Das Beste aus zwei Systemen: Entwicklung eines neuen Hybrid-Energiespeichersystems

Der Übergang zu einer CO2 neutralen Erzeugung von Strom stellt die Energienetze in Europa vor eine großen Herausforderung. Um Erzeugungs- und Lastspitzen der erneuerbaren Energiequellen auszugleichen bedarf es wegweisender Entwicklungen im Material- und Konstruktionsbereich von Energiespeichern. Um dieser Herausforderung zu begegnen und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu reduzieren, braucht es flexible Speichersysteme, die auf vielfältige Anwendungen zugeschnitten sind.

Hohe Speicherkapazität und hohe Leistung

Das Projekt HyFlow entwickelt ein leistungsfähiges Modell eines hybriden Energiespeichersystems, das einen hohen Energie- und Leistungsbedarf decken kann. Damit trägt das Projekt dazu bei, in Zukunft die Effektivität und Versorgungssicherheit der Energienetze zu gewährleisten.
Zu diesem Zweck wollen die Forscher*innen zwei verschiedene Systeme kombinieren – eine Hochleistungs-Vanadium-Redox-Flow-Batterie und einen Superkondensator. „Eine Redox-Flow-Batterie besitzt eine große Speicherkapazität, lässt sich aber nur langsam auf- und entladen. Der Superkondensator hingegen verfügt über kurze Ladezeiten bei geringer Energiedichte. Durch die Hybridisierung soll ein Energiespeichersystem entstehen, welches die Vorteile beider Systeme kombiniert: hohe Speicherkapazität und hohe Leistung“, so Prof. Dr. Karl-Heinz Pettinger, wissenschaftlicher Leiter des Technologiezentrums Energie der Hochschule Landshut, der das Projekt koordiniert. Insgesamt sind Elf Partner aus Deutschland, Italien, Spanien, Tschechien, Österreich, Portugal und Russland an HyFlow beteiligt.

Leistungsfähig, nachhaltig und kostengünstig

Das neu entwickelte Speichersystem ist künftig in der Lage, bei kritischen Netzzuständen, z. B. bei hohen Last- oder Erzeugungsspitzen, den Strom- und Energiebedarf ganz flexibel auszugleichen, ob über Sekunden oder ganze Tage hinweg. In diesen anspruchsvollen Anwendungen führt die Hybridisierung zu effizienteren Speichersystemen mit längerer Lebensdauer sowie hoher Anpassungsfähigkeit – und das potentiell sogar bei geringeren Kosten. Dabei arbeitet das neue Hybrid- System möglichst umweltschonend und nachhaltig, indem es keine kritischen Ressourcen verwendet. So entwickeln die Forscher*innen Strategien, um Vanadium für Redox-Flow-Batterien zu recyceln.

Stärkere Wettbewerbsfähigkeit Europas im Batteriesektor

Der Einsatz optimierter Komponenten für Hybrid-Systeme garantiert die Versorgungssicherheit für Energienetzsysteme – bei erhöhter Stromdichte, Effizienz und Lebensdauer. Zudem sorgt ein innovatives Managementsystem mithilfe von Computeranalysen und Steuerungsalgorithmen für ein hohes Maß an Kontrolle und Anpassungsfähigkeit. Damit unterstützt das Projekt HyFlow die Wettbewerbsfähigkeit Europas im Batteriesektor für stationäre Speicheranwendungen.