Letzte Aktualisierung: 14.08.2012

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Projekt Competence E forscht an Battery Parity

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Projekt Competence E forscht an Battery Parity - hier: Neues Energiemodul des KIT (Bildmontage: PCE / KIT)

Um das wechselnde Stromangebot von Photovoltaik und Windkraft mit dem Bedarf der Verbraucher in zeitliche Deckung zu bringen, testen Forscher am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) wie Lithium-Ionen-Batterien und Leistungselektronik Lastspitzen im Stromnetz ausgleichen und eine regenerative Inselnetz-Stromversorgung aussehen könnte.

In der ersten Ausbaustufe des Projekts Competence E wird bis Ende 2012 ein neu entwickelter, getriebeloser Windgenerator, der besonders für Schwachwindgebiete geeignet ist, die Stromerzeugung einer Photovoltaikanlage vor allem in den Wintermonaten ergänzen. Das Gesamtsystem der ersten Ausbaustufe kann den Strombedarf eines mittelständischen Gewerbebetriebs ganzjährig decken. Langfristig soll das gewonnene Know How dazu dienen, sowohl kleinere Speichersysteme für den Privathaushalt als auch größere Systeme für den Industriebedarf zu entwickeln.

Herzstück der stationären Energiespeicher ist neben der Batterie eine angepasste Leistungselektronik, die das Laden und Entladen der Batterie innerhalb von nur 2 Stunden ermöglicht. Somit kann der stationäre Speicher als Zwischenspeicher zum Spitzenlastausgleich eingesetzt werden: In Schwachlastzeiten erfolgt die Einspeisung der Sonnenenergie und des Windstroms in die Batterie, wohingegen zu Spitzenlastzeiten die Energie aus der Photovoltaikanlage, dem Windgenerator und der Batterie in das Netz eingespeist wird.

Neben dem Lastmanagement ist die Nachtentladung von erheblicher wirtschaftlicher Bedeutung für Nutzer, denn dadurch kann der Eigenverbrauch an Photovoltaikstrom erheblich gesteigert werden, wenn die Anlage etwa zur Versorgung eines Eigenheims oder einer Wohnanlage genutzt wird. Die Batterie wird nachmittags geladen und bei Dunkelheit bis zum nächsten Morgen entladen, um Elektrogeräte und Licht direkt vor Ort netzunabhängig zu betreiben.

Trotz der hohen Kosten für Lithium-Ionen-Batterien kann sich diese Technologie bereits heute lohnen, vor allem in Regionen die keine stabilen Stromnetze haben. Kleinere und größere Inseln zum Beispiel werden oftmals noch durch Dieselgeneratoren versorgt. In Afrika und Indien sind ganze Landstriche ohne Elektrizität. Eine Photovoltaikanlage mit gekoppelter Lithium-Ionen-Batterie kann hier bei entsprechendem Systemdesign und Lastprofil profitabel eingesetzt werden. Bei weiter sinkenden Kosten für die Systemkomponenten kann auch in Deutschland "Battery Parity" erreicht werden.

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