Lithium-Ionen-Speicher dominieren den Speichermarkt in allen Segmenten. Gleichzeitig laufen aber auch Entwicklungen für alternative Batterietechnologien auf Hochtouren. Im Projekt „BiFlow“ will das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) nun gemeinsam mit Partnern ein neuartiges Hybridspeichersystem entwickeln, das die spezifischen Vorteile der Lithium-Ionen- und Redox-Flow-Batterien kombiniert, wie die Forscher am Mittwoch mitteilten. Gleichzeitig soll das System als Wärmespeicher dienen.
Als Vorteile der Lithium-Ionen-Batterien zählt das KIT auf, sie seien kompakt und vergleichsweise günstig in der Anschaffung. Die bisher noch nicht etablierte Redow-Flow-Technologie biete andere Vorteile, etwa die beliebige Skalierbarkeit von Leistung und Energie der Batterien. „Außerdem besitzen sie eine lange Lebensdauer und Zyklenfestigkeit sowie eine besonders hohe Betriebssicherheit“, erklärt Nina Munzke vom Batterietechnikum des KIT und Projektmanagerin von „BiFlow“. „Wir planen nun die Kombination der beiden Batterietypen. So können wir die spezifischen Vorteile kombinieren und die Nachteile ausgleichen“, erklärt die Forscherin. „Zusätzlich wollen wir die Elektrolyttanks der Redox-Flow-Batterie als Wärmespeicher nutzen und damit den Gesamtwirkungsgrad der Anlage erhöhen. Diese Form der Strom-Wärme-Kopplung ist eine Weltpremiere.“ Das Bundeswirtschaftsministerium fördert das Vorhaben mit 1,3 Millionen Euro.
Der Projektpartner Storion Energy GmbH werde eine Redox-Flow-Batterie im Studierendenwohnhaus in Bruchsal installieren. Das KIT übernehme die Gesamtintegration und die intelligente Reglung des gesamten Speichersystems. Der weitere Projektpartner Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie – ICT wird eine optimierte Elektrolytzusammensetzung für die Redox-Flow-Batterie erarbeiten, wie es weiter hieß. Dies sei eine Voraussetzung für die thermische Nutzung. Gespeist wird der Speicher mit Strom aus einer Photovoltaik-Leistung. Im Falle von Überschüssen, die
die elektrische Kapazität des Hybridspeichersystems übersteigen, würden für die Wärmeversorgung des Gebäudes nutzbar gemacht. Ein großflächiger Einsatz von Messtechnik stelle eine fundierte Analyse und Visualisierung des Anlagenbetriebs sicher.
Es sei zudem geplant, in das Hybridspeichersystem eine Ladeinfrastruktur für Elektroautos mit drei Ladepunkten à 22 Kilowatt Leistung zu integrieren. Diese Ladepunkte werden ebenfalls in die Eigenverbrauchsoptimierung eingebunden und auf Grundlage des Nutzungsverhaltens gesteuert. Für ein möglichst ökonomisches Gesamtsystem werde daher nicht nur ein optimiertes Speichermanagementsystem, sondern auch ein übergeordnetes intelligentes Energiemanagementsystem entwickelt.
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