< Zurück zur Übersicht

Der Think City ist eines der ersten kommerziellen E-Fahrzeuge im Fuhrpark der VKW VLOTTE.

Second-Use: Zweites Leben für ausgemusterte Batterien

09. März 2018 | 09:30 Autor: FHV Startseite, Vorarlberg

Dornbirn (A) In einem Forschungsprojekt der FH Vorarlberg wird ausgemusterten Batterien von Elektroautos ein zweites Leben eingehaucht. MitarbeiterInnen des Forschungszentrums Energie haben einen stationären Speicher aus einer ausgetauschten E-Fahrzeugbatterie gebaut. Dieser hat ähnlich wie ein Pumpspeicherkraftwerk die Funktion, elektrische Energie bedarfsgerecht zu speichern und zur Verfügung zu stellen.

In den letzten Jahren ist der Trend zur E-Mobilität verstärkt spürbar geworden. Waren E-Fahrzeuge vor zehn Jahren noch eine kleine Sensation, sind sie heute aus dem Verkehrsbild nicht mehr wegzudenken. Diese Fahrzeuge beinhalten einen Energiespeicher in Form einer Batterie. Diese wird im Normalfall ausgetauscht, sobald ihre Kapazität auf 70-80% ihrer Ursprungskapazität sinkt. Allerdings heißt das nicht, dass die Batterie funktionsunfähig ist. Es bedeutet lediglich, dass die Reichweite des E-Fahrzeugs deutlich gesunken ist (um ca. 20-30%).

Kleines Pumpspeicherkraftwerk
Derzeit werden die ausgetauschten Batterien einem Recycling Prozess zugeführt. Aus wirtschaftlichen Gründen werden jedoch nur die wertvollsten Stoffe aus den Batterien recycelt. Zudem handelt es sich bei einem frühzeitigen Recycling um eine Verschwendung von noch funktionierenden Batteriesystemen. Diese Umstände haben MitarbeiterInnen der FH Vorarlberg dazu bewegt, einen stationären Speicher aus einer ausgetauschten E-Fahrzeugbatterie zu bauen. Dieser kann dieselben Anforderungen wie ein Pumpspeicherkraftwerk erfüllen – nur eben im kleineren Stil.

Werden allerdings viele dieser Speicher aufgebaut, können sie sogar die zur Verfügung stehende Leistung und Energie eines einzelnen Pumpspeicherkraftwerkes überschreiten. Ein solches System aus vielen verteilten Speichern wäre darüber hinaus sehr ausfallsicher, da das Wegfallen einzelner Batteriespeicher kaum Auswirkungen auf das Gesamtsystem hätte.

Komplexe Berechnungen
Um einen solchen Speicher effizient betreiben zu können, müssen komplexe Kontrollalgorithmen entwickelt werden, welche die Batterie entsprechend steuern. Bei einem Überangebot an elektrischer Energie wird der Batteriespeicher geladen, bei hoher Nachfrage wird er entladen. Diese Algorithmen werden an der FH Vorarlberg im Rahmen des Josef Ressel Zentrums für angewandtes wissenschaftliches Rechnen in Energie, Finanzwirtschaft und Logistik entwickelt.

Da E-Fahrzeugbatterien für die Verwendung im Fahrzeug konzipiert sind, ist ein hoher Aufwand mit dem Aufbau eines stationären Batteriespeichers verbunden. Im Rahmen des Projektes Smart City Rheintal, gefördert durch den Klima- und Energiefond, wurde ein stationärer Testspeicher aus einer wiederverwerteten ZEBRA Hochtemperatur-Batterie gebaut. Dieser Batterietyp war ursprünglich in einem Think City verbaut. Dies war eines der ersten kommerziellen E-Fahrzeuge und zunächst im Fuhrpark der VKW VLOTTE. Der Aufwand zur Wiederverwertung dieses Batterietyps beinhaltet auch die Simulation des Fahrzeugsteuergerätes. Somit muss auch eine eigene Hardware konzipiert werden.
                         
Heute werden hauptsächlich Lithium-Batterien in E-Fahrzeugen eingesetzt. Aber auch hier ist die Wiederverwertung mit einem enormen Aufwand verbunden - sowohl in der Softwareentwicklung, als auch beim Umbau des Speichers. „Es würde den Aufwand erheblich vereinfachen, wenn E-Fahrzeughersteller eine Wiederverwertung als stationären Speicher bereits bei der Batterieentwicklung vorsehen würden. Einerseits könnte dies ein neues Businessmodel für sie werden und andererseits könnten sie dadurch ihr umweltschädliches Image aufbessern“, erzählt Bernhard Fässler, Doktorand am Josef Ressel Zentrum für angewandtes wissenschaftliches Rechnen in Energie, Finanzwirtschaft und Logistik.

Energieautonomie 2050
Warum werden neue Speichertechnologien dringend benötigt? Vorarlberg hat sich das ehrgeizige Ziel gesetzt, bis zum Jahr 2050 den kompletten Energiebedarf des Landes mit erneuerbarer Energie, wie z.B. Wind- und Sonnenenergie, abzudecken. Diese Energiequellen hängen jedoch stark von den vorherrschenden Wetterbedingungen ab. Das wiederum führt dazu, dass das Angebot an elektrischer Energie nicht unbedingt mit der Nachfrage korreliert. Um diese Abweichungen auszugleichen, werden schnell regelbare Energiespeicher zum Energieausgleich eingesetzt. In Vorarlberg wird dazu die vorherrschende Topologie geschickt ausgenutzt und Pumpspeicherkraftwerke werden gebaut. Da weltweit gesehen der Anteil an fluktuierenden, erneuerbaren Energiequellen sowie auch der nahezu unstillbare Energiedurst stetig steigt, werden zusätzliche Speichertechnologien dringendst benötigt. Das Forschungszentrum Energie der FH Vorarlberg mit der illwerke vkw Stiftungsprofessur für Energieeffizienz beschäftigt sich mit der Erforschung und Entwicklung solcher Speichermöglichkeiten.

  • Aufbau eines stationären Batteriespeichers in dem zwei Autobatterien eines Think City verbaut wurden.
    uploads/pics/C418157_Batteriespeicher.jpg

FH Vorarlberg | Fachhochschule Vorarlberg GmbH

Campus V, Hochschulstr. 1, 6850 Dornbirn
Österreich
+43 5572 792-0

Details


< Zurück zur Übersicht