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Elektrische Energiespeichersysteme

Leiter: Dr.-Ing. Ralf Benger
  
wissenschaftliche Mitarbeiter: Lennart Beushausen, M.Sc.
Dipl.-Ing. Frank Deblon
Julian
Gollenstede, M. Sc.
Dipl.-Ing. Alexander Oberland
Dipl.-Ing. Eric Tchoupou Lando
Marcel Thiele, M. Sc.
 

Sichere und zuverlässige Hochleistungs-Energiespeichersysteme

Im Fokus der Arbeitsgruppe „Energiespeichersysteme“ liegt die ganzheitliche Untersuchung von Einsatzmöglichkeiten von Energiespeichersystemen in stationären und mobilen Anwendungen. Dabei gilt es, unter systemischen Gesichtspunkten Speicher für elektrische Energie auf unterschiedlichsten Zeit- und Größenskalen für die jeweiligen Anwendungsszenarien zu selektieren und zu optimieren bzw. so zu betreiben, dass ein Optimum hinsichtlich Wirtschaftlichkeit, Effektivität und Stabilität des Energieversorgungssystems erreicht werden kann.

Abbildung 1: Übersicht unterschiedlicher Speichertechnologien mit Unterteilung in Kurz- und Langzeitspeichersysteme.

Ingesamt reicht das Spektrum der zu betrachteten Speicher von relativ kleinen leistungsstarken dezentralen Speichern im Zeitbereich weniger Sekunden zur dynamischen Netzstabilisierung und Energieinhalten von einigen Kilowattstunden bis mittelgroßen Speichern mit Energieinhalten im Megawattstundenbereich. Die Technologiespannbreite umfasst dabei reine elektrische Speicher wie Doppelschichtkondesatoren und supraleitende Spulen, mechanische Speichersysteme wie Schwungmassen- und Druckluftspeicher und elektrochemische Speicher und Energiewandler wie Batterien und Brennstoffzellen-/Elektrolyseeinheiten.
Aktuell befasst sich die Arbeitsgruppe Energiespeichersysteme dabei vorrangig mit der Verwendung von Lithium-Ionen Batterien, welche eine Schlüsseltechnologie für die Elektromobilität und stationäre Speichersysteme zur Sicherstellung der Systemstabilität der Zukunft darstellt.
In der Elektromobilität wird der Schwerpunkt auf Ladeverfahren und die grundsätzliche Skalierbarkeit von Untersuchungen an Laborzellen, Einzelzellen, Modulen und Batteriesystemen gelegt. Die Verwendung von hochdynamischen Lithium-Ionen-Batteriespeichern in Verbindung mit gesteuerten Wechselrichtern kann dazu beitragen, die notwendigen Stabilitätskriterien in elektrischen Energieversorgungsnetzen zukünftig sicherzustellen, indem das dynamisches Gleichgewicht von Energieerzeugung und Energiebedarf gewährleistet wird. Das grundlegende Batterieverständnis wird aus den Anforderungen der unterschiedlichen Projekte durch entsprechende Modellentwicklungen stetig erweitert. Hierdurch können allgemeine Zusammenhänge zur zukünftigen Batterieentwicklung hergestellt werden.

 

 

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