Lithium-Ionen-Batterien sind weit verbreitet in Computern, Handys und Elektroautos. Kompakt und günstig, aber beispielsweise problematisch in der Herstellung mit Blick auf die Rohstoffe. Kaum verbreitet sind dagegen Redox-Flow-Batterien, die weitaus größer sind.
In dieser Flüssigbatterie wird Energie in Vanadium-Elekolyt gespeichert. Die Selbstentladung ist gering, die chemische Lösung verändert sich nicht, die Leistung bleibt während der ganzen Betriebszeit gleich.
Soweit die Theorie – ob es auch in der Praxis funktioniert, testen die Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) demnächst in Bruchsal.
Im Studierendenwohnhaus „Stage 76“ soll ein innovatives Hybridspeichersystem eingebaut werden, das Lithium-Ionen-Batterien mit Redox-Flow-Batterien kombiniert und zusätzlich die Elektrolyttanks als Wärmespeicher nutzt. „Diese Form der Strom-Wärme-Kopplung ist eine Weltpremiere“, sagen Nina Munzke und Christian Kupper, Projektmanager am KIT.
Begrünte Fassade für mehr Nachhaltigkeit
Für ein Häuschen würde sich der Aufwand nicht lohnen: „Wir sprechen hier eher von einem Quartier als einem Haus“, sagt Stage-76-Betreiber Matthias Holoch. Die meisten der 126 Wohnungen für 150 Personen sind bereits vermietet, neben Studenten wohnen hier auch viele Auszubildende.
Nachhaltigkeit ist für Holoch ein großes Thema: Die Solarzellen auf dem Dach fangen schon am frühen Morgen die ersten Sonnenstrahlen ab, die spiralförmigen Windräder sind zumindest schon angeliefert, zudem soll die Fassade begrünt werden.
5.000-Liter-Tank im Keller
Die auf dem Dach gewonnene Energie, die nicht sofort benötigt wird, soll künftig also im Haus gespeichert werden. Für die Anlage mit ihren 5.000-Liter-Tanks steht im Keller ein brandabgeschotteter, 70 Quadratmeter großer Raum zur Verfügung, für die Anlieferung muss die gläserne Fassade nochmals geöffnet werden. Mit der Wärme, die in den Elektrolyttanks der Redox-Flow-Batterie entsteht, wird das Brauchwasser für die Bewohner vorgewärmt.
Zum Projekt gehört auch der Test eines „Smart Systems“, einer intelligenten Steuerung, die Belastungsspitzen verteilt und eine Netzbelastung optimiert. „Redox-Flow-Batterien sind noch wenig erforscht“, sagt Projektmanager Christian Kupper.
Die Lithium-Ionen-Batterie wird allerdings nicht zum Vergleich eingebaut, sondern zur Ergänzung, um sozusagen das Beste zweier Welten zu verbinden. „In Teillast hat die Redox-Flow einen schlechteren Wirkungsgrad, die Lithium-Ionen-Technik ist dort im Vorteil“, so der Wissenschaftler. In der neuen Technik sieht er den Vorteil, dass man sich nicht von einem einzelnen Rohstoff abhängig macht und dass die chemische Lösung sich nicht verbraucht, also auch nicht entsorgt werden muss.
Weitere Projektpartner ist die Storion Energy GmbH (SEG), die voraussichtlich in der zweiten Jahreshälfte die Redox-Flow-Batterie im Studierendenwohnhaus installieren werden. Das Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT) wird eine optimierte Elektrolyt-Zusammensetzung für die Batterie erarbeiten, das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie fördert das Projekt mit rund 1,3 Millionen Euro.
