Optimierte Großspeicher für zukunftsträchtiges Energiesystem

Optimierte Großspeicher für zukunftsträchtiges Energiesystem

Zwei seriennahe Großspeicher ergänzen ab sofort die Forschungsinfrastruktur Energy Lab 2.0 des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Mit einem neuen Lithium-Ionen-Speicher zur kurzfristigen Netzstabilisierung sowie einem neuen Redox-Flow-Speicher für längere Speicherperioden testen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ein optimiertes Steuersystem. Bei einer zunehmend dezentralen und schwankenden Energieerzeugung durch erneuerbare Energien ist der Aufbau von Speicherkapazitäten zur Netzstabilisierung eine zentrale Herausforderung.

Lithium-Ionen-Batteriespeicher im Energy Lab 2.0 als Quartiersspeicher zur lokalen Netzstabilität (Foto: Amadeus Bramsiepe/KIT)
Lithium-Ionen-Batteriespeicher im Energy Lab 2.0 als Quartiersspeicher zur lokalen Netzstabilität (Foto: Amadeus Bramsiepe/KIT)

Mit den seriennahen Prototypen zweier Energiespeichersysteme samt optimiertem Steuersystem demonstriert das KIT seriennahe Standardlösungen: Im Energy Lab 2.0 – einer großskaligen Energieforschungsinfrastruktur am KIT – wurden ein neuer Lithium-Ionen-Speicher sowie ein neuer Redox-Flow-Speicher in Betrieb genommen. „Wir werden das Zusammenspiel der neuen Energiespeichersysteme mit anderen Netzkomponenten im praxisnahen Betrieb demonstrieren“, sagt Professor Roland Dittmeyer, der wissenschaftliche Koordinator des Energy Lab 2.0. „Ziel bei der Entwicklung war es, kostenoptimierte und effiziente Großspeicherlösungen für das Energiesystem der Zukunft bereitzustellen.“

Mit dem neuen Lithium-Ionen-Großspeicher im Energy Lab 2.0 verfügt das KIT nun über eine Lösung mit besonders niedrigen Betriebs- und Wartungskosten. Das neue Speichersystem liefert insgesamt 1,5 Megawattstunden nutzbare Energie bei bis zu 800 Kilowatt elektrischer Leistung. „Durch den neuartigen Systemaufbau ergibt sich eine erhebliche Kostenersparnis“, sagt Projektleiter Michael Mast vom Batterietechnikum des KIT.

Richtig eingesetzt, haben Redox-Flow-Speicher, mit denen überschüssige Energie aus erneuerbaren Quellen zwischengespeichert werden kann, entscheidende Vorteile: Speichergröße und Leistung können unabhängig voneinander und fast beliebig skaliert werden. Die Redox-Flow-Batterie ist nicht brennbar. Im Energy Lab 2.0 wurde nun ein Vanadium-Redox-Flow-Batteriespeicher mit 0,8 Megawattstunden Energie und einer Leistung von 200 Kilowatt installiert. Mit der übergeordneten Steuerung kann er mit dem Lithium-Ionen-Speicher zu einem Hybridspeicher kombiniert werden. Ziel ist eine Speicherlösung, die Vorteile der beiden Technologien vereint. Ein weiterer Grund für die Forscher, das Zusammenspiel dieser verschiedenen Speichertechnologien weiterzuentwickeln, ist die Nutzung unterschiedlicher Rohstoffe bei der Produktion der Speichermedien, wodurch bei zunehmendem Ausbau Lieferengpässe vermieden werden können.