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Verbesserte Module, Wechselrichter und Batterien plus dezentrale Intelligenz

KIT forscht an PV-Eigenversorgung

5. September 2013, 11:26 Uhr | Heinz Arnold

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Die Zyklenzahl der Batterien muss steigen

Einer der kritischsten Komponenten in einem PV-System zur Eigenstromversorgung ist die Batterie. Auf welche Typen setzt das KIT?

Wir werden zunächst Standard-Li-Ionen-Batterien einsetzen, ab kommendem Jahr auch neue Typen aus unserer eigenen Forschungsfabrik für die Kleinserien-Produktion, die kürzlich angelaufen ist.

Unterscheidet sich die Chemie dieser neuen Li-Ionen-Typen aus der Forschungsfabrik von den heute üblichen Batterien?

Die Chemie ist weitgehend identisch mit den Li-Ionen-Zellen, die heute in die Autos wandern, allerdings ist sie an einigen Stellen etwas modifiziert.

Arbeitet das KIT auch an einer ganz neuen Chemie?

Ja, aber hier sind wir noch im frühen Laborstadium. Uns stehen im Moment die Materiealien nur im Bereich von Gramm zur Verfügung, um einen Prototypen zu bauen, bräuchten wir Mengen im Kilogramm-Bereich. Es wird also noch ein wenig dauern, bis wir so weit sind.

Was ist das kurzfristige Ziel für die Li-Ionen-Batterien mit modifizierter Chemie?

Die Zyklenzahl der Batterien muss sich erhöhen, damit ihre Lebensdauer in den Bereich der Lebensdauer der Module vorstößt.

Bieten Bleibatterien nicht eine wirtschaftliche Alternative?

Grundsätzlich sind wir technologieoffen. Der große Nachteil der Bleibatterien besteht darin, dass sie nur eine sehr niedrige Zyklenlebensdauer erreichen. Bezieht man den Aufwand für den Austausch alter Bleibatterien in die Rechnung mit ein, so ergibt sich nach unseren Untersuchungen, dass die Li-Ionen-Batterien wirtschaftlicher sind.

Wäre es möglich, die Zyklenlebensdauer der Bleibatterien zu verbessern?

Diese Batterien sind ziemlich ausgereizt, wir gehen nicht davon aus, dass sie sich entscheidend verbessern lassen. Das Zyklenverhalten lässt sich zwar verbessern, wenn man weit überdimensionierte Batterien einsetzt, das erfordert dann aber wieder so hohe Investitionen, dass dies für die Wirtschaftlichkeit nichts bringt. Und der Platz im Keller ist ja auch beschränkt.

Die Einzelkomponenten zu optimieren ist sicherlich wichtig, schlussendlich kommt es aber darauf an, dass Gesamtsystem optimal zu steuern….

…womit wir bei der Königsdisziplin angelangt wären. Die Herausforderung besteht darin, dass es saisonale Wetterschwankungen gibt, es gibt die typischen Schwankungen über die Tageszeit und kurzfristige Schwankungen durch die Wolkenbildung. Wir haben es also mit Fluktuationen auf unterschiedlichen Zeitskalen zu tun, die ausgeglichen werden müssen. Das ist eine hochkomplexe Regelaufgabe, in die die Wetterprognosen auf der Zeitskala von Tagen und die Fluktuationen durch Wolken innerhalb von Minuten eingehen.