Vanadium-Redox-Flow: Sonnenenergie auch im Dunkeln nutzen

| Autor / Redakteur: Michael Peither / Richard Oed

Vanadium bietet viele Vorteile

Mit Blick auf die Rohstoffverfügbarkeit erweist sich die VRF-Technologie als besonders ökonomisch. So handelt es sich bei Vanadium um das 16-häufigste Element der Erdkruste, das bei einer weltweiten jährlichen Förderung von 80.000 Tonnen (Stand: 2015) und geschätzten Reserven von 15 Millionen Tonnen lange Zeit verfügbar sein wird. Dies macht die VRF-Technologie angesichts der Rohstoffverknappung und den damit verbundenen Preissprüngen in den vergangenen zwei Jahren von Lithiumcarbonat (+29 %), Mangan (+33 %) und Cobalt (+120 %) zu einer preiswerten Alternative zu Lithium-Ionen-Speichern.

Auch in puncto Recyclingfähigkeit weisen VRF-Heimspeicherysteme deutliche Vorteile gegenüber Lithium-Speichern auf. Während Lithium nur mittels eines energieintensiven Spezialverfahrens recycelt werden kann, ist eine Wiederverwendung von Vanadium sehr einfach möglich. Nach einer elektrochemischen Oxidation des Elektrolyts zu Vanadium 5 muss die Elektrolytflüssigkeit lediglich auf 70 °C erwärmt werden, damit das darin gelöste Vanadiumpentoxid ausflockt. Es kann dann mit einfachen Filtern absorbiert werden.

Problematisch war bisher der Herstellungsprozess. Um die Leistung von VRF-Speichersystemen zu erhöhen, werden mehrere Batteriezellen zu einem Batterie-Stack aufeinandergeschichtet. Dieses Verfahren konnte bislang nur manuell und somit unter hohem zeitlichen und personellen Ressourcen-Einsatz durchgeführt werden, was eine preiswerte Produktion von VRF-Batterien verhinderte. Ein von VoltStorage entwickelter und zum Patent angemeldeter vollautomatischer Produktionsprozesses macht nunmehr eine kostengünstige Stack-Produktion möglich, die die VRF-Technologie erstmals für das Heimspeicher-Segment realisierbar macht.

Optimierter Gesamtwirkungsgrad dank Leistungselektronik

Aktuell liegt der maximale Wirkungsgrad der VRF-Batterien bei 86 Prozent - und damit unter den ausgewiesenen Wirkungsgraden von Lithium-Batterien. Eine eigens für den Spannungsbereich der VRF-Batterien von 35 bis 55 V und die im Haushalt üblichen Leistungsbereiche bis 1 kW optimierte Leistungselektronik ermöglicht dennoch einen Gesamtwirkungsgrad, der auf dem Niveau von Lithium-Heimspeichern liegt. Zudem ermöglicht die intelligente Leistungselektronik ein automatisches Umschalten von 3-Phasen- auf 1-Phasen-Betrieb, um so in niedrigen Leistungsbereichen eine zusätzliche Effizienzsteigerung zu erzielen.

Da VRF-Batterien überdurchschnittlich oft be- und entladen werden können, ohne an Speicherkapazität zu verlieren, ist ein Zusammenschluss aller VoltStorage Heimspeicher zu einem virtuellen Großspeicher, der sogenannten VoltCloud in Planung. So können freie oder nicht benötigte Speicherkapazitäten kurzfristig bereitgestellt werden, um Strom aus dem öffentlichen Netz aufzunehmen und bei Bedarf wieder abzugeben. In Phasen der Über- bzw. Unterproduktion erneuerbarer Energien kann so ein wertvoller Beitrag zur Stabilität der Stromnetze und zur Zukunftsfähigkeit regenerativer Energieformen geliefert werden.

Das VoltStorage VRF-Heimspeichersystem wird ab Frühjahr 2018 in zweifacher Ausfertigung angeboten: als einphasiges System mit einer nominellen Leistung von 2 kW bei einer Speicherkapazität von 6,8 kWh und als dreiphasiges System mit gleicher Kapazität und 4,5 kW Maximalleistung. Dieses verfügt zudem über eine Notstromfunktion, die einen Inselbetrieb möglich macht. Durch Kopplung zweier oder mehrerer Systeme lassen sich Leistung und Speicherkapazität beliebig skalieren.

Durch einen optimierten Herstellungsprozess und die abgestimmte Leistungselektronik ermöglicht die Vanadium-Redox-Flow-Technologie eine kostengünstige Eigennutzung von Solarstrom in den eigenen vier Wänden. Damit wird die Verwendung dieser umweltfreundlichen Technologie zeitunabhängig möglich.

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Was den Kostenvergleich angeht: Wir streben aktuell einen Gesamtpreis zwischen 7.200 und 8.000...  lesen
posted am 14.03.2018 um 08:50 von Unregistriert

Nett. Jetzt müsste man nur noch zumindest einen ungefähren Verhältnisfaktor der Kosten im direkten...  lesen
posted am 12.03.2018 um 13:44 von ibw-oberhaching

Das technische Datenblatt, dass die meisten Ihrer Fragen beantwortet, können Sie hier...  lesen
posted am 11.03.2018 um 17:34 von Richard Oed

2008 auf der Hannover Industrie-Messe: Garagengröße voll mit Technik, 100kW Energiespeicher für...  lesen
posted am 09.03.2018 um 21:54 von ktelektronik@gmx.de

Woher bekomme ich technische Daten? Speicherkapazität, Abmessungen (pro kW), Lade- und...  lesen
posted am 09.03.2018 um 21:33 von Unregistriert


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