv-batt/kv-batt.php

Ansprechpartnerin:
FH Dortmund
Pressesprecherin
Heike Mertins
+49 (0)231 9112 9127
heike.mertins@fh-dortmund.de
2020-03-20T13:12:14+01:0020.03.2020|Kategorien: Uncategorized|Tags: |