Umweltschonende Batteriespeicher - Neues Verfahren erhöht die Effizienz und senkt die Betriebskosten

Datum

02.04.2020

Trotz aller Kontroversen um die Energiewende sind sich die Experten in einem Punkt einig: Es sind mehr Energiespeicher erforderlich, um die von Schwankungen geprägte Versorgung durch erneuerbare Energien zu stabilisieren. Das ESF-geförderte Start-up "m-Bee" zielt darauf ab, neue stationäre Speicher zu entwickeln, die effizienter Strom umwandeln und speichern können.

Der politisch und gesellschaftlich geforderte Einsatz von mehr erneuerbaren Energien führt weltweit zu starken Schwankungen mit der Folge, dass Netze instabil werden und häufiger der Strom ausfällt. Batteriespeichersysteme sind daher ein Schlüssel für die Energiewende, insbesondere für die Nutzung erneuerbarer Energien. Über Wind oder Sonne gewonnener Strom muss gespeichert werden - und das möglichst stabil und sicher.

Der von Experten dringend empfohlene Einsatz von Energiespeichern wird allerdings noch durch zahlreiche technologische und ökonomische Herausforderungen gebremst. Heute verbreitete Batteriespeichersysteme bestehen aus einem zentralen Wechselrichter und einer Hochvoltbatterie, das Batteriemanagementsystem ist aufwendig. Fällt hier ein Bauteil aus, wird das ganze System instabil. Vergleichbar ist das mit einer Lichterkette am Tannenbaum, die erlischt, wenn ein Licht nicht mehr funktioniert.

Das Projekt "m-Bee" startet nun mit einem revolutionär anderen Konzept für den Einsatz von Energiespeichern für die Netzregelleistung und in der Elektromobilität. Die Besonderheit besteht darin, die zentralen Wechselrichter für Hochvoltbatteriepacks zu ersetzen und stattdessen jedes Modul des Batteriepacks mit "m-Bee"- Leistungsplatinen auszustatten. Das erhöht die Ausfallsicherheit des Systems, verbessert die Sicherheit, vereinfacht Arbeitsprozesse, bringt höhere Energieeffizienz, erhöht die nutzbare Energiekapazität und verbessert den Umgang mit variierenden Batterieparametern.

Das neue System des Projekts "m-Bee" an der Universität der Bundeswehr München hebt auf diese Weise die strikte Trennung zwischen Leistungselektronik und Batterien auf. Mit diesem Ansatz will das Unternehmen Batteriespeicher für Industrie und die Elektromobilität ausfallsicherer und kompakter machen sowie höhere Wirkungsgrade über einen weiten Leistungsbereich erreichen. Vor kurzem hat das Projekt den ersten Prototypen bei einem Speicher-EPC (EPC steht für Engineering, Procurement and Construction) in Betrieb genommen.

Neben der Weiterentwicklung der Elektronik wurde im Projekt "m-Bee" auch die Software optimiert, welche die einzelnen Batteriemodule dynamisch verschaltet. So können schwächere Batteriemodule proaktiv geschont werden und stärkere Module häufiger verschaltet werden. In konventionellen, statischen Systemen ist der gesamte Batteriestrang immer nur so stark, wie das schwächste Modul. Mit dem System von „m-Bee“ kann jedes Modul optimal genutzt werden. Auf diese Weise können in einem Speichersystem gebrauchte und neue Batterien effizient miteinander verwendet werden. Das System ist dabei für alle üblichen Batterietypen verwendbar. Insbesondere beim second-use Einsatz von stark genutzten Batterien beispielsweise aus Elektroautos kommt dieser Vorteil der Effizienz dem Gesamtsystem zu gute.

Das Gründer-Team von STABL Energy

Die Geschichte des Start-ups "m-Bee" begann zufällig. 2007 begann Nam Truong sein Elektrotechnikstudium an der Technischen Universität München (TUM). Nur zwei Tage nach Semesterbeginn saß er zufällig neben seinem Kommilitonen Arthur Singer. Nun, nachdem beide ihre Promotion an der TUM und der Universität der Bundeswehr abgeschlossen haben, arbeiten sie zusammen mit zwei weiteren ehemaligen Studenten an der Neugründung.

Gemeinsam möchten sie mit ihrem Start-up "m-Bee" einen komplett neuen Standard für Batteriewechselrichter setzen und somit einen Beitrag zur weltweiten Energiewende leisten, konkret für Stromversorger, Kunden aus der Industrie und für die Elektromobilität. Auf seiner Website (www.stabl.com) sucht das heute bereits achtköpfige Team nach motivierten Mitstreitern für diese Mission.

Mit ihrer Technologie hat das Team bereits zahlreiche Preise und Erfolge erzielen können. So wurde "m-Bee" erst kürzlich von einer Jury des PV Magazins zu Photovoltaik als Energiespeicher Highlight des Jahres 2020 erwähnt, zählt zu den Gewinnern des renommierten Münchner Businessplan Wettbewerbs sowie zu den Gewinnern des Global Call for Battery Storage und wurde in zahlreichen Zeitungen und Fachmagazinen vorgestellt.

Das Projekt "m-Bee" wird im Rahmen des ESF-Bundesprogramms "EXIST-Forschungstransfer" aus Mitteln des Europäischen Sozialfonds und des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie gefördert.

Das ESF-Bundesprogramm "EXIST"

Ziel des ESF-Bundesprogramms "EXIST" ist es, das Gründungsklima an Hochschulen und außeruniversitären Forschungseinrichtungen zu verbessern. Darüber hinaus soll die Anzahl und der Erfolg technologieorientierter und wissensbasierter Unternehmensgründungen erhöht werden. "EXIST" umfasst drei Förderprogrammlinien:

1. Mit "EXIST-Forschungstransfer" werden herausragende forschungsbasierte Gründungsvorhaben, die mit aufwändigen und risikoreichen Entwicklungsarbeiten verbunden sind, gefördert.
2. Das "EXIST-Gründerstipendium" fördert die Vorbereitung innovativer Existenzgründungen aus Hochschulen und Forschungseinrichtungen, insbesondere die Erstellung eines tragfähigen Businessplans und die Entwicklung marktfähiger Produkte und Dienstleistungen.
3. "EXIST-Gründungskultur" wird in Form eines Wettbewerbs "Die Gründerhochschule" durchgeführt. Ziel ist es, hochschulweite Gesamtstrategien zu entwickeln und diese umzusetzen, um eine Gründungskultur und mehr Unternehmergeist an Hochschulen zu etablieren.

Im November 2018 ist mit der Richtlinie "EXIST-Potentiale" eine neue Wettbewerbsrunde in "EXIST-Gründungskultur" gestartet. "EXIST-Potentiale" wird ausschließlich vom Bund gefördert.