6. Batteriefachtagung von Megger Neue Chancen für Unterbrechungsfreie Stromversorgungen

Redakteur: Ines Stotz

Brilon im Sauerland war vom 11. bis 12. Mai Austragungsort der 6. Batteriefachtagung von Megger. Am Stammsitz von Hoppecke trafen sich 93 der besten Batterie-Praktiker aus Deutschland. In elf Fachvorträgen und vier Workshops wurde vor dem Hintergrund der Energiewende und dem bevorstehenden Umbau der deutschen Energienetze auch über die Zukunft der Unterbrechungsfreien Stromversorgung diskutiert. Das Motto der Tagung: „Wohin führt die Reise?“

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Der künftige Weg hin zur dezentralen Energieversorgung mit immer mehr Anschlussstellen für erneuerbare Energiequellen, erscheint nach den Ereignissen in Japan klar ersichtlich. In Politik und Industrie herrscht trotz Bauchschmerzen Einigkeit über die „Energiewende“, die im Grunde ein ökologischer Umbau der deutschen Energieversorgung ist. Das wirkt sich nachhaltig auch auf die wichtigen Back-Up- und Notstrom-Systeme aus, mit denen die Stromversorgung bei Netzausfall aufrechterhalten wird. Noch wird das Netz überwiegend zentral von großen Kraftwerken gespeist – naturgemäß mit viel Platz für große Blei-Säure-Batterieanlagen.

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Doch wie verhält es sich in den künftigen Energienetzen, mit vielen kleinen Einspeisepunkten aus dezentralen, kleinen Energiequellen aus Windkraft, Photovoltaik oder anderen Kleinanlagen – die aufgrund unsicherer Wetterlagen auch noch starken Schwankungen unterliegen? Gerade diese benötigen eine USV, die vor Überspannung, Unterspannung, Oberschwingungen, Spikes oder Spannungsausfall schützen und sämtliche Back-Up-und Notsysteme bei Stromausfall aufrecht erhalten. Wo werden die untergebracht? Wie sollen sie künftig beschaffen sein? Wer wird sich um ihren einwandfreien Zustand kümmern und dafür die Sorge tragen, dass sämtliche Sicherheitsrichtlinien genau eingehalten werden?

Es entsteht eine Serviceverlagerung

Rolf Werkmeister, Sales Director Power Generation von Hoppecke ist überzeugt: hier ergeben sich viele neue Chancen. Nicht nur für die etablierten Hersteller von Batterie- und Back-Up-Systemen oder großen Serviceunternehmen. Kleine und mittlere Elektrofachbetriebe könnten mit Spezialisierung, Engagement und modernem Prüfgerät diese neue Nachfrage ebenfalls bedienen. Ihnen böte sich hier aufgrund der vielen unterschiedlichen Systemdesigns ein komplett neues Betätigungsfeld und viele neue Möglichkeiten zur Spezialisierung. Und die wäre notwendig, denn schon jetzt fehlte es an Know-how: Viel zu oft seien USV-Anlagen an den tatsächlichen Notwendigkeiten vorbei konzipiert, wie Rolf Werkmeister weiter ausführte.

Die Tagungsteilnehmer sprachen über den Stand der Technik und aktuelle Trends. Ergebnis: Die USV-Anlagen werden tatsächlich dezentraler, kleiner, flexibler. Der Bedarf sowohl für kleine, modulartige Batterie-Systeme als auch für deren Peripherie wie etwa Stromwandler oder Brennstoffzellen wächst. Letztere entwickelt sich zu einer weiteren Säule in der künftigen Architektur unserer Netze. Der Wirkungsgrad von Brennstoffzellen bei der Erzeugung von elektrischer Energie ist weitaus höher als der von Verbrennungsmotoren. Statt Diesel für die Generatoren, bildet künftig Wasserstoff für die Brennstoffzellen die Energiereserve, mit der die Back-Up-Systeme bis zu 48 Stunden nach dem Stromausfall weiter betrieben werden können.

In seinem Vortrag „Hilfsstromversorgung in Transportnetzstationen“ erklärte Peter Rümenapp von Amprion, dass derzeitige Brennstoffzellen bis 5 kW den Anforderungen an die Hilfsspannungsversorgung zwar noch nicht vollständig gerecht werden, gleichwohl könnten sie aber als „Gleichrichterergänzung“ in die bestehende Infrastruktur integriert werden, um bei Ausfall des Lade-Gleichrichters durch interne oder externe Fehler in der Umspannanlage die Versorgung der Back-Up-Systeme zu übernehmen. Im Vortrag von Michael Tausch können „Brennstoffzellen der 3. Generation“ mittlerweile sehr modular und exakt nach den örtlichen Gegebenheiten relativ preisgünstig konfiguriert und installiert werden. Alle Komponenten für Windkraft- und Photovoltaik-Anlagen im Off-Grid-Einsatz wie Brennstoffzellen, Wasserstofftanks, Batterien und Wandler passen bereits in ein Gehäuse in der Größe eines Kleiderschranks, so ein Ergebnis der Fachtagung.

Lithium-Ionen-Module für mobile und stationäre Anwendungen

Doch wo bleiben die Weiterentwicklungen zur Steigerung von Leistungsdichte, Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit von Batterien? Fakt ist: Die gute alte Blei-Säure-Batterie ist und bleibt aus Kostengründen auch in der Zukunft unersetzbar. Und zwar überall dort, wo Gewicht und Platz keine Rolle spielt. Wenn es aber um platzsparende, leichte Zellen geht, richtet sich der Blick zur Zeit überwiegend auf die Lithium-Ionen-Technologie. Wünschenswert wären Lithium-Ionen-Zellen, die als Puffer elektrische Energie abgeben, wenn die Sonne nicht scheint oder gerade kein Wind weht. Hier wären leistungsfähige Energiespeicher die ultimative Lösung, um möglichst viel Energie auf kleinstem Raum zu speichern. Und das betrifft mobile Anwendungen ebenso wie stationäre. Verglichen mit Blei-Säure-Batterien speichern Lithium-Ionen-Akkumulatoren drei- bis viermal so viel Energie bei gleichem Volumen.

Deutsche Hersteller holen auf

Noch wird der Weltmarkt von asiatischen Anbietern dominiert. Das könnte sich aber schon bald ändern, denn diese Dominanz ist weniger durch bessere Technologien als mehr durch größere Fertigungskapazitäten begründet. Asiatische Anbieter produzieren schon heute Lithium-Ionen-Industrie-Batterien in großen Stückzahlen für die Weltmärkte. Diesen Vorsprung gilt es von deutschen Herstellern wett zu machen. Die Grundlage für eine effizientere Fertigung bildet bei Hoppecke ein neuartiges Modul-Konzept, das Stefan Reinhold vom neuen Werk in Zwickau in seinem Vortrag „Advanced Battery“ dem Auditorium präsentierte. Ausgehend von einem einheitlichen, kompakten Basismodul werden dort Batteriesysteme in gleicher Weise für stationäre und mobile Anwendungen hergestellt, da die Anforderungen (kleiner, leichter, stärker) überall identisch sind. Einen beeindruckenden Meilenstein in dieser Entwicklung stellte er ebenfalls vor: Ein mit Lithium-Ionen-Batterien betriebenes und voll kunstflugtaugliches Modell-Sportflugzeug.

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Neue Technologien bei den Gleichrichtern

Leichter und kompakter sollen auch die Gleichrichter werden, mit denen USV-Analgen mit Gleichstrom aus dem Netz versorgt werden. Ulrich Borkers von Benning und Bernhard Rill von Gustav Klein stellten in ihren Vorträgen „Zukunftsweisende Ladetechniken“ und „Bidirektionale Gleichrichteranlagen“ unter anderem neue Technologien vor, die herkömmliche Thyristorgleichrichter ersetzen sollen. Diese sind bislang zu groß, zu schwer, weisen eine zu hohe Welligkeit und eine geringe Dynamik auf. Die Entwicklung konzentriert sich weiter auf getaktete Gleichrichter und auf die IGBT-Technologie. Diese könnten viele Probleme lösen, denn beide Systeme benötigen weitaus weniger Stellflächen. Und bei Spitzenlast geben diese intelligenten Anlagen sogar Energie ab und leisten einen wichtigen Beitrag zur Netzstabilität, wenn künftig mehr regenerative Energiequellen zum Einsatz kommen.

Eine abschließende Antwort auf die Eingangs gestellte Frage könnte sein: Die Reise führt in ein Land, in dem elektrische Energie im Einklang mit der Natur in großem Maßstab erzeugt, beliebig lange gespeichert und von Elektroautos emmisionsfrei verbraucht wird. Dazu benötigt man noch kleinere Systeme mit einer noch größeren Leistungsdichte, doch bis dahin ist es noch ein langer Weg mit vielen Unwägbarkeiten.

Nicht nur Jürgen Göbelhaider, Geschäftsführer von Megger, bewertete die Tagung als vollen Erfolg: Sämtliche Teilnehmer äußerten sich zufrieden mit den neuen Erkenntnissen, dem Erfahrungsaustausch sowie der Organisation.

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