Batterie-Energiespeichersysteme (BESS) revolutionieren die Art und Weise, wie wir Energie verbrauchen, und bieten viel davonoZu den Vorteilen gehören intelligenter Energieverbrauch, Kostensenkung, Belastbarkeit, Ressourcenschonung und Umwelteffizienz.
BESS ist in verschiedenen Größen erhältlich, von kompakten Haushaltsgeräten bis hin zu Großsystemen für Versorgungsunternehmen und Industrien auf der ganzen Welt.Diese Systeme unterscheiden sich jedoch aufgrund der verwendeten Elektrochemie oder Batterietechnologie.In diesem Artikel befassen wir uns mit den wichtigsten BESS-Batterietypen und den Möglichkeiten, die sie für Energiespeicherlösungen bieten.
Lithium-Ionen-Akkus (Li-Ion).
Laut einem Bericht der US Energy Information Administration (EIA) aus dem Jahr 2020 basierten über 90 % der großen Batterieenergiespeichersysteme in den USA auf Lithium-Ionen-Batterien.Globale Statistiken spiegeln diesen Trend wider.Dieser wiederaufladbare Batterietyp ist in Elektrofahrzeugen, Unterhaltungselektronik und tragbaren Geräten wie Smartphones, Laptops, Tablets und Kameras allgegenwärtig.Lithium-Ionen-Batterien umfassen verschiedene chemische Zusammensetzungen, darunter unter anderem Lithium-Kobaltoxid, Lithium-Mangan-Oxid, Lithium-Eisenphosphat und Lithium-Nickel-Mangan-Kobaltoxid (NMC).
Die Vorteile von Li-Ionen-Batterien sind zahlreich und machen sie zu einer führenden Technologie in der Energiespeicherung.Diese Batterien sind leicht, kompakt, zeichnen sich durch eine hohe Kapazität und Energiedichte aus, erfordern minimale Wartung und weisen eine lange Lebensdauer auf.Darüber hinaus laden sie sich schnell auf und weisen eine geringe Selbstentladung auf.Zu ihren Nachteilen gehören jedoch relativ hohe Kosten, Entflammbarkeit und Empfindlichkeit gegenüber extremen Temperaturen, Überladung und Tiefentladung.
Blei-Säure-Batterien (PbA).
Blei-Säure-Batterien stellen eine der ältesten und kostengünstigsten verfügbaren Batterietechnologien dar.Sie werden häufig in der Automobilindustrie, in Industrieanwendungen und in Energiespeichersystemen eingesetzt.Insbesondere sind diese Batterien in hohem Maße recycelbar und funktionieren sowohl in Umgebungen mit hohen als auch niedrigen Temperaturen effizient.Ventilregulierte Blei-Säure-Batterien (VRLA), eine moderne Variante, übertreffen ihre Vorgänger durch längere Lebensdauer, höhere Kapazität und vereinfachte Wartung.Langsames Laden, hohes Gewicht und geringere Energiedichte sind jedoch die größten Einschränkungen dieser Technologie.
Nickel-Cadmium-Batterien (Ni-Cd).
Ni-Cd-Akkus waren bis zum Aufkommen von Li-Ionen-Akkus in der tragbaren Elektronik weit verbreitet.Diese Batterien bieten Vielseitigkeit mit zahlreichen Konfigurationen, Erschwinglichkeit, einfachen Transport und Lagerung sowie Widerstandsfähigkeit gegenüber niedrigen Temperaturen.Dennoch liegen sie hinsichtlich Energiedichte, Selbstentladungsraten und Recyclingfähigkeit hinter der Konkurrenz zurück.Nickel-Metallhydrid-Batterien (Ni-MH), die Nickeloxidhydroxid (NiO(OH)) als Komponente mit der Ni-Cd-Technologie teilen, bieten überlegene Eigenschaften wie erhöhte Kapazität und Energiedichte.
Natrium-Schwefel-Batterien (Na-S).
Natrium-Schwefel-Batterien verwenden geschmolzenes Salz, was sie zu einer kostengünstigen Technologie macht.Diese Batterien zeichnen sich durch Energie- und Leistungsdichte, Langlebigkeit und stabilen Betrieb unter extremen Bedingungen aus.Ihre Anwendbarkeit ist jedoch aufgrund der Anforderung an hohe Betriebstemperaturen (mindestens 300 °C) und der Korrosionsanfälligkeit eingeschränkt.Natrium, ein wichtiger Bestandteil, wirft Sicherheitsbedenken auf, da es leicht entflammbar und explosiv ist.Trotz dieser Herausforderungen erweisen sich Natrium-Schwefel-Batterien als ideal für die eigenständige Energiespeicherung in Kombination mit erneuerbaren Energiequellen.
Flow-Batterien
Im Gegensatz zu herkömmlichen wiederaufladbaren Batterien, die Energie in festen Elektrodenmaterialien speichern, speichern Flow-Batterien Energie in flüssigen Elektrolytlösungen.Der am weitesten verbreitete Typ ist die Vanadium-Redox-Batterie (VRB), weitere Varianten sind Zink-Brom-, Zink-Eisen- und Eisen-Chrom-Batterien.Flow-Batterien bieten einzigartige Vorteile, darunter eine außergewöhnlich lange Lebensdauer (bis zu 30 Jahre), hohe Skalierbarkeit, schnelle Reaktionszeiten und ein geringes Brandrisiko aufgrund ihrer nicht brennbaren Elektrolyte.Diese Eigenschaften haben Flow-Batterien einen bedeutenden Marktanteil bei netzgebundenen und netzunabhängigen Energiespeichersystemen gesichert, insbesondere bei Großanwendungen.
Mit diesen Batterietechnologien verändert sich die Energielandschaft und bietet vielfältige Lösungen, um den unterschiedlichen Anforderungen verschiedener Branchen und Sektoren gerecht zu werden.Da sich die Technologie ständig weiterentwickelt, wird die Rolle von Batterie-Energiespeichersystemen bei der Gestaltung unserer Energiezukunft immer wichtiger.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 28. August 2023