Technologie-Vergleich

Technologie- Vergleich Quelle: BlueSky Energy

Batterievergleich

Erneuerbare Energien werden immer wichtiger. Der Ausbau von Photovoltaik immer mehr und viele setzen mit der Installation einer Fotovoltaik-Anlage auch auf die Installation eines Speichers. So kann der Strom der Photovoltaik nicht nur direkt verwendet werden, sondern wird gespeichert und effizient eingesetzt. Ein Speicher dient dazu, seinen Eigenverbrauch bestmöglich zu optimieren und im Umkehrschluss so wenig Strom wie möglich vom öffentlichen Netz einkaufen zu müssen. Aufgrund dessen haben wir einen Technologie-Vergleich vorgenommen.

Welche Speichertechnologien gibt es?

Lithium-Ionen-Batterien

Stromspeicher können mittlerweile auf Basis verschiedenster Technologien bestehen. Im Technologie-Vergleich ist weitverbreitete Speichertechnologie bestehend aus der Basis von Lithium-Ionen. Hierbei ist die Lithium-Ionen Technologie ein Überbegriff für viele verschiedene Typen. Die Benennung ist abhängig von dem enthaltenen Elektrodenmaterial, zB.: LiFePO4 (Lithium-Eisen-Phosphat), NMC (Nickel-Mangan-Cobalt-Oxiden), LTO (Lithium-Titanat-Oxid). Je nachdem welches Elektrodenmaterial enthalten ist, weisen die Batterien verschiedene Eigenschaften auf. Innerhalb dieser Gruppe wird die Lithium- Titanat-Oxid (LTO) Technologie gesondert betrachtet. Aufgrund der chemischen Eigenschaften dieser Technologie ist sie sicherer als andere Lithium Technologien. Sie ist nicht brennbar und UL-1973 zertifiziert.

Bleibatterien

Die Bleibatterien sind die klassische Autobatterie im Verbrennungsmotor. Es ist wohl die am längsten bekannte Batterietechnologie.

Flow Batterien

Quelle: CMBlu

Einen anderen Ansatz der Energiespeicherung verfolgen die Flowbatterien. In den Flow Batterien werden zwei Elektrolyte in separaten Tanks außerhalb der Zelle gelagert. Zur Stromerzeugung sind Pumpen und bewegliche Teile nötig. Die beiden Elektrolyte werden in die Zelle gepumpt und die Elektroden fließen durch eine Membran zwischen den Elektrolyten.

Salzbatterien

Des Weiteren gibt es noch die Salzbatterien. Hierzu zählen die Natrium-Nickel Batterie, eine Hochtemperatur-Batterie und die Salzwasserbatterie. Salzwasserbatterien wie die GREENROCK Batterie und die Hochtemperaturbatterie unterscheiden sich grundlegend. Die einzige Gemeinsamkeit ist Natrium als Teil der Batteriechemie.

In Hochtemperatur Batterien muss innerhalb der Batteriezelle eine Temperatur von mehreren Hundert °C bestehen, damit Strom gespeichert und abgegeben werden kann. Hochtemperatur Batterien sind auch unter dem Namen ZEBRA Batterie bekannt.

Anders bei wässrigen Natrium-Ionen Batterien. Die GREENROCK Salzwasserbatterie gehört in diese Kategorie. Sie funktioniert ähnlich einer Bleibatterie mit dem wichtigen Unterschied, dass keine giftigen und seltenen Rohstoffe enthalten sind.

Technologie Vergleich

Funktionsweise Beladung einer Salzwasserbatterie Quelle: BlueSky Energy

Technologie Vergleich Entladung

Funktionsweise Entladung einer Salzwasserbatterie Quelle: BlueSky Energy

Neuste Forschungsansätze

Es gibt schon diverse Labortheorien über „neue“ Technologien. Diese wurden hier nicht mit berücksichtigt. Der Fokus liegt auf Technologien mit Marktreife.

 

Aber was steckt wirklich hinter diesen Speichertechnologien? Halten Sie auch das was sie versprechen? Mitarbeiter von BlueSky Energy machen den Vergleich und ziehen ein Resümee.

Zu vergleichende Faktoren

Bevor die Grundlage für den Vergleich erklärt wird, ist es wichtig ein Verständnis für verschiedene Fachbegriffe zu bekommen. Die Speichertechnologien werden anhand verschiedener Merkmale miteinander verglichen. Diese sind: Temperaturtoleranz, Sicherheit, Umweltverträglichkeit, Recycling, Zyklenbeständigkeit, praktische Markterfahrung, Energiedichte, Wirkungsgrad, Entladetiefe/nutzbare Kapazität und die C- Rate. Die C-Rate beschreibt das Verhältnis zwischen Kapazität und Leistung. Dabei ist die Kapazität das Fassungsvermögen des Speichers und die Leistung das, was man auf einmal entnehmen kann. Der Wirkungsgrad lässt sich durch das Verhältnis von aufgewandter zu nutzbarer Energie definieren. Die Entladetiefe beschreibt, wie stark eine Batterie entladen werden kann. Sie wird in Prozent im Verhältnis zu ihrer maximalen Kapazität angegeben.

Der direkte Vergleich

Wir haben auf Basis der oben definierten Fachbegriffe ein Ranking erstellt. Es wurden einzelne Punkte in den verschiedenen Bereichen von 0- 10 vergeben. Dabei ist Null die Schlechteste und 10 die beste Bewertung. Diese Punkte wurden schlussendlich addiert und bilden eine Gesamtsumme. Um die Repräsentativität zu gewährleisten, haben wir Daten zu den jeweiligen Technologien aus offiziellen Datenblättern gesammelt. Diese Datenblätter stammen von bekannten Mitbewerbern und Systemanbietern im qualitativ, hochwertigen Bereich. Auch einzelne Batteriezellen aus Asien wurden in den Vergleich mit einbezogen. Die Vergabe der Punkte sieht wie folgt aus:

GREENROCK Lithium LTO-basiert Redox-Flow Natrium-Nickel Blei
Temperaturtoleranz 6 6 10 6 10 2
Sicherheit 10 5 7 8 9 8
Umweltverträglichkeit 10 5 5 7 10 4
Recycling 10 2 2 6 10 10
Energiedichte 2 10 8 2 4 3
Wirkungsgrad 7 9 9 6 8 5
Entladetiefe/nutzbare Kapazität 10 10 10 10 6 4
Zyklenbeständigkeit 8 8 10 9 5 3
Praktische Markterfahrung 6 9 9 4 3 10
C-Rate 4 9 10 10 4 3
Summe 73 73 80 68 69 52

Quelle: BlueSky Energy

Ergebnisse

Zusammengefasst zur Tabelle lässt sich sagen, dass innerhalb des Technologie-Vergleichs, die LTO (Lithium- Titanat- Oxid) Technologie hier, in Bezug auf die oben aufgeführten Faktoren und der zu vergleichenden Grundlage am besten abschneidet. Die Bleitechnologie bekommt den Titel als „Schlusslicht“. Sie kann sich leider im Gesamten nicht gegen die Anderen durchsetzen, obwohl sie beim Recycling und der praktischen Markterfahrung volle Punktzahl erzielt. Natrium-Nickel und Redox Flow belegen das gute Mittelfeld. Lithium und GREENROCK (Technologie auf Basis von wässrigen Natrium Ionen) teilen sich Platz Zwei im Ranking. Sie erreichen die gleiche Punktzahl, allerdings hat jede von Ihnen individuelle Stärken und Schwächen. Um die Tabelle noch einmal zu veranschaulichen, haben wir Sie in eine aussagekräftige Grafik adaptiert.

Technologie- Vergleich Quelle: BlueSky Energy

Es gibt Sie nicht- die perfekte Batterietechnologie

Hinzufügen lässt sich noch, dass es immer darauf ankommt in welchem Anwendungsbereich die Batterie zum Einsatz kommt. Individuelle Bedürfnisse und Präferenzen sollten auf jeden Fall berücksichtigt werden. Für das Verständnis: Im Stadtverkehr braucht man kein „Formel 1“ Auto, selbst wenn dieses in Bezug auf die Leistung im Vergleich mit anderen Autos besser abschneidet. Für die Anwendung „Stadtverkehr“ zählen eben andere Kriterien.

Sicherheit und Nachhaltigkeit – dafür stehen wir mit unseren Batterietechnologien

Wir von BlueSky Energy haben uns für zwei relevante Technologien entschieden. Salzwasserbatterien und die LTO basierte carbocap Technologie.

Unsere GREENROCK Salzwasserstromspeicher sind führend in Bezug auf Umweltverträglichkeit. Sie bestehen aus häufig vorkommenden, ungiftigen Rohstoffen. Ein weiterer Vorteil für die Umwelt: Wir produzieren in Österreich und vermeiden weite Transportwege.

Unser zweites Pferd im Stall ist die Carbocap Technologie. Basierend auf LTO Zellen entwickelten wir die Produkte Vigos – der Outdoor Stromspeicher und Cel-3050 the performance battery. Diese Technologie ist aufgrund ihrer hohen Zyklenzahl von bis zu 20.000 Zyklen extrem nachhaltig. Andere Batteriesysteme müssten in diesem Zeitraum bereits mehrfach ausgetauscht werden. Auch in Bezug auf Sicherheit kann die carbocap Technologie punkten. Sie ist UL-1973 zertifiziert und hat damit den Brandtest bestanden.

All unsere Speicherlösungen sind anschlussfertige Gesamtsysteme neben sicheren und nachhaltigen Batterietechnologien enthalten Sie Batteriewechselrichter, Verkabelungen, Sicherungen und ein intelligentes Energie-Management-System mit vielen Extras.