Anforderungen an elektrische Energiespeicher für den stationären und mobilen Einsatz

Veröffentlicht am 18.06.2009

(Veröffentlicht von Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Mauch, Dipl.-Ing. Tomás Mezger und Dipl.-Phys. Thomas Staudacher in der Veranstaltung des VDI Wissensforum, Fulda, 25. März 2009; VDI-Berichte Nr. 2058, 2009)

Die Anforderungen an elektrische Energiespeicher für großtechnische stationäre Anwendungen und den Einsatz von Akkumulatoren in Elektrostraßenfahrzeugen werden untersucht. Geeignete Bewertungskriterien ermöglichen eine Entscheidung bezüglich des in Frage kommenden Einsatzgebietes.

Im Fall der stationären Speicher wird ein Vergleich zwischen den verschiedenen Speichertechnologien gemäß ihrer wichtigsten Charakteristiken und Anwendungsfelder gezogen. Pumpspeicherkraftwerke sind technisch ausgereift und geeignet für einen Einsatz im Regelleistungsmarkt, als Peak-Shaver und zum Schwarzstart. CAES-Kraftwerke sind zwar technisch ausgereift, aufgrund des geringen Wirkungsgrades aber weniger wirtschaftlich als Pumpspeicherkraftwerke. AA-CAES-Kraftwerke weisen einen höheren Wirkungsgrad auf, sind aber noch in der Entwicklungsphase. Akkumulatoren für den großtechnischen Einsatz sind derzeit sehr teuer, jedoch ist hier mit weiteren Innovationen zu rechnen. Die Wasserstofftechnik hat ein hohes technisches Potenzial, die elektrolytische Wasserstofferzeugung mit anschließender Verstromung hat allerdings einen geringen Gesamtwirkungsgrad. Der Einsatz des durch regenerative Energien erzeugten Wasserstoffs als Kraftstoff für Fahrzeuge erscheint hier vorteilhafter.

Das Thema „Energiespeicher in Elektrostraßenfahrzeugen“ wird zunächst aus dem Blickwinkel der verschiedenen Interessensgruppen Kunden und Autohersteller gezeigt. Daraus ergeben sich unterschiedliche Anforderungen an die einzusetzenden Batterien. Ein Vergleich der Technologien zeigt, inwieweit die Systeme heute diesen Anforderungen gerecht werden. Zuletzt wird ein kurzer Überblick des „Vehicle to Grid“ Konzepts gegeben. Mögliche Anwendungsfelder wären unterschiedliche Formen von Regelleistung, Peak-Shaving und die Integration von fluktuierenden erneuerbaren Energien.

 

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Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Tomás Mezger und Dipl.-Phys. Thomas Staudacher