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Effiziente Energiespeicher Auf dem Weg zu bezahlbaren Speichersystemen für die Energiewende

| Redakteur: Alexander Stark

Energiespeicherung soll zum Stützpfeiler der Energiewende und Elektromobilität werden. Es gibt allerdings noch einige Hürden zu überwinden. Ein Forscherteam an der Universität der Bundeswehr München hat nun eine Technologie entwickelt, die es ermöglicht Batteriespeicher günstiger, sicherer und gleichzeitig leistungsstärker zu machen.

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Das Gründerteam von m-bee: Arthur Singer, Christoph Dietrich, Nam Truong, Martin Sprehe (v.l.n.r.)
Das Gründerteam von m-bee: Arthur Singer, Christoph Dietrich, Nam Truong, Martin Sprehe (v.l.n.r.)
(Bild: Universität der Bundeswehr München)

München – Die Windenergie- und Photovoltaikanlagen werden durch das gemeinsame Ziel der Energiewende eine deutlich größere Bedeutung erhalten als bisher. Experten sind sich einig, dass eine Energiewende zu einer zuverlässigen Versorgung durch erneuerbare Energien jedoch seine Tücken hat. Bleiben der Wind und die Sonne aus, so muss Energie aus Energiespeichern ins Stromnetz eingespeist werden. Solche Energiespeicher dienen der Speicherung von überschüssiger Energie zur späteren Nutzung. Doch die Kosten der Speichersysteme, für Industrie oder im Elektrofahrzeug, lassen die Frage aufkommen: Ist das Ganze bezahlbar?

Vier Ingenieure haben sich zusammengetan um nach Lösungen zu suchen: Arthur Singer von der Universität der Bundeswehr München, Martin Sprehe von der Hochschule Osnabrück, sowie Christoph Dietrich und Nam Truong von der Technischen Universität München. So entstand die m-Bee, das vierköpfige Gründerteam wird im Rahmen des Programms Exist-Forschungstransfer vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie sowie von der Europäischen Union gefördert.

Effizienter, günstiger, sicherer

Der Schlüssel zur Veränderung ist etwas kleiner als eine Schokoladentafel. Die neuen Leistungsplatinen von m-Bee speisen Strom aus dem Netz in Batterien ein. In konventionellen Systemen machen die Kosten für diese Leistungselektronik etwa ein Viertel des Preises aus. Die Leistungsplatinen des Startups lösen gleich mehrere Herausforderungen konventioneller Energiespeicher-Technologie. So sind in aktuellen Batteriesystemen beispielsweise Batteriemodule in Speichersystemen immer fest miteinander verbunden. Die m-Bee-Technologie erlaubt es, Batteriespeicher aus mehreren kleinen Batteriemodulen zusammenzubauen. Damit wird das Speichersystem eines Industriepartners erstmals flexibel: Ändert sich der Energiebedarf, so kann es erweitert oder verkleinert werden. Gleichzeitig steigt das Leistungspotenzial des Speichers um bis zu 10 %. In einem herkömmlichen Batteriespeicher hängt die Kapazität des ganzen Systems von dem Zustand seiner schwächsten Zelle ab, in den neuen Batteriespeichern beeinflusst eine schwache Zelle dagegen nur die Kapazität eines einzelnen Moduls.

Hohe Ausfallsicherheit durch Modularität

Mit ihrer Technologie verbessert das junge Unternehmen auch die Ausfallsicherheit zukünftiger Batteriespeicher. Die Störung einer einzelnen Batteriezelle im herkömmlichen Batteriespeicher führt bereits zum Abschalten des gesamten Systems. Passiert das bei einem m-Bee Batteriespeicher, so fällt nur ein Modul aus; das System läuft ununterbrochen weiter. Um den Ausfall eines Elektrofahrzeuges auf der Straße zu verhindern, kann mit m-Bee so eine zweite Ersatzausführung der teuren Batteriespeicher eingespart werden.

Event-Tipp der Redaktion Das von PROCESS organisierte Energy Excellence Forum am 15./16. Mai 2019 in Frankfurt am Main zeigt eine Vielzahl von technischen Konzepten und Lösungen zur Steigerung der Energieeffizienz. Welche Themen beim letzten Energy Excellence Forum diskutiert wurden, lesen Sie in unserem Beitrag „Energy Excellence Forum 2018 – Strategien für mehr Energieeffizienz“.

Mehr Sicherheit für das Wartungspersonal

Weiterhin kann mit der Reparatur problemlos auf einen passenden Zeitpunkt gewartet werden. Die Reichweite eines Autos würde zwar um das ausgefallene Modul verringert werden, die Fahrzeugleistung bleibt mit den Batteriespeichern allerdings unverändert, erklärt m-Bee Mitgründer Truong, der zuvor an der Technischen Universität München zu Anwendungsfällen von Batteriespeichersystemen promovierte. Hinzu kommt auch eine Erhöhung der Personensicherheit. An konventionellen Batteriespeichern liegt stets lebensgefährliche Hochspannung an, auch bei Reparatur -oder Wartungsarbeiten. Durch die Leistungsplatinen kann die Hochspannung zukünftiger Batteriespeicher in niedrigere Batteriespannung geteilt werden. So ist nicht nur die Sicherheit für das Wartungspersonal gewährleistet, sondern es sinken auch die Installations- und Wartungskosten für Speicherhersteller.

Weitreichende Perspektiven

Die Zukunft dieser Technologie beschränkt sich nicht nur auf den Beitrag zur Energiewende in Deutschland. Die Vision des jungen Gründerteams ist global: Gerade in den Entwicklungs- und Schwellenländern verspreche die Kombination aus erneuerbaren Energien und Batteriespeichern viele Chancen, außerdem könne die Ausfallsicherheit der Speicher für entlegene Gegenden besonders wichtig sein. Denn wenn heute in Zentralafrika ein Speicher ausfalle, müsste die Bevölkerung vermutlich sehr lange auf ihre Energieversorgung warten, bis ein qualifizierter Hochspannungstechniker den Batteriespeicher repariert, so Dietrich.

Auf der Website von m-Bee finden Sie noch mehr Informationen über die m-Bee Wechselrichter sowie ein Whitepaper, das noch tiefer ins Detail geht.

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