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  • Ein Speicher für alle Fälle.

  • Ein Speicher für alle Fälle

    • 1. June 2016
    • Vernetzung
    • Fotos: Daimler
    • Text: Walther Wuttke

    Stationäre Energiespeicher mit Lithium-Ionen-Akkus von Mercedes-Benz machen Industriebetriebe und Haushalte unabhängig von öffentlichen Stromversorgern.

    Auf den ersten Blick wirkt die jüngste Entwicklung der Daimler-Tochter Deutsche Accumotive wie ein klassischer Widerspruch, denn seit mehr als 125 Jahren steht Daimler für Mobilität. Jetzt überrascht das Unternehmen mit einem stationären Energiespeicher, der sowohl in Industriebetrieben wie in privaten Haushalten eingesetzt werden kann. Als Speichermedium dienen Lithium-Ionen-Akkus, die sich bereits als Energiespender im mobilen Einsatz bewährt haben. Auf diesem Weg lässt sich die über eine Photovoltaik- oder Windkraftanlage gewonnene Energie bei Bedarf in den eigenen Stromkreislauf einspeisen.

    Stationär statt mobil – wie soll das zusammenpassen? „Ganz einfach“, sagt Harald Kröger, Leiter Entwicklung Elektrik/Elektronik und E- Drive bei Mercedes-Benz Cars, „weil die Technik, die wir in unseren Automobilen einsetzen, die sicherste der Welt ist und sich daher auch für den stationären Betrieb eignet. Außerdem haben wir inzwischen ein sehr günstiges Kostenniveau erreicht, sodass wir dem Kunden eine äußerst sichere und zugleich wirtschaftliche Lösung anbieten können.“

    Mit strahlender Sonne zur geräuschlosen Energie

    ERFAHRUNGEN MIT MOBILEN SPEICHERN STATIONÄR ANGEWENDET

    Für den neuen Speicher nutzt Daimler die Erfahrungen aus der Entwicklung und dem Einsatz von Lithium-Ionen-Speichern. „Mercedes-Benz“, erklärt Harald Kröger, „war der erste Automobilproduzent, der Lithium-Ionen-Akkus ins Auto integriert hat. Als wir im Jahr 2008 im S 400 Blue Hybrid damit anfingen, setzte der Rest der Welt noch auf Nickelmetallhydrid-Speicher.“ Das seit dieser Zeit erworbene Wissen um die Eigenschaften und das Management der Lithium-Ionen-Zellen fließt nun in die neue Technik ein.

    Als Speichermedium fungieren im stationären Energiespeicher die auch im Automobilbau eingesetzten Batterien der Deutschen Accumotive, die ihr Geschäftsfeld damit ausweitet. Die einzelnen Module leisten jeweils 2,5 Kilowattstunden. Der durchschnittliche Hausbesitzer „wird vermutlich zwei dieser Module benötigen“, hat Harald Kröger ausgerechnet. Der Speicher lässt sich bis zu einer Leistung von mehreren Megawatt skalieren. Im Vergleich zu den Belastungen im Automobil genießen die Akkus im stationären Betrieb fast schon eine Wellnessbehandlung, denn hier setzen ihnen weder die Witterung, die mechanischen Belastungen und mögliche falsche Handhabungen des Autofahrers zu. Bisher haben sich die Akkus in allen Modellen bewährt und kaum Ausfälle verursacht. Die Technik benötigt vor allem einen trockenen Raum, um optimal arbeiten zu können.

    Mit den Speichermodulen kann das Reihenhaus am Rande der Stadt ebenso ausgerüstet werden wie eine tropische Ferieninsel, die mittels des Speichers die am Tag strahlende Sonne in geräuschlose Energie für das Nachtleben umwandelt. „Wer heute eine Photovoltaik-Anlage auf dem Dach montiert, muss eigentlich konsequent den zweiten Schritt gehen und einen passenden Speicher im Keller montieren“, erklärt Kröger. Hausbesitzer würden in Zeiten abgespeckter Einspeisungserlöse für den Solarstrom profitieren, indem sie unabhängig von den öffentlichen Versorgern Energie speichern und bei Bedarf abrufen können. In der Tat sind Eigenheimbesitzer in und um Stuttgart an dieser Technik interessiert, das haben die ersten Probeläufe gezeigt.

    Lithium-Ionen-Akku: Beim Laden werden die Elektronen über den äußeren Stromkreis geliefert und positiv geladene Lithium-Ionen wandern durch einen Elektrolyten hindurch von der positiven Elektrode zur negativen.

    LADEMANAGEMENT

    Für den optimalen Einsatz der Lithium-Ionen-Akkus ist ein entsprechendes Lademanagement von überragender Bedeutung.

    • Lithium-Ionen-Akkus reagieren sehr empfindlich auf die Einflüsse aus ihrer Umgebung wie Temperatur- und Spannungsschwankungen sowie mechanische und Witterungseinflüsse. In Reihe geschaltet Lithium-Ionen-Akkus benötigen zudem eine genaue Steuerung, um so eine optimale Funktion bei den Ladeeigenschaften zu gewährleisten.

    • Durch optimales Lademanagement lässt sich zum einen die Energiebilanz und gleichzeitig die Lebensdauer der Batterie verbessern.

    • Das Wissen um das Lademanagement der Akkus ist bei Daimler besonders ausgeprägt, weil der Konzern als bisher einziger Hersteller eine eigene Zellproduktion in Kamenz besessen hat. Diese Kenntnisse fließen nun auch in das Management des stationären Energiespeichers ein und tragen entscheidend zur Optimierung der Akkus bei.

    Harald Kröger, Vice President Elektrik/Elektronik & e-Drive bei Mercedes-Benz Cars

    MEHR UNABHÄNGIGKEIT MIT STATIONÄRSPEICHER

    Begonnen hat die Entwicklung des stationären Batteriespeichers bereits im Jahr 2010. Der Großspeicher Lessy (Lithium Elektrizitäts Speicher System) läuft seit dieser Zeit ohne Probleme. Im November 2014 schließlich – deutlich vor allen anderen Mitbewerbern – verkündete Daimler die Entwicklung eines stationären Speichers. Neben den Privathaushalten sieht Kröger auch in Handwerks- und Industriebetrieben eine potenzielle Kundschaft. Mit der stationären Speichertechnik können die Betriebe Belastungsspitzen ausgleichen, um die Produktion unabhängig vom öffentlichen Netz laufen zu lassen. Damit wird dann gleichzeitig das Netz entlastet, weil der plötzlich verstärkt auftretende Energiebedarf aus dem Stationärspeicher gezogen werden kann.

    Bisher wurden dafür entsprechend leistungsstarke Dieselgeneratoren eingesetzt, die hohe Wartungs- und Treibstoffkosten verursachen und außerdem mit ihren Abgasen und Partikeln die Umwelt belasten. Die Anlage der Deutschen Accumotive hingegen benötigt einen minimalen Wartungsaufwand und vermeidet dank der Einspeisung regenerativer Energiequellen jegliche Umweltbelastung. „Das Management unseres Speichers ist wesentlich einfacher als das eines Dieselgenerators. Uns ist ein weitgehend wartungsfreies System gelungen, das minimale Ansprüche an den Aufbauort stellt“, erklärt Kröger.

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    MÖGLICHER EINSATZ IN DRITTWELTLÄNDERN

    Deshalb eignet sich der Speicher für Drittweltregionen, wo ein instabiles Stromnetz mehrmals am Tag ausfällt, Produktionen lahmlegt und gleichzeitig die Versorgung mit Dieseltreibstoff für den Generator nicht immer gesichert ist. „Diese Bedingungen treffen wir nicht unbedingt direkt vor unserer Haustür an, doch dank des weltweiten Daimler-Vertriebsnetzes gibt es kaum einen Ort, an dem wir nicht präsent sind.“ Erste konkrete Anfragen, die Technik zu vertreiben, kamen bereits aus Südafrika, dem vermutlich am meisten industrialisierten Staat Afrikas, der allerdings wegen einer jahrelang vernachlässigten Infrastruktur inzwischen unter einem unzuverlässigen Netz leidet, das mitunter mehrmals am Tag für unbestimmte Zeit ausfällt.

    Für den Vertrieb hat Daimler erste Verträge mit dem baden-württembergischen Energieunternehmen EnBW geschlossen. Gleichzeitig laufen Gespräche mit Handwerksverbänden, um die Anlagen montieren zu lassen. Der Kauf, so die noch nicht abgeschlossenen Planungen, könnte auch per Internet erfolgen – daneben wird aber ein konventionelles Vertriebsnetz aufgebaut, und mit dem Aufbau der ersten Anlagen, das sieht der Plan vor, soll im Herbst begonnen werden. Gebaut werden die Module im sächsischen Kamenz, wo auch die Lithium-Ionen Akkus für die Elektromobile mit Stern entstehen. Die Erfahrungen der ersten Testkunden – Häuslebauer wie Handwerksbetriebe -, die sich spontan nach der ersten Ankündigung meldeten, sind überaus positiv. „Unser größtes Problem wird wahrscheinlich die große Nachfrage sein“, wagt Kröger den Blick in die Zukunft.

    Deutsche Accumotive

    • Gründung

      April 2009 als Tochterunternehmen der Daimler AG
    • Ziel

      Industrialisierung der Lithium-Ionen-Technologie für den automobilen Einsatz voranzutreiben
    • Standorte

      Kamenz, Sachsen: Produktion der Energiespeicher seit 2010

      Kirchheim unter Teck/Nabern, Baden-Württemberg: Weiterentwicklung der Lithium-Ionen-Akkus

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