Nicht wenige Experten haben die Redox-Flow-Batterie mit Vanadium-Elektrolyten bereits für tot erklärt. Denn Vanadium ist teuer, zudem brauchen die Redox-Flow-Systeme viel Eigentstrom für die Pumpen und die Heizung des Elektrolyten.
Doch nun kehrte die Technik ins Rampenlicht zurück. Denn die österreichische Firma Enerox aus Wiener Neudorf hat diese Batterietechnik weiterentwickelt. Dafür bekam sie den diesjährigen Award der Speichermesse EES. Das Speichersystem Cell Cube FB500-2000 ist eine Redox-Flow-Batterie mit flüssigem Vanadium-Elektrolyten. Der neue Cell Cube bietet bis zu 1.000 Volt DC als Spannung fürs Laden und Entladen an. Die skalierbaren, leistungsstarken 250-Kilowatt-Einheiten werden künftig in großen Solarparks und Windparks, in autarken Gebäuden und in Firmennetzen eingesetzt.
Den Elektrolyten mieten
Die Jury würdigte vor allem das Geschäftsmodell „Electrolyte as a Service“, mit dem die Volatilität des Vanadiumpreises entschärft und die Investitionskosten auf 300 Euro pro Kilowattstunde gesenkt werden. Das Ziel sind 150 Euro je Kilowattstunde Speicherkapazität.
Der Enerox-Kunde mietet den Elektrolyten, der andernfalls sehr hohe Kosten verursacht, wollte man ihn wie die Systemtechnik kaufen. Das war bisher ein Pferdefuß dieser Großbatterien, der nunmehr auf clevere Weise entschärft wurde. Eine solche Großbatterie braucht etliche Tonnen des Vanadium-Elektrolyten, das könnte leicht ins Geld gehen. Enerox gehört zur Cellcube-Firmengruppe, wie unter anderem Pure Vanadium, ein wichtiger Anbieter von Vanadium-Elektrolyten. Auf diese Weise ist der Zugriff auf den teuren Betriebsstoff gewährleistet.
Mehr als 20.000 Zyklen
Weil Vanadium ein giftiger Stoff ist, wurde der Elektrolyttank als doppelwandiger Behälter ausgelegt. Die Batterie wird komplett im Container anschlussfertig angeliefert, also nicht vor Ort separat aus Einzelteilen aufgebaut. Der untere Teil des Containers ist wie eine dichte Wanne ausgeführt, damit bei einem Leck kein Vanadium nach außen dringen kann.
Bis zu sechs Batterien lassen sich in Reihe schalten, ohne zusätzlichen Aufwand bei der Leistungselektronik. Gerade in gewerblichen Anwendungen ist das ein Vorteil, um das Speichersystem optimal an die Belange des Unternehmens anzupassen.
Der große Vorteil dieser Batterien liegt darin, dass sie faktisch unbegrenzte Zyklen erlauben, also sehr lange Standzeiten versprechen. Enerox nennt 20.000 Zyklen, wobei Tiefenentladung kein Problem darstellt.
Fester Elektrolyt in Lithiumbatterie
Der zweite EES Award für gewerbliche Speicherbatterien ging an Blue Solutions. Die Firma gehört zur französischen Bolloré-Gruppe. Blue Solutions hat einen stationären Energiespeicher mit einer Lithium-Metall-Polymer-Batterie (LMP) vorgestellt, die ohne flüssigen Elektrolyten auskommt.
Diese Batterie ist praktisch ein Festkörper. Die Jury des EES Awards zeigte sich beeindruckt von der hohen Sicherheit und Leistung dieses Systems, das auch für mobile Anwendungen zugelassen ist.
Die stapelbaren Batterieracks LMP 250/400 enthalten die Speicherzellen und einen integrierten Controller. Auf diese Weise sind die Racks sehr einfach zu installieren und zu warten. LMP-Batterien werden ohne Kühlung mit bis zu 105 Grad Celsius betrieben. Die LMP-Technologie verwendet kein Lösungsmittel, Kobalt oder andere seltene Mineralien. Weil das Lithium in metallischer Form vorliegt, ist es gut recycelbar.
Höhere Temperaturen bevorzugt
Die Speicherkapazität lässt sich von 250 bis 400 Kilowattstunden skalieren. Zwei bis acht Racks sind als Cluster schaltbar. Das System lässt sich bis zu Großbatterien mit 3,1 Megawattstunden ausbauen.
Die Zahl der Ladezyklen wird mit 3.000 bis 4.000 angegeben. Die Anbindung ist AC- oder DC-seitig möglich. Die Batterie wird als Hochvoltsystem mit 958 Volt gespeist. In der Containerlösung LMP 400 liegt die Systemspannung zwischen 700 Volt und 1.032 Volt (DC). So lässt sich dieser Speicher sehr gut mit Photovoltaik versorgen. Die Ladeleistung beträgt 98 Kilowatt, die Entladeleistung bis zu 196 Kilowatt.
Solche LMP-Batterien bevorzugen etwas höhere Betriebstemperaturen, weil der Polymerelektrolyt dann besser kontaktiert. Deshalb kann man sie in südlichen Regionen wie in Afrika gut einsetzen. Dort werden normale Lithiumbatterien mit flüssigem Elektrolyten nur ungern installiert, weil sie schnell überhitzen und von Thermal Runaway bedroht sind. Blue Solutions hat bereits mehrere LMP-Batterien in Afrika installiert. Der Preis liegt derzeit bei rund 450 Euro je Kilowattstunde, komplett mit Energiemanagementsystem und Leistungselektronik.
Alexander Schönfeldt von Enerox durfte sich über die begehrte Trophäe freuen.
Die Lithiumbatterie von Blue Solutions aus Frankreich kann nicht mehr thermisch durchgehen.
