Das Unternehmen TechnoboxX GmbH aus Bottrop setzt zur Speicherung des PV-Stroms auf eine Vanadium-Redox-Flow-Batterie. Das Unternehmen verfügt über eine Photovoltaik-Anlage, die jährlich rund 60 MWh erzeugt. Wie das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (Umsicht) mitteilte, sei das weit mehr als der Metallbaubetrieb für seine Produktionsanlagen und die Betriebsinfrastruktur benötige. Mit dem Ziel, die überschüssige Energie zu speichern und den Fremdstrombezug zu senken, setzt das Unternehmen auf einen vom Umsicht entwickelten Vanadium-Redox-Flow-Batteriespeicher. Dies sei ein Modell, das auch für andere mittelständische Betriebe interessant sein könnte.

Gemeinsam bauten die Projektpartner am TechnoboxX-Standort einen Energiespeicher mit einer Zielleistung von 15 kWel und einer Kapazität von 75 kWh auf. Dabei haben sich die Forschenden aus der Abteilung Elektrochemische Energiespeicher bewusst für eine Vanadium-Redox-Flow-Batterie entschieden. Sie sei aufgrund der flexiblen Skalierbarkeit von Kapazität und Leistung sowie der hohen Zyklenfestigkeit (mehr als 10.000 Zyklen) und Betriebssicherheit eine vorteilhafte Alternative zu konventionellen Energiespeichern wie Lithium-Ionen-Batterien. Das gelte insbesondere für stationäre Großspeicher.

Sicheres Fertigungsverfahren

Bei der Redox-Flow-Technologie sind zwei flüssige, nicht-brennbare Elektrolyte als Energieträger in getrennten Tanks gespeichert. Eine Pumpe befördere sie zum Laden oder Entladen durch einen elektrochemischen Wandler. Dieser bestehe aus vielen gleich aufgebauten Zellen. Die im Projekt »VanRedFlow« entstandenen Stacks bestehen aus Kunststoffrahmen, eingelegten Graphit-Vliesen, Membranen sowie vom Institut entwickelten Bipolarplatten aus Graphit-Kunststoff-Compounds. Sie ermöglichen, die Zell-Stacks ohne die sonst erforderlichen Dichtungen aufzubauen. Denn Laser könnten die Bipolarplatten mit den Zellrahmen verschweißen. Dieses sichere Fertigungsverfahren biete zudem weiter Vorteile. Denn die flüssigen, durch die Stacks gepumpten Elektrolyte vermischten sich weder im Inneren, noch könnten sie in die Umgebung gelangen.

Der Projektpartner TechnoboxX hat im Projekt insbesondere die bauliche Vorbereitung des Aufstellungsortes übernommen. Außerdem den Infrastrukturausbau des Anlagencontainers, die Prüfung der behördlichen Anforderungen, die Konstruktion und Fertigung einer neuen Spannvorrichtung für die Erweiterung der Laserschweißanlage beim Fraunhofer Umsicht. Zudem hat TechnoboxX die Inbetriebnahme des Batteriesystems begleitet, überwacht und wartet die Anlage und unterstützt das Betriebsmonitoring.

Das betreffende Forschungsprojekt trägt den Namen »Vanadium-Redox-Flow-Batteriespeichersystem (RFBS) zur Erhöhung der regenerativen Eigenstromnutzung für industrielle Anwendungen«. Als assoziierter Partner nahm auch die Innovation City Ruhr GmbH teil. Sie ist auf klimagerechte Entwicklung von Stadtquartieren fokussiert. Gefördert wurde das Vorhaben zudem durch das Land Nordrhein-Westfalen aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) 2014-2020 »Investitionen in Wachstum und Beschäftigung«.

9.12.2020 | Quelle: Fraunhofer Umsicht
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