Das Fraunhofer Umsicht kombiniert erstmalig die solare Stromversorgung eines mittelständischen Betriebs mit Redox-Flow-Speichertechnologie. So soll ein Modellstandort für Systemkopplung in NRW entstehen.
Um aus fluktuierenden erneuerbaren Energien wie Solarenergie erzeugten Strom auch nachts und während sonnenarmer Stunden abrufen zu können, werden Energiespeicher benötigt. Zurzeit dominieren Batteriespeicher auf Basis von Blei oder Lithium den Markt, die entweder sehr teuer sind, eine geringe Zyklenfestigkeit besitzen oder bei denen eine Brandgefahr besteht. Eine kostengünstige und sichere Alternative, insbesondere für stationäre, dezentrale Speicher mit einer weiten Leistungsspanne, ist die Vanadium-Redox-Flow-Batterie.
75 Prozent Eigenverbrauchsanteil
In Rahmen des Projekts „VanRedFlow“ testen Forscher vom Fraunhofer Umsicht in Kooperation mit dem Fertigungs- und Schweißfachbetrieb Technoboxx und der Innovation City Ruhr/Modellstadt Bottrop die Kopplung von Redox-Flow-Batterien mit einem regenerativen Energiesystem. Technoboxx verfügt am Firmenstandort in Bottrop seit 2011 über eine eigene Photovoltaikanlage mit 70 Kilowatt Leistung, die einen wesentlichen Beitrag zur Deckung des Stromverbrauchs der Maschinen, Gebäudetechnik und Büros liefert. Durch Installation eines Speichers mit 15 Kilowatt Leistung und 75 Kilowattstunden Kapazität, was etwa 5000 Liter Elektrolyt erfordert, soll der Eigenstromanteil auf bis zu 75 Prozent gesteigert werden. Es muss entsprechend weniger Energie mit dem Netz ausgetauscht werden, und der CO2-Fußabdruck des Unternehmens verringert sich.
Das Speichersystem soll mittelständische Unternehmen mit hohem Stromverbrauch und bisher geringem Eigenstromanteil auf Basis von Ökoenergien im Wettbewerb unterstützen. Das Projekt VanRedFlow wird mit einer Zuwendung des Landes Nordrhein-Westfalen unter Einsatz von Mitteln aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert.
Verschweißbare Bipolarplatten
Bei der vom Fraunhofer Umsicht eingesetzten Redox-Flow-Technologie wird ein Elektrolyt in zwei Tanks gespeichert und durch eine elektrochemische Zelle gepumpt. Eine Vergrößerung der Kapazität kann durch Erweiterung der Speichertanks erfolgen. Dadurch lassen sich Leistung und Kapazität der Batterie unabhängig voneinander skalieren.
Die Fraunhofer-Forscher fertigen für die Batteriespeicher thermisch verschweißbare Bipolarplatten, die einen neuartigen Aufbau erlauben. Ein aus vielen Einzelzellen bestehender Batteriestack kann nun dicht verschweißt und ohne Dichtungen aufgebaut werden, was die Zuverlässigkeit im Vergleich zu bisherigen Technologien deutlich steigert. „Es lassen sich erstmalig günstig elektrische Speichersysteme herstellen, die auch für das Marktsegment der industriellen Anwendungen relevant sind“, sagt Peter Schwerdt, Abteilung Chemische Energiespeicher beim Fraunhofer. (nhp)
