Großbatteriespeicher als Schlüssel für die nächste Phase der Energiewende

Je stärker Wind- und Solarstrom den Erzeugungsmix prägen, desto wichtiger sind Technologien, die Überschüsse aufnehmen, kurzfristig Leistung bereitstellen und Schwankungen im Netz ausgleichen. Hier kommen Großspeicher ins Spiel.

Großspeicher speichern elektrische Energie im Kilowatt- bis Megawattmaßstab. Sie bestehen aus zahlreichen Batteriemodulen mit vielen Einzelzellen, die von einem Batteriemanagementsystem überwacht werden. Hinzu kommen Leistungselektronik, Wechselrichter, Kühlung sowie Sicherheits-, Steuerungs- und Leittechnik. Erst dieses Zusammenspiel macht aus vielen Zellen ein robustes System für den dauerhaften Einsatz in der Energieinfrastruktur.

Effizienter, günstiger und sicherer: Reallabor für Megawatt-Batteriespeicher

Wie groß das Potenzial ist, zeigt das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderte Reallabor der Energiewende Next-MeBa. Es verfolgt ein klares Ziel: Megawatt-Batteriespeicher effizienter, günstiger, langlebiger und sicherer zu machen. Im Mittelpunkt stehen drei Entwicklungsziele: sinkende Investitions- und Betriebskosten, eine höhere Betriebsdauer auch bei unterschiedlich alternden Zellen sowie mehr Sicherheit durch ein Moduldesign, das das Übergreifen eines Zellbrands auf benachbarte Zellen verhindern soll.

Dabei geht es nicht nur um einzelne Komponenten, sondern um das Gesamtsystem. Forschende arbeiten an Zellcharakterisierung, Sicherheitsuntersuchungen, Lebensdauertests und Simulationen. Ein digitaler Zwilling soll die elektrischen und thermischen Eigenschaften des Speichers abbilden und dadurch Auslegung, Einsatzplanung und Monitoring verbessern. Parallel entwickeln Partner aus Forschung und Industrie neue Steuerungs- und Thermomanagementansätze sowie Fertigungsprozesse für Schutzschichten zwischen Batteriezellen. Feldtests mit drei Versuchseinheiten sollen die technische Entwicklung zum Projektende validieren; zudem ist eine Zertifizierung als Speicher im Mittelspannungsnetz geplant.

Als Industriepartner haben SAX Power eine Produktionshalle für erste Prototypen des Megawatt-Speichers eingerichtet und Proteba einen Testbunker umgebaut, neue Messinfrastruktur installiert sowie eine Fertigungsmaschine für Propagationsschutzschichten in Betrieb genommen. Diese Schutzbarrieren werden zwischen einzelne Batteriezellen gelegt, um Kettenreaktionen im Brandfall zu vermeiden. Erste Tests mit den vorgesehenen Batteriezellen verliefen erfolgreich.

Optimierte Betriebsstrategie bringt messbare Erfolge

Wie sich bestehende Großspeicher wirtschaftlicher betreiben lassen, untersucht auch das Forschungsprojekt BMSmart. Dort stehen digitaler Zwilling, Zustandsdiagnose und gekoppeltes Multi-Use-Management im Mittelpunkt. An der Referenzanlage Dresden Süd mit 12 Megawattstunden Kapazität zeigte sich, dass optimierte Betriebsstrategien klare Vorteile bringen: bis zu 8,3 Prozent höhere Erlöse, 10 bis 15 Prozent zusätzliche Nutzung des Betriebsbandes, 2 bis 3 Prozent höhere Verfügbarkeit und rund 20 Prozent weniger interne Ausgleichszyklen zwischen den Batteriemodulen.

Deutlich wird: Wirtschaftlichkeit entsteht nicht allein durch Marktstrategie, sondern durch das Zusammenspiel von präziser Zustandsinformation, modellgestützter Bewertung und optimierter interner Leistungsaufteilung. Messdaten und digitale Zwillinge gewinnen damit für den weiteren Ausbau der Speicherinfrastruktur erheblich an Bedeutung.

Von der Forschung in die Praxis

Dass Innovation nicht nur im Labor stattfindet, zeigt auch der Markt. So arbeiten Saxovent und Luxera Energy künftig beim Bau moderner Großbatteriespeicher zusammen. Auftakt der Kooperation ist ein Projekt in Alzey mit 6 Megawatt Leistung und 15 Megawattstunden Speicherkapazität. Luxera Energy bringt eine mehr als 8-Gigawatt-Pipeline ein und setzt neben Stand-Alone-Speicherprojekten, wie in Alzey, zusätzlich auf effiziente Co-Location-Modelle, die bestehende Netzanschlüsse von Erzeugungsanlagen und Batteriespeicher optimal miteinander verbinden. Saxovent ergänzt die Partnerschaft mit langjähriger Erfahrung in der Entwicklung und Finanzierung erneuerbarer Energien.