Photovoltaik-Haushalt: Lithiumbatterien schlagen Redox-Fluss-Batterien

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Für die Energiespeicherung in Photovoltaik-Haushalten sind Redox-Fluss-Batterien heute aufgrund ihrer geringeren Leistung den Lithium-Batterien unterlegen - trotz geringerer Anschaffungs- und Verbrauchskosten.

Seit Mai 2013 wurden in Deutschland mehr als 35.000 häusliche Energiespeicher-Systeme installiert. Aufgrund der überlegenen Leistung und des erheblichen Preisverfalls sind Lithium-Ionen-Batterien (LiBs) die dominierende Technologie in diesem Markt. Seit 2015 ist jetzt jedoch eine neue Technologie für diese Anwendung verfügbar, und mehrere Hersteller bieten jetzt Redox-Fluss-Batterien in der erforderlichen Größe an.

Diese Technologie hat geringe Verbrauchskosten (€ / kWh) und nutzt eine breitere Kapazitäts-Palette. Auf der anderen Seite ist der Wirkungsgrad geringer als bei LiB und die Fixkosten (€ / kW) sind recht hoch.

In einer Arbeit des Forschungszentrums Karlsruhe wurde jetzt untersucht, wie diese Eigenschaften die Kosteneffizienz dieser Art von Hausspeicherung beeinflussen. Daher verglichen sie die Leistung der LiBs mit denen der Vanadium-Rückfluss-Batterie (VRFB) in einer Verbrauchssimulation und bewerteten ihren möglichen wirtschaftlichen Beitrag, wenn man sie in einem Photovoltaik-Speichersystem einsetzt.

Der Nutzen eines erhöhten Eigenverbrauchs durch ein Batteriesystem wurde über einen Zeitraum von 20 Jahren mit einer zeitlichen Auflösung von 15 Minuten bestimmt. Die Haushalte in den Simulationen varierten in ihrem individuellen jährlichen Energiebedarf (1.000 bis 10.000 kWh / a) und der jährlichen Energieerzeugung durch die Photovoltaik-Anlage (500 bis 15.000 kWh / a) aus.

Die Studie zeigte, dass die Hausspeicherung für Einzelhaushalte unter den gegebenen Annahmen für keine der ausgewerteten Batterietechnologien ein wirtschaftlich sinnvoller Anwendungsfall ist. Es wurde festgestellt, daß die Batterien für den größten Teil des Jahres nicht in Betrieb und vollständig entladen sind. Dies zeigt das große Potenzial für zusätzlichen Verbrauch, besonders im Winter.

Darüber hinaus wurde gezeigt, dass eine LiB jeder VRFB in jedem Verbrauchsszenario überlegen ist, denn der Wirkungsgradunterschied zwischen den beiden Technologien ist einfach zu groß.

In Bezug auf die Fixkosten, insbesondere für größere Kapazitäten, kann die VRFB jedoch im Vergleich zum LiB wettbewerbsfähig sein. Daher sollten weitere Anstrengungen unternommen werden, um die Leistung solcher Redox-Fluss-Batterien zu verbessern.

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