BATTMON - Erhöhung der nutzbaren Ladekapazität, Lebensdauer und Sicherheit von Batteriespeichern im urbanen Raum
Kurzbeschreibung
Ausgangssituation/Motivation
Um die Ziele des Pariser Klimaschutzabkommens zu erreichen, müssen die Treibhausgasemissionen bis 2030 um mindestens 40 % reduziert werden. Da derzeit ca. 90 % der weltweiten CO2-Emissionen aus fossilen Brennstoffen stammen, ist der Umstieg von fossilen Brennstoffen auf elektrische Energie und insbesondere deren Speicherung der Schlüsselfaktor für die Reduzierung der Treibhausgasemissionen. Urbane Räume spielen dabei eine zentrale Rolle, da sie für fast 40 % der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich sind.
Energiespeicherung bietet daher große Chancen, den Übergang zu einer kohlenstoffarmen Energienutzung und Dekarbonisierung zu beschleunigen und eine große globale Wirkung zu erzielen.
Für einen effizienten Einsatz von Batteriespeichern in Gebäuden und Quartieren sind folgende Verbesserungen notwendig:
- Erhöhung der Lebensdauer
- Erhöhung des Wirkungsgrades und Nutzung der gesamten Batteriekapazität
- Erhöhung der Sicherheit gegen thermisches Durchgehen (Brand, Explosion)
Bei modernen Batteriespeichern überwacht das Batteriemanagementsystem (BMS) den Ladezustand (SoC) und den Alterungszustand (SoH) und optimiert den Betrieb des Batteriespeichers. Auf diese Weise werden mögliche Über- und Unterladungen sowie Überhitzungen und daraus resultierende Zellschäden vermieden.
Derzeit ist die Zustandsabschätzung der Speicher jedoch fehleranfällig und ungenau. Daher wird z.B. eine Sicherheitsmarge für den Ladezustand angenommen, die den Betriebsbereich der Batteriespeicher und damit die Effizienz einschränkt.
Inhalte und Zielsetzungen
Das übergeordnete Ziel von BATTMON besteht in der Entwicklung einer verbesserten Methode zur Zustandsbestimmung von Batteriespeichern für Anwendungen in Gebäuden und Quartieren. Dadurch soll die Effizienz, Lebensdauer und Sicherheit der Batteriespeicher erhöht werden.
Die angestrebte Verbesserung wird durch die Entwicklung und Integration neuer flächenhafter Foliensensoren sowie einer KI-basierten Auswertung erzielt. Dadurch ist eine frühzeitige Erkennung von Zellschäden möglich, was zu einer Verringerung der Brand- und Explosionsgefahr führt.
Methodische Vorgehensweise
Um Erkenntnisse über den Einsatz der neuen Sensorik im realen Betrieb eines Speichers zu gewinnen, erfolgt eine mehrmonatige Evaluierung eines Batteriespeichers in Weiz.
Die Steigerung der Akzeptanz, Attraktivität und des Einsatzes von Batteriespeichern in der Bevölkerung stellt für das Konsortium ein besonderes Anliegen dar. Daher werden im Rahmen des Projekts Marketingmaterialien für Veranstaltungen und Beratungen für verschiedene Zielgruppen erstellt und Veranstaltungen sowie Beratungen für unterschiedliche Stakeholder durchgeführt.
Des Weiteren ist die Integration des vorliegenden Projekts in das Reallabor WEIZplus vorgesehen, wo zukünftig ein eigenes Leitprojekt zum Thema Batteriespeicher etabliert werden soll.
Erwartete Ergebnisse
Abschließend sollen durch die Arbeiten im Projekt umfassende Kenntnisse für die Einführung und Umsetzung des EU-Batteriepasses erworben werden, welche für den Standort Österreich zukünftig eine wesentliche Rolle in der Energiewende spielen werden.
Projektbeteiligte
Projektleitung
Joanneum Research Forschungsgesellschaft mbH
Projekt- bzw. Kooperationspartner:innen
- ATT advanced thermal technologies GmbH
- e.battery systems AG
- Green Testing Lab GmbH
- W.E.I.Z. Foschungs & Entwicklungs gGmbh
Kontaktadresse
Stefan Grebien
Steyrergasse 17
8010 Graz
Tel.: +43 (316) 876-5612
E-Mail: stefan.grebien@joanneum.at
Web: www.joanneum.at