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Advanced Flow Battery Energy Storage Systems in a Microgrid Network

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Umweltfreundlicher Energiespeicher schlägt Wurzeln

Ein italienisches Konsortium untersuchte im Rahmen des EU-finanzierten Projekts GREENERNET, wie sich aus Rhabarberpflanzen Bio-Batterien entwickeln lassen. Mit dieser innovativen Idee wollen die Partner ihren Umsatz steigern, um auf einem wachsenden Markt besser bestehen zu können.

Energie

Normalerweise wird Rhabarber gekocht und gegessen, aber es gibt auch noch andere mögliche Verwendungen. So untersuchte das italienische Konsortium Green Energy Storage, inwieweit sich daraus Bio-Batterien herstellen lassen. Es entwickelte aus Chinonen-Molekülen, die ein Nebenprodukt der Photosynthese u. a. bei Rhabarber sind, eine Batterie mit 2,5 kW/10 kWh und testete vier dieser Batterien erfolgreich in einer netzgekoppelten Anlage des Projekts GREENERNET. „Diese semi-organische Durchflussbatterie belastet die Umwelt weniger als herkömmliche Lithium-Eisenphosphat-Batterien“, sagte Adele Vitale, interne Prozessmanagerin und Projektmanagerin des koordinierenden Unternehmens Green Energy Storage (GES). „Chinone sind in verschiedenen Pflanzen zu finden und fungieren als natürlicher Energiespeicher. Aus der Rhabarberpflanze stellten wir nun eine elektrolytreiche Lösung her. Elektrolyte sind Moleküle, die elektrische Ladung speichern können.“ Die Batterie von GREENERNET ist billiger in der Herstellung als derzeit erhältliche Lithium-Phosphat-Batterien (etwa 470 EUR/kWh). Auch sind die Wartungskosten in einem netzgekoppelten System niedriger, der Aufbau kann modular konzipiert werden und der Lebenszyklus ist länger. GES führte erste Tests mit Rhabarber bereits vor fünf Jahren durch, als mit Forschern eines anderen Projekts ein erster 1-kW-Prototyp entwickelt wurde. Die Chinone, mit denen die Forscher sich nun befassten, waren an der Universität Harvard getestet worden. Da sie reichlich vorhanden sind und die bisherigen giftigen Metalle in Batterien ersetzen können, sind sie eine deutlich umweltfreundlichere Option. Von Harvard erhielt GES die europäische Lizenz für die Technologie. Markteinführung Im zweieinhalbjährigen Projekt GREENERNET entwickelten GES und die Konsortialpartner einen leistungsstärkeren 10-kW-Akku und ein Batteriemanagementsystem, das sie miteinander verbindet, um Energie zu speichern. Anschließend wurde das gesamte System mit den Lade- und Entladezyklen der Akkus optimiert. Die Forschungsdaten für die Durchflussbatterien stammten von GES, die Software-Expertise für das Stromnetz von dem in Rom ansässigen Unternehmen Engineering und die Hardwarekomponenten von dem Budapester Unternehmen Evopro Innovation. Die Universität Tor Vergata in Rom und die Universität Aarhus in Dänemark führten schließlich die erforderlichen Labortests durch. „Das benötigte technologische Know-how war enorm“, wie sich Adele Vitale erinnert, „und aus eigener Kraft hätte GES die Entwicklung des Mikronetzsystems nicht stemmen können.“ Laut GES eignet sich das Batteriesystem für verschiedenste Anwendungen, u. a. für Aufladestationen für Elektrofahrzeuge, was Betriebskosten für E-Autos senken könnte. Zudem könnte ein Teil der Energie für Haushalte bereitgestellt werden, wenn Strom aus anderen Quellen zu teuer wird. Bislang brachten die Partner das System noch nicht in den Handel, allerdings wurden bereits zwei vorkommerzielle Geräte an große Versorgungsunternehmen verkauft. Damit wiederum konnten bereits Einnahmen generiert werden, und das Konsortium geht davon aus, das Umsatzziel von 70 Mio. EUR Anfang nächsten Jahres zu erreichen. GES hat den wichtigen Übergang vom Start-up zum etablierten Unternehmen geschafft und eröffnete eine neue Produktionsstätte in Rovereto. Da die europäischen Länder ihren CO2-Ausstoß senken müssen, sind neue Lösungen für erneuerbare Energien in den Bereichen Wohnen, Verkehr und anderen Industrien zunehmend gefragt. „Unser zuverlässiger und effizienter Energiespeicher ist gut aufgestellt, diesem Bedarf nachzukommen“, erklärt Vitale abschließend.

Schlüsselbegriffe

GREENERNET, Rhabarber, Bio-Batterien, Chinone, umweltfreundliche Energie, semiorganische Durchflussbatterie

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