Energie und Rohstoffe – Energie speichern und managen

Solarparks, Windräder, Biomasse-Anlagen — immer mehr elektrische Energie stammt aus dezentralen und volatilen Quellen. Doch Wind- und Sonnenenergie sind abhängig von Wetter und der Tageszeit. Intelligente Netze, die Smart Grids, innovative Speichertechnologien und Energiemanagement-Systeme ermöglichen es künftig, regenerative Energie dann zu nutzen, wenn sie benötigt wird, und das Stromnetz stabil zu halten.

Energie und Rohstoffe

Referenzprojekte – Energiespeicherung und Management

Großprojekt »RedoxWind«

Der Redox-Flow-Großbatteriespeicher wird als Pilotanlage auf dem Gelände des Fraunhofer ICT in Pfinztal errichtet.
© Fraunhofer UMSICHT

Der Redox-Flow-Großbatteriespeicher wird als Pilotanlage auf dem Gelände des Fraunhofer ICT in Pfinztal errichtet.

Energiespeichern wird für die Energiewende eine wachsende Bedeutung zugeschrieben. Sie können die naturgegebene Fluktuation von Sonne und Wind ausgleichen und eine regenerative Energiequelle in ein planbares Kraftwerk mit unterbrechungsfreier Versorgung umwandeln. Des Weiteren können sie einen entscheidenden Beitrag zur Netzstabilität, Frequenzhaltung und zur Reduzierung des Netzausbaus  leisten.

Im Rahmen des Projekts »RedoxWind« wird ein Redox-Flow-Großbatteriespeicher entwickelt, der direkt an den Gleichstromzwischenkreis einer Windenergieanlage gekoppelt wird. Diese Einheit aus Energieerzeuger und Batteriespeicher wird als Pilotanlage auf dem Gelände des Fraunhofer ICT in Pfinztal errichtet.

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HYPOS – Wasserstofferzeugung mit Stromüberschüssen

Das Projekt HYPOS schlägt vor, den unterschiedlich stark anfallenden Strom aus Wind- und Solarkraftanlagen in Wasserstoff umzuwandeln, um Abnehmern immer die benötigten Energie- und Stoffmengen zur Verfügung stellen zu können. Dazu soll überschüssiger Strom durch chemische Verfahren in Wasserstoff umgewandelt, gespeichert, transportiert und kontinuierlich genutzt werden.

Bipolarbatterie EMBATT

Mit der EMBATT-Technologie verfolgt das Fraunhofer IKTS gemeinsam mit industriellen Partnern ein bipolares Batteriekonzept, um auf Basis konventioneller Li-Ionen-Aktivmaterialien Energiedichten von über 450 Wh/l auf Systemlevel zu erzielen und damit die Reichweite von Elektrofahrzeugen zu steigern. Die Besonderheit des bipolaren Aufbaus besteht darin, dass beide Elektroden auf dieselbe Durchleiterfolie appliziert und dadurch direkt übereinander gestapelt sowie elektrisch in Reihe geschaltet werden können. Im Vergleich zum monopolaren Aufbau entfällt damit ein großer Teil der Verpackungs- und Verbindungsmaterialien und die Batterie erreicht höhere Systemspannungen.

EU- Projekt »NETfficient«

Mit der Umsetzung der Energiewende steigt der Stromanteil aus fluktuierenden erneuerbaren Quellen wie Wind und Sonne. Dies erfordert den Ausbau von Stromspeicherkapazitäten sowie ein flexibel reagierendes Energiemanagement. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE haben gemeinsam mit Partnern auf der Nordseeinsel Borkum einen hybriden Energiespeicher aufgebaut, der aus einer Lithium-Ionen-Batterie und einem Superkondensator für kurzzeitige Leistungsanforderungen besteht. Der hybride Speicher wird mittels eines neuartigen modularen Wechselrichters an das Mittelspannungsnetz angekoppelt. Während eines einjährigen Feldtests prüfen und vergleichen die Forscher verschiedene Regelungsansätze im Energiemanagementsystem.

Energy Charts

Energy Charts machen die Energiewende transparent. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE stellt die kompletten elektrischen Energiedaten für Deutschland zeitnah und kostenlos zur Verfügung. 

 

Batterien der Zukunft

Fraunhofer entwickelt Batterien der nächsten Generation. Das Spektrum reicht über die ganze Bandbreite der Energiespeicher, von der Kleinstanwendung, wie zum Beispiel Knopfzellen, bis zu großen stationären Systemen wie Redox-Flow-Batterien.

Centrum für Energiespeicherung

Mit dem »Centrum für Energiespeicherung«, gefördert durch das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie, steht der bayerischen Industrie, den Kommunen und der Politik ein kompetenter Ansprechpartner für Schlüsseltechnologien der chemischen und thermischen Energiespeicherung zur Seite. Das Centrum – mit den Standorten Sulzbach-Rosenberg (Fraunhofer UMSICHT) und Straubing (Institutsteil Bio-, Elektro- und Chemokatalyse BioCat des Fraunhofer IGB) – erarbeitet systematisch mittel- bis langfristig die notwendigen Speichertechnologien.