Neue Technik speichert Erneuerbare Energien

Eine neue Technik Strom zu speichern, wird besonders für Erneuerbare Energien wichtig werden: hybride Stadtspeicher. Deutsche Wissenschafter arbeiten an der dezentralen Speicherung von Strom und Energie.

Strom könnte zukünftig nicht nur in Großspeichern zentral, sondern auch dezentral gespeichert werden. Bei den Verbrauchern zuhause – etwa direkt in Lithium-Batterien oder aber indirekt durch intelligente Stromerzeuger und -verbraucher. Regeln soll dies das Projekt „Hybride Stadtspeicher“. Daran arbeiten zurzeit Forscher aus vier Fraunhofer Instituten. Das Konzept der hybriden Stadtspeicher umfasst sowohl die Strom- als auch die Wärmeerzeugung.

Stromspeicher für Erneuerbare Energien

Aus Wind und Sonne wird zwar schon jede Menge Strom produziert. Doch was macht man mit überschüssigem Strom, wenn davon nur wenig gebraucht wird? Wohin mit der Erneuerbaren Energie? Wie kann man sie speichern, um sie zu einem späteren Zeitpunkt nutzen zu können, wenn wieder mehr Waschmaschinen, Rechner und Fernseher Strom aus den Leitungen ziehen? „Wir entwickeln dezentrale hybride Stadtspeicher. Überschüssiger Strom soll bei den einzelnen Kunden gespeichert und bei Bedarf wieder abgerufen werden“, sagt Dr.-Ing. Christian Doetsch vom Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT in Oberhausen und Leiter des Konsortiums.

Zu viel produzierter Strom wird also nicht in einem zentralen Speicher gelagert, sondern in vielen kleinen, die bei den Verbrauchern zu Hause untergebracht sind – etwa Lithium-Batterien. Weiterhin können auch Wärmespeicher, die mit Blockheizkraftwerken oder Wärmepumpen gekoppelt sind, indirekt für einen Ausgleich im Stromnetz sorgen: Zentral gesteuert erzeugen sie aus Netzsicht je nach Bedarf Strom oder verbrauchen ihn. So ergeben viele einzelne kleinere Speicher mit intelligenten Stromerzeugern oder Wärmepumpen im Bereich von fünf bis 50 Kilowatt zusammen einen Gesamt-Speicher, der im drei- bis vierstelligen Kilowattbereich liegt.

Auf Bedarf wird Strom produziert

Ein Beispiel für einen solchen dezentralen Energieerzeuger ist das Blockheizkraftwerk im Keller. Ist es im Haus kalt, springt es an und erzeugt Wärme, die dann durch die Heizungen strömt. Strom entsteht als Nebenprodukt, er wird ins allgemeine Stromnetz eingespeist. Bislang sind diese Heizkraftwerke wärmegesteuert. Künftig könnten sie allerdings auch dann anspringen, wenn Strom gebraucht wird – gesteuert von einem Softwaresystem, dem FlexController. Er soll Blockheizkraftwerke, Wärmepumpen, thermische Speicher oder Warmwasserspeicher beim Kunden regeln und optimieren, sie je nach Bedarf mit Energie laden oder Strom produzieren lassen.

Ein weiterer Forschungsschwerpunkt ist die Entwicklung von Lithium-Batterien für das Wohnhaus. Sie sollen sicherer sein als herkömmliche Lithium-Batterien und die Energie – etwa aus einer Photovoltaikanlage auf dem Dach – zwischenspeichern, bis sie gebraucht wird. Zusätzlich kann diese Batterie vom FlexController angesteuert werden und auch allgemeine Energie, etwa aus Windkraftwerken, speichern. Das dritte Thema sind kompakte Wärmespeicher. „An diesen Systemen arbeiten wir bereits“, erklärt Doetsch.

Der Entwicklungsstand bei den drei Teilthemen des Projekts ist unterschiedlich: Während die Forscher an den thermischen Speichern bereits seit einiger Zeit arbeiten, starten sie beim FlexController mit etwas ganz Neuem. Alle Entwicklungen sollen jedoch in etwa drei Jahren weitestgehend abgeschlossen sein, planen die Wissenschaftler.

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