Neue kostengünstige Durchflussbatterie könnte eine auf erneuerbare Energien gestützte Zukunft ermöglichen
Saubere und nachhaltige Energie bietet eine reale Antwort auf die aktuelle Energiekrise. Aber es braucht mehr als nur Solarparks und Windturbinen, damit erneuerbare Energie der Gesellschaft und Umwelt Vorteile bringt. Der Fortschritt auf diesem Gebiet hängt an der grundsätzlich zufälligen und intermittierenden Natur erneuerbarer Energien. Die Speicherung überschüssiger Energie ist der Schlüssel für flexiblere und verlässlichere Netzsysteme oder die Absicherung eigenständiger Energiesysteme. Derzeitige Technologien zur Energiespeicherung erfüllen jedoch nicht die komplexen technologischen, umweltbedingten und ökonomischen Anforderungen erneuerbarer Industriezweige. Auf der Suche nach der Lösung zum Problem der Speicherung erneuerbarer Energie hat das EU-finanzierte Projekt VR-ENERGY eine neue Version der Vanadium-Redox-Durchfluss-Technologie entwickelt. Diese flexible modulare Technologie kann genau auf die Strom- und Energieanforderungen einer Anlage für erneuerbare Energien abgestimmt werden. Darüber hinaus erhält die Batterie selbst bei niedriger Aufladung über 80 % ihrer Effizienz und nach unendlich vielen Zyklen 100 % der Originalkapazität. Sie hat eine lange Lebenszeit und erfordert nur geringen Wartungsaufwand. Das Herz der Technologie von VR-ENERGY bildet ein urheberrechtlich geschütztes „Einzelzellen“-Design, bei dem jede Zelle eigenständig funktioniert. Die Hauptbetriebsparameter jeder Zelle – Spannung, Elektrolytströmung, Ladestatus und Stromverteilung in der Zelle – werden elektronisch überwacht und kontrolliert. Zusammen mit anderen Innovationen verleiht dieses Design dem System einzigartige Vorteile: vollständige Individualisierung, hohe Effizienz, Langlebigkeit, sicherer Betrieb und volle Kompatibilität mit erneuerbaren Energiequellen.
Speicherlösungen jeglicher Größe
Erneuerbare Energien haben zwei wichtige Trends erlebt – ein immenses Wachstum der installierten Stromerzeugungskapazität und extreme Kostensenkungen, die immer stärker ausfallen. „Energiespeicherung ist eine Grundlagentechnologie für viele wechselhafte erneuerbare Energien, aber um wirtschaftlich zu bleiben, muss mit diesen Trends mitgegangen werden“, merkt der Koordinator von VR-ENERGY, Luis Collantes, an. „Durch die Flexibilität der neu entwickelten Vanadium-Redox-Durchflussbatterien könnten sie an Anlagen für erneuerbare Energien, wie Solar- und Windparks, jeglicher Größe angepasst werden“, fügt Collantes hinzu. Anders als Lithium-Ionen-Batterien halten Vanadium-Redox-Durchflussbatterien kein festes Leistungs-Energie-Verhältnis aufrecht – dabei handelt es sich um die Leistung, die aus der oder in die Batterie fließen kann, im Verhältnis zu der Energiemenge, die gespeichert werden kann. Der Elektrolyt wird in zwei getrennten Behältnissen gelagert, die mit einem Reaktor verbunden sind, in dem Elektronen ausgetauscht werden können. Die Spannung wird über die Elektroden der Zelle reguliert und die Gesamtkapazität der Batterie ist abhängig von der Größe der Behältnisse. Mehr elektrochemische Zellen und eine größere Menge Elektrolytlösung ermöglichen entsprechend mehr Leistung und Speicherkapazität der Vanadium-Redox-Durchflussbatterie.
Geringe Kosten könnten Kommerzialisierung beschleunigen
„Energiespeicherung ist ein aufkommender und sich stetig weiterentwickelnder Bereich, der den Markt für erneuerbare Energien verändert. Während Kostenersparnis durch Großserienfertigung und Lernkurven enorme Auswirkungen auf den Sektor erneuerbarer Energien haben werden, sehen wir ein, dass die Grundlage unserer Technologie kostengünstiger sein muss, um nachhaltig zu sein. Kosteneinsparungen auf ganzer Linie werden durch eine Mischung aus Geschäftsmodelllösungen und mehr Anpassung an die Industrie erreicht werden“, erklärt Collantes. Für eine erfolgreiche Kommerzialisierung groß angelegter Energiespeicherung müssen die Preise über die nächsten 5 Jahre stark fallen, von derzeit ungefähr 500-1 200 EUR pro kWh auf unter 100 EUR pro kWh.
Schlüsselbegriffe
VR-ENERGY, erneuerbare Energie, Energiespeicherung, Leistung, Vanadium-Redox-Durchflussbatterie
