Moderne Energienetze setzen auf erneuerbare Energien wie Wind- und Sonnenenergie. Dabei kommt es zu Schwankungen sowohl in der Energieerzeugung als auch beim -verbrauch. Um die dabei entstehenden Leistungsspitzen abzufangen und den erhöhten Bedarf an ökologischer Energieerzeugung zu bewältigen, benötigen diese Energienetze dringend mehr dynamische Speichersysteme. Dabei gilt es, die Leistung solcher Energiespeicher optimal zu dimensionieren und eine sichere, bezahlbare und umweltfreundliche Energieversorgung zu gewährleisten. Eine Lösung hierfür bieten intelligente Kombinationen von Speichern, sogenannte hybride Speichersysteme. Ein solcher extrem leistungsfähiger, nachhaltiger und kostengünstiger Hybrid-Energiespeicher ist das Entwicklungsziel des europäischen Forschungsprojekts HyFlow, in dem elf Partner aus Deutschland, Italien, Spanien, Tschechien, Österreich, Portugal und Russland unter Koordination der Hochschule Landshut zusammenarbeiten. HyFlow wird bis 2023 von der EU mit 4 Millionen Euro gefördert.

Hohe Speicherkapazität und hohe Leistung

Im Projekt HyFlow wollen die Forscher*innen einen Hybrid-Energiespeicher entwickeln, der einen hohen Energie- und Leistungsbedarf decken kann. Damit trägt das Projekt dazu bei, in Zukunft die Effektivität und Versorgungssicherheit der Energienetze zu gewährleisten. Zu diesem Zweck wollen sie zwei verschiedene Systeme kombinieren – eine Hochleistungs-Vanadium-Redox-Flow-Batterie und einen Superkondensator. „Eine Redox-Flow-Batterie besitzt eine große Speicherkapazität, lässt sich aber nur langsam auf- und entladen. Der Superkondensator hingegen verfügt über kurze Ladezeiten bei geringer Energiedichte. Durch die Hybridisierung soll ein Energiespeichersystem entstehen, welches die Vorteile beider Systeme kombiniert: hohe Speicherkapazität und hohe Leistung“, sagt Karl-Heinz Pettinger, wissenschaftlicher Leiter des Technologiezentrums Energie der Hochschule Landshut, der das Projekt koordiniert.

Leistungsfähig, nachhaltig und kostengünstig

Der neu entwickelte Hybrid-Energiespeicher ist künftig in der Lage, bei kritischen Netzzuständen, etwa bei hohen Last- oder Erzeugungsspitzen, den Strom- und Energiebedarf ganz flexibel auszugleichen, ob über Sekunden oder ganze Tage hinweg. In diesen anspruchsvollen Anwendungen führt die Hybridisierung zu effizienteren Speichersystemen mit längerer Lebensdauer sowie hoher Anpassungsfähigkeit – und das potentiell sogar bei geringeren Kosten. Dabei arbeitet das neue Hybrid-System möglichst umweltschonend und nachhaltig, indem keine kritischen Ressourcen verwendet werden. So entwickeln die Forscher*innen Strategien, um Vanadium für Redox-Flow-Batterien zu recyceln.

Stärkere Wettbewerbsfähigkeit Europas im Batteriesektor

Der Einsatz optimierter Komponenten für Hybrid-Systeme garantiert die Versorgungssicherheit für Energienetzsysteme – bei erhöhter Stromdichte, Effizienz und Lebensdauer. Zudem sorgt ein innovatives Managementsystem mithilfe von Computeranalysen und Steuerungsalgorithmen für ein hohes Maß an Kontrolle und Anpassungsfähigkeit. Damit soll das Projekt HyFlow die Wettbewerbsfähigkeit Europas im Batteriesektor für stationäre Speicheranwendungen unterstützen.

22.1.2021 | Quelle: Hochschule Landshut | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH