Forscher am KIT haben ein Batteriemanagement für Redoxflow-Batterien entwickelt. Dieses steuert den Akku unabhängig vom Anwendungsszenario. Damit wollen die Forscher eine Hürde beim Marktdurchbruch der Technologie beseitigen.
Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben eine automatisches Steuerungssystem für Redolxflow-Batterien entwickelt. Denn das fehle noch, um diese Batterietechnologie massenhaft einzusetzen, um überschüssigen Strom aus Solaranlagen zwischenzuspeichern und bei Bedarf ins Netz einzuspeisen. „Dass ein Durchbruch der Flow-Technologie bisher nicht erfolgt ist, liegt vor allem an der Schwierigkeit, sie effizient einzusetzen“, erklärt Thomas Leibfried vom Institut für Elektroenergiesysteme und Hochspannungstechnik des KIT. „Während in die Steuerung von Lithium-Ionen-Batterien bereits Jahrzehnte der Entwicklung investiert wird, befindet man sich bei der Redox-Flow-Batterie noch ganz am Anfang. Aktuell muss sie deshalb noch für jedes Anwendungsszenario baulich angepasst werden.“
Pumpe bestimmt die Leistung
Um diese Hürde endlich zu beseitigen, haben sich die Karlsruher Forscher daran gemacht, ein automatisches Batteriemanagementsystem zu entwickeln. Dieses soll sicherstellen, dass die Redoxflow-Batterie sowohl im Lade- als auch im Entladezyklus immer am effizientesten Punkt arbeitet. Dabei ist wichtig, dass sie dies unabhängig vom Einsatzzweck tut. Derzeit wird die elektrische Effizienz der Redoxflow-Batterien vor allem durch die Pumpengeschwindigkeit bestimmt. „Lasse ich die Pumpe schneller laufen, sinkt der Innenwiderstand und damit auch der Verlust bei der Energieumwandlung“, erklärt Thomas Lüth vom KIT, der den ersten Prototypen der Steuerung angefertigt hat. „Allerdings benötigt das System dann mehr Energie für die Pumpe.“
Den idealen Arbeitspunkt finden
An dieser Stelle setzt das neue Batteriemanagement an. Denn je nachdem wie viel Leistung die Batterie im Betrieb bringen muss, steuert es den idealen Kompromiss an. Es übernimmt auch das thermische Management während des Betriebs. Denn auch die Kühlung der Batterie kostet Energie, und muss zur richtigen Zeit erfolgen.
Derzeit existiert nur ein Prototyp des neuen Batteriemanagements. Die Forscher am KIT testen dieses gerade an einer Vanadium-Redoxflow-Batterie. Sollte dieser Prototyp tatsächlich so funktionieren, wie es sich die Karlsruher vorgestellt haben, soll er miniaturisiert werden. Denn eine marktreife Version des Batteriemanagements wird auf einem Mikrochip Platz finden. (su)
