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Stromversorgung Speichersystem integriert verschiedene Speichertechnologien

| Redakteur: Juliana Pfeiffer

Mitarbeiter der Universität Freiburg und der Hahn-Schickard-Gesellschaft entwickeln ein Speichersystem zur autarken Stromversorgung. Dabei spielt Künstliche Intelligenz eine entscheidende Rolle.

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Ein neues Speicherkonzept aus Freiburg soll die ländliche Elektrifizierung durch Photovoltaik im globalen Süden verbessern.
Ein neues Speicherkonzept aus Freiburg soll die ländliche Elektrifizierung durch Photovoltaik im globalen Süden verbessern.
(Bild: Balance of Storage Systems BOS AG)

Lithium-Ionen-Batterien für die E-Mobilität werden heutzutage so optimiert, dass die Leistungsdichte steigt. Batterien in stationären Stromspeichern für die ländliche Stromversorgung hingegen sollen:

  • günstig sein
  • aus gut verfügbarem Material bestehen
  • einfach zu recyclen sein
  • eine robuste Zellchemie besitzen und
  • im Gesamtsystem nicht allzu komplex sein

Um diese Gegensätze zu vereinen, erarbeitet die Nachwuchsgruppe „Elektrochemische Energiesysteme“ am Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK) der Universität Freiburg und der Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. ein neues Speicherkonzept. Dieses kombinieren die Forschenden unter der Leitung von Dr. Matthias Breitwieser und Dr. Severin Vierrath mit einem skalierbaren und intelligenten Batteriesystem.

Die Idee für dieses System hatten die Projektmitglieder bei ihrer Mitarbeit bei der Nicht-Regierungsorganisation „Ingenieure ohne Grenzen e.V.“ und einem Workshop zu ländlicher Elektrifizierung durch Photovoltaik.

Ziel des Projektes Plug-In ist es, ein modular aufgebautes Speichersystems zu entwickeln. Dabei soll eine dezentrale Systemsteuerung zusammen mit einer dezentralen Wechselrichtertechnologie helfen, verschiedene Speichertechnologien in einem System zu integrieren.

Skalierbares Batteriesystem

Die Steuerung lernt dabei jedes System individuell auf die verwendeten Speichermodule ein. Die Einbindung jedes Moduls in die momentane Energiebereitstellung wird an den momentanen Status angepasst, z. B. bei Batterien an den Ladezustand, den Zelltyp, die Zellchemie oder den Alterungszustand. Dabei entsteht eine künstliche Intelligenz, die den Systembetrieb optimiert und die Vorteile der einzelnen Module nutzt.

Mit der Verlagerung der Komplexität von der Hardware zur Software können sich somit unterschiedliche Speicher-Verbraucher, Speicher-Erzeuger bzw. Speicher-Speicher Einheiten bilden. Das Batteriesystem wird damit skalierbar. Auch eine direkte Einspeisung wird aus dem System ins AC Netz sowie der Betrieb von AC-Geräten ermöglicht.

Um das Projekt zeitnah realisieren zu können, arbeiten die Freiburger Wissenschaftler mit ihrem Team vom IMTEK mit dem mittelständischen Batteriehersteller BOS Balance of Storage Systems AG aus Neu-Ulm, Prof. Dr. Peter Adelmann vom Insitute for Decentralized Electrification, Entrepeneurship and Education GmbH & Co.KG (id-eee) in Ulm und die Start-Up-Firmen Fothermo und Fosera zusammen.

Buchtipp

Auf dem Stand der aktuellen Technik vermittelt das Fachbuch Akkuwelt das Basiswissen zur Batterie-Technologie und bietet einen Überblick über die Entwicklung, den Bau und die Anwendung von Batterien. Außerdem gibt das Buch Einblick in potenzielle und zukünftige Entwicklungstendenzen.

Das Projekt „Plug-In“ wurde in das Programm „Weltspeicher“ aufgenommen. Mit diesem Programm möchte das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) neue Ideen unterstützen, die das Potential für Sprunginnovationen haben, und deren Umsetzung beschleunigen. Die zwölfmonatige Konzeptphase des Konsortiums aus Baden-Württemberg hat am 1. Juni 2020 begonnen. Im Anschluss fördert das BMBF bis zu zwei der derzeit bewilligten „Weltspeicher“-Projekte mit bis zu fünf Millionen Euro über einen Zeitraum von maximal drei Jahren, um die Ideen in die Praxis zu übertragen.

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