Optimaler Betrieb von stationären Hybrid-Batteriespeichern am Beispiel des Projekts M5BAT

Thien, Tjark Gerrit Christopher; Sauer, Dirk Uwe (Thesis advisor); Moser, Albert (Thesis advisor)

Aachen : ISEA (2021, 2022)
Buch, Doktorarbeit

In: Aachener Beiträge des ISEA 165
Seite(n)/Artikel-Nr.: 1 Online-Ressource : Illustrationen, Diagramme

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2021

Kurzfassung

Stationäre Groß-Batteriespeicher sind ein wichtiger Baustein für die Energiewende, da sie Erzeugungs- und Lastschwankungen schnell und effizient ausgleichen können. Durch die Kombination mehrerer Batterie-Technologien in einem Hybrid-Batteriespeicher können Wirtschaftlichkeit und Wettbewerbsfähigkeit gegenüber anderen Flexibilitätsoptionen verbessert werden. Ein entsprechendes hybrides Speichersystem wurde im Rahmen des Forschungsprojekts "M5BAT" errichtet und erprobt drei verschiedene Lithium-Ionen-Batterie-Typen und zwei unterschiedliche Blei-Batterie-Typen. Voraussetzung für die Erzielung von Synergieeffekten ist dabei ein Energie-Management-System, welches die Leistungsallokation derart vornimmt, dass die jeweiligen Eigenschaften der verschiedenen Batterie-Technologien optimal genutzt werden. Die vorliegende Arbeit stellt verschiedene Energie-Management-Algorithmen zur Leistungsallokation bei Hybrid-Batteriespeichern vor. Neben heuristischen Ansätzen werden nicht-prädiktive und prädiktive Optimierungsansätze vorgestellt, die einen kostenoptimalen Betrieb unter Berücksichtigung von Verlusten, Energiebedarf zur Klimatisierung und Batterie-Alterung erlauben. Die entwickelten Algorithmen werden simulativ am Beispiel des M5BAT Speichersystems validiert. Darüber hinaus werden Simulationen mit abgewandelten Speichersystemen präsentiert um den Einfluss der Hybridisierung aufzuzeigen.