Elektrochemische Speichertechnik für regenerative Energiesysteme

Dezentrale Speicherung und Netzstabilität
Der Ausbau der erneuerbaren Energien für die Strom-Mix-Versorgung und für die eigene Nutzung schreitet weiter voran. Elektrochemische Speichertechnologien (Akkumulatoren und Brennstoffzellen) bieten durch ihren Einsatz in stationären und in Elektromobilitäts-Anwendungen vielfältige Möglichkeiten, unterschiedliche regenerative Energietechnologien ins Netz zu integrieren und den Eigennutzungsanteil zu steigern. Zusätzlich können Speicher auch wichtige Netzdienstleistungen (z.B. primären oder sekundären Regelleistungsbedarf) übernehmen.
In diesem Seminar werden die Funktionsweise, die Eigenschaften und der Stand der Technik von elektrochemischen Speichertechnologien insbesondere der Akkumulatoren und Brennstoffzellen sowie deren Verhalten in Strom-Mix-Versorgungsnetzen vermittelt. Die Teilnehmer lernen die Fähigkeiten und Grenzen von unterschiedlichen Speichertechnologien, wie z.B. Li-Ion, Li-Metall, Blei-Akkumulator und Brennstoffzellen kennen. Anforderungen an intelligente Energiemanagementsysteme (EMS) und deren Wirkung auf die Speicherart, -größe, und die Zyklen-Lebensdauer werden vermittelt. Der Entwicklungstrend in der Elektromobilität und deren Einsatz zur Steigerung der eigenen Nutzung von regenerativem Strom werden erörtert. Sie erhalten anhand zahlreicher praktischer Beispiele das Fachwissen, um die für Ihren Einsatz geeignete Speichertechnologie auszuwählen, die Größe der Speicherkapazität (Ah) zu ermitteln und deren Betriebswirtschaftlichkeit (€/kWh) zu bewerten.

Interessierte aus verschiedenen Berufsgruppen, zum Beispiel Fach- und Führungskräfte aus Industrie, Forschung und Entwicklung, Batteriesystemhersteller, Vertrieb und Service, Marketing, Energiemanagement, Projektmanagement, Anlagenbetrieb, Anlagenplaner, Stromnetzbetreibe, Energieversorgung/Stadtwerke, Projektplanung, sowie Systemintegration.

Donnerstag, 16. und Freitag, 17. November 2023
8.30 bis 11.45 und 13.15 bis 16.30 Uhr

1. Einführung über Energiespeichertechnologien in regenerativen Energiesystemen
– Eigenschaften der Energieerzeugung aus fluktuierenden regenerativen Energiequellen
– Integration von Speichertechnologien (Batterie und Brennstoffzellen) ins Stromnetz
– Speichereinsatz in regenerativen Energiesystemen und in der Elektromobilität

2. Einsatzbereiche von stationären und mobilen Speichertechnologien im Stromnetz
– Flexibilisierung des Stromnetzes
– Übernahme von Netzdienstleistungen (z.B. primäre, sekundäre oder tertiäre Regelleistung)
– Auswirkung der Elektromobilität auf das dezentrale Stromnetz

3. Anforderungen an moderne und zukunftsorientierte Stromspeicher

4. Funktionsgrundlagen der Batteriespeicher
– Aufbau und Betriebsweise von Akkumulatoren und Brennstoffzellen
– Betriebsparameter (z.B. Lade/Entlade-Strom und -Spannung, Ladezustand (SOC), Beriebstempemperatur)
– Speicherkapazitäten (Ah und kWh)

5. Betriebsverhalten der Speicher
– Speicherfähigkeiten und -grenzen
– Degradation und Alterungsursachen (Gesundheitszustand des Speichers)

6. Funktionsweise und optimales Einsatzgebiet von:
– klassischen Blei-Säure- und Nickel-Metall-Hydrid-Batterien
– modernen und zukunftsorientierten Li-Ion-Technologien, Zink-Luft-Batterien, Vanadium-Redox-Flow-Batterie
– Hochtemperaturspeichertechnologien (Natrium-Schwefel (Nas), Natrium-Nickelchlorid (NaNiCl)
– Elektrolyse- und Brennstoffzellentechnologien

7. Wirtschaftlichkeitsmerkmale unterschiedlicher Speichertechnologien
– Anschaffungskosten, Betriebs- und Wartungskosten, Energiegestehungskosten €/kWh)

8. Wasserstoffspeicher- und Power-To-X-Technologie 
– Power-To-Gas-Technologie, Power-To-Methanol und Power-To-Heat
– Eigenschaften und Sicherheitsaspekte von Wasserstoffspeicherung

9. Management des Batteriebetriebs
– Batterie-Management-System (BMS)
– Batteriebanksteuerungseinheit
– übergeordnetes Betriebsführungs- und Regelungs-System

10. Planung von Batteriespeichern
– Bestimmung des Einsatzbereichs (Eigennutzung, Netzdienstleistung, usw.)
– Auswahl der Speichertechnologie
– Kapazitätsdimensionierung und Bestimmung der Systemspannung
– Ermittlung der Energiegestehungskosten (€/kWh)

11. Auslegung von autarker und dezentraler Stromversorgung mit Photovoltaik-/Windenergieanlagen
– Bestimmung des optimalen regenerativen Energieanteils
– Ermittlung des Energieverbrauchs, Versorgungsleistung und lokales regeneratives Ressourcenpotential
– Festlegung der Systemkomponentengrößen (PV-Wechselrichter, Batterie-Wechselrichter und Backup-Genset