Weltspeicher: Wie sieht die Energieversorgung der Zukunft aus?

Mit einem neuartigen Energiespeicher-Konzept, verbunden mit einem bedarfsorientierten Finanzierungsmodell, können die Vorzüge erneuerbarer Energie bald auch den Menschen beispielsweise in Indien oder Sub-Sahara-Afrika zur Verfügung stehen – ein Thema, das sich die BOS Balance of Storage Systems AG (BOS AG) seit Jahren zur Mission macht. Gemeinsam mit dem Institut für Mikrosystemtechnik der Universität Freiburg (IMTEK) haben sie das Projekt PLUG-in gestartet, mit dem sie auch an dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Innovationswettbewerb „Weltspeicher“ teilnehmen.

Die zugrundeliegenden Anforderungen des BMBF-Innovationswettbewerbs definieren einen „Weltspeicher“, der die Leistungsfähigkeit bereits eingesetzter Stromspeicherlösungen erreicht oder übersteigt, dabei in Anschaffung und Unterhalt aber deutlich günstiger ist. Wichtig zudem: die umweltfreundliche Produktion der Speicherlösungen und die Kompatibilität mit Solaranlagen und regenerativen Stromerzeugern für den Einsatz in Industrie- Schwellen- und Entwicklungsländern.

Genau darauf zielt das Konzept von PLUG-in, ein Projekt, das im Rahmen der Sprunginnovations-Förderung vom BMBF gefördert wurde: Die BOS AG erarbeitete im engen wissenschaftlichen Austausch mit dem IMTEK einen Prototyp für KI-basiertes Speichermanagement mit Eisen-Eisen-Redox-Flow-Batterie und innovativen Lösungsansätzen auf der Systemebene. Das Konsortium kombiniert die Erfahrung und die Marktnähe der BOS AG mit Forschenden des IMTEK in einem interdisziplinären Team, das zudem von Offgrid-Experte Professor Peter Adelmann vom id-eee in Ulm und Wechselrichter-Expertinnen und Experten der Hochschule Heilbronn sowie Spezialistinnen und Spezialisten der Unternehmen Fothermo und Fosera für die Einbindung von sogenannten „Smart Loads“ und innovativen thermischen Speichern ergänzt wird.

KI-gesteuerter Hybrid-Speicher soll als Sprunginnovation überzeugen

Der Einsatz der besonders kostengünstigen Eisen-Eisen-Redox-Flow-Batterie wird durch Innovation auf der Systemebene optimiert: Eine kleindimensionierte Lithium-Batterie trägt zu einer hohen Leistungsdichte und gutem Wirkungsgrad des Gesamtsystems bei, die KI-basierte Steuerung sorgt für den optimalen Einsatz jeder Batterietechnologie und macht das System auch einfach zu installieren und sehr bedienungsfreundlich in der täglichen Anwendung. Der Backup-Speicher ist dabei in 10kWh-Schritten, der Li-Speicher in 2kWh-Schritten skalierbar. Der KI-basierte Wechselrichter ist modular aufgebaut und kann von einphasigen Inselsystemen bis zur Einspeisung ins dreiphasige Stromnetz eine große Bandbreite an Anforderungen abdecken. Auch die nachträgliche Erweiterung durch einen wachsenden Energiebedarf ist im Konzept berücksichtigt.

Sozialer Fokus im Globalen Süden – perspektivischer Nutzen auch auf anderen Gebieten

Während Photovoltaik-Module immer günstiger werden, sind die heute verwendeten Lithium-Batteriesysteme noch recht teuer und die Amortisationszeiten zu lange für Kredite, die man in Schwellen- und Entwicklungsländer bekommen kann. Daher ist der sehr günstige und großdimensionierte Backup-Speicher in Gegenden ohne (stabiles) Stromnetz eine essenzielle Grundlage für eine zuverlässige Energieversorgung. Die verwendeten Materialien sind dabei besonders umweltfreundlich.

Als Hersteller von Photovoltaik-Batteriesystemen für den globalen Süden sieht die BOS AG in der BMBF-Pilotinitiative für Sprunginnovationen das perfekte Umfeld für ihre neue Entwicklung. Die Forscher und Entwickler arbeiten bereits seit einem Jahr zusammen an dem innovativen Konzept und sind hoch motiviert, die zweite Phase des Förderprojekts zu erreichen. „Wir werden die praktische Umsetzung so angehen, dass das Weltspeicher-Projekt seinem Namen gerecht wird“, freut sich CEO der BOS AG Benjamin Seckinger.

Mit der Förderung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung könne das innovative Konzept einen entscheidenden Fortschritt für den Lebensstandard vieler Menschen im Globalen Süden bedeuten. Aber auch in Industrienationen kann der kostengünstige Energiespeicher die Energiewende voranbringen Neben dem Einsatz als besonders günstiger PV-Heimspeicher in Europa ist der umweltfreundliche Langzeitspeicher auch eine attraktive Alternative zum Wasserstoff. Sowohl technologisch hinsichtlich der Wirkungsgrade und der Sicherheit als auch wirtschaftlich ist die Eisen-Redox-Flow-Batterie der Wasserstoff – Brennstoffzelle deutlich überlegen.