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Wie Energie gespeichert werden kann: Moderne Möglichkeiten

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Letztes Update am 22.10.2014, 14:34
Wie kann man Energie speichern? Das ist eine Frage, die für uns in Zukunft besonders wichtig werden wird.

Die Energiewende ist bereits in vollem Gange. Schon seit Jahren wird Energie aus Sonne, Wind und Wasserkraft genutzt. Doch ein Problem gilt es in Zukunft noch zu lösen: "Wie lässt sich diese Energie speichern?"

 

Das gilt besonders für die Zeiten in denen die Sonne nicht scheint und der Wind nicht weht. Wohin mit dem Überangebot an Strom, wenn Sonne und Wind es für einige Zeit zu gut meinen? Für diese überschüssige Energie werden praktikable Energiespeicher benötigt, um sie bei Bedarf dem Netz wieder zuführen zu können.

Vorteile von Vanadium

  • Vanadium ist ein, in ausreichender Menge vorhandenes Element.
  • Für die individuelle Anpassung an Arbeitsvermögen und Leistung können einzelne Module ergänzt werden.
  • Vanadium ist gegen viele Säuren und Basen resistent und verfügt über eine hohe Lebensdauer und Stabilität.
  • Das Vorkommen des Vanadiums in verschiedenen Wertigkeiten vereinfacht den Prozess.
  • Einfache Anlieferung der Elektrolyte mit Tanklastwagen.
  • Freie Skalierbarkeit der Anlage.
  • Es besteht wenig Wartungsaufwand.

3>Fluss-Batteriespeicher als Zukunftslösung
  • Innerhalb des Projektes "Multifunktionaler Batteriespeicher" wird in Niederösterreich eine Vanadium Redox-Flow-Batterie mit einer Leistung von 10 kW getestet. Diese hat ein Arbeitsvermögen von etwa 100 kWh.
  • Für eine Umsetzung im realen Netz, mit größeren Dimensionen, sind die Anschaffungskosten jedoch noch etwas zu hoch. Deshalb wird man erst einmal weiter auf Pumpspeicherkraftwerke zurückgreifen müssen. Aber für die Forschung mit dieser Art von Batteriespeicher gibt es wie angeführt einige gute Gründe.

 

Aufbau und Funktionsweise der Vanadium-Batterie 
  • Das aktive Material der Vanadium-Redox-Flow-Batterien besteht aus einem flüssigen Elektrolyt in dem Salze gelöst sind. Diese Elektrolytlösung wird in Tanks gelagert. Je nach Bedarf wird sie mittels Pumpen einer zentralen Reaktionseinheit für den Lade- oder Entladeprozess zugeführt. Die Löslichkeit der Salze ist in den Elektrolyten nicht besonders hoch.
  • Die Energiedichte entspricht in etwa einer Bleibatterie. Die zentrale Ladeeinheit besteht aus einer, mit Katalysatoren besetzten, Membran. Der Energieinhalt und die Leistung der Batterie werden von der Größe der Elektrolyttanks bestimmt.
  • Die Vanadium Redox-Flow-Batterien besitzen für jede der beiden Elektroden einen separaten Elektrolyttank. Beim Lade- bzw. Entladevorgang ändert sich die Wertigkeit der Ionen des Salzes. Vanadium ist dafür besonders gut geeignet, denn es kommt in vier verschiedenen Wertigkeiten vor.
  • Dadurch ist es möglich, in beiden Elektroden Vanadium zu verwenden. Das ist von großem Vorteil, weil durch den Austausch über die Membran, in der zentralen Reaktionseinheit keine Verunreinigung erfolgen kann. Das ist oft bei Eisen/Chrom oder Zink/Brom Fluss-Batterien (bedingt durch die zwei Komponenten) der Fall. Damit ergibt sich ein weiterer Einspareffekt, zusätzlich zu der Langlebigkeit des Materials.

 

Europa- und weltweite Forschung mit Vanadium-Redox-Flow-Batterien
  • Am Fraunhofer-Institut in Freiberg wird diese Art von Energiespeicher ebenfalls getestet. Die Vanadium-Redox-Flow-Batterie ist dort mit einem Wechselrichter an ein Solarhaus angeschlossen und gleichzeitig an das öffentliche Netz.
  • Zusammen mit der, auf dem Dach installierten, Photovoltaik-Anlage wird die Batterie unter realen Betriebsbedingungen getestet. Die Erprobung erfolgt im Rahmen des europäischen Verbundprojektes MESSIB.
  • Auch die USA setzen auf diese Art Batteriespeicher und selbst Präsident Barack Obama ist davon überzeugt, dass der Vanadium-Redox-Flow-Batterie als Energie Speicher die Zukunft gehört.

 

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