Kopplungssystem für elektrische Speicher
Thermisches Koppelmodul verbindet Stromspeicher mit Wärmeversorgung.
Aussteller
Standort
Halle 11, Stand B06
Beschreibung
Batterien als Zwischenspeicher sind unerlässlich bei der volatilen erneuerbaren Energieproduktion. Sie speichern Überschussenergie und decken so Versorgungslücken ab. Aufgrund hoher Leistungsfähigkeit und Effizienz (85 - 95 Prozent) werden dafür meist Lithium-Ionen-Batterien (LIB) eingesetzt. Hohe Brennbarkeit und begrenzte Lebensdauer von LIB stehen dem entgegen.
Im Unterschied dazu sind Vanadium-Flow-Batterien (VFB) nicht brennbar, versprechen eine höhere Lebensdauer und einen guten Skaleneffekt, so dass sie trotz höherer Investitionskosten und geringerer Effizienz (65 - 75 Prozent) populär werden. Da LIB bisher mit Effizienz-Spitzenwerten überzeugten, wurde hier die Wärmerückgewinnung kaum betrachtet. Die Nutzung der Abwärme besitzt bei VFB viel mehr Potenzial.
Am Batterietechnikum des KIT wurde ein neuartiges Wärmetransportsystem entwickelt, das für VFB den Nachteil der geringen Energieeffizienz und Energiedichte minimiert und somit die Profitabilität steigert. Dieses sogenannte thermische Koppelmodul (TKM) nutzt bisher ungenutzte Abwärme für die Wärmerückgewinnung. Die Abwärme entsteht im Elektrolyten der VFB und sammelt sich in den beiden Tanks. Je ein Wärmetauscher ist in den Elektrolyten eingelassen, um die Wärme dort einfach und effizient abzugreifen. Die Wärmeenergie wird im geschlossenen System der Gebäudetechnik dann zum Beheizen des Gebäudes oder die Warmwasseraufbereitung genutzt. Es ist zu erwarten, dass dadurch die Gesamteffizienz auf rund 85 Prozent steigt. Neben der ursprünglichen Nutzung der VFB als elektrischer Speicher fungiert sie durch das TKM zusätzlich als Wärmespeicher. Dazu wird Wärme mittels Heizelement in den Speicher eingebracht. Dieser Zusatznutzen erhöht die Eigenverbrauchsquote des Gebäudes, was zu einer Kostenersparnis führt.
Ein Demonstrator ist seit Herbst 2023 in vollem Betrieb. Das KIT sucht nun nach Partnern aus den Bereichen Gebäudetechnik oder Energiespeicherung, um die Technologie bis hin zur Marktreife zu begleiten.
Kontakt
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
- Kaiserstr. 12
- 76131 Karlsruhe
- Deutschland
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