Umkirch. (asd) Die Bäckerei Olaf Balzer e.K. aus Dithmarschen hatte im Rahmen eines Neubaus am Stammsitz in Marne ein umfassendes Energiesystem realisiert, das neben Blockheizkraftwerken und Photovoltaik-(PV-)Anlagen unter anderem auch einen Stromspeicher umfasst. Der soll vor allem bei der Stromabnahme vom Energieversorger Lastspitzen vermeiden, weil sie die Energiekosten deutlich in die Höhe treiben.
Der Einsatz von Stromspeichern ist eine vergleichsweise junge Strategie. Bei Aussagen über ihre mittel- bis längerfristige Kapazität im Betrieb handelte es sich bisher eher um Vermutungen; es mangelte an handfester, praktischer Erfahrung respektive an Belegen. Technologisch unvermeidbar und insofern vorhersehbar war jedoch stets, dass bei in Reihe geschalteten Batterieblöcken immer die schwächste Zelle im Verbund die Bruttokapazität des Gesamtblocks bestimmt. Das bedeutet: Eine schwache Zelle bricht die Lade- und Entladevorgänge jeweils frühzeitig ab, wodurch die Nutzkapazität des kompletten Blocks früher oder später so weit abfällt, dass ein wirtschaftlich sinnvoller Betrieb nicht mehr möglich ist. Eine einzelne defekte Zelle kann sogar für den Ausfall des kompletten Stromspeichers sorgen.
Der ausgefallene Zellenblock
Der von der ASD Automatic Storage Device GmbH untersuchte, in Reihe geschaltete Batterieblock umfasste 16 großformatige Zellen und hatte während fünf Jahren Betriebszeit 720 Vollzyklen durchlaufen. Dabei kam er von ursprünglich 9,2 Kilowattstunden Nutzkapazität am Ende nur noch auf 6,8 Kilowattstunden – ein Verlust, der dazu führt, dass der Zellblock ersetzt werden muss und damit gleichbedeutend ist mit einem Totalausfall. Anstatt den Block zu entsorgen, wurde er bei ASD in die einzelnen Zellen zerlegt, um sie zu messen. Dabei kam heraus, dass den Gesamtverlust hauptsächlich eine Zelle verursacht hatte. Ihre niedrige Nennkapazität wich deutlich von allen anderen Zellen ab. Die Unterschiede der in Reihe geschalteten Zellen untereinander waren also sehr groß – beziehungsweise erheblich größer, als gemeinhin angenommen wird. Diese Annahme ist der Grund dafür, dass großer Aufwand betrieben wird, um Speicher mit zwillingsgleichen Zellen zu bestücken, damit sie (anfangs) einwandfrei funktionieren – ein Umstand, der hohe Kosten erzeugt. «Da das Auseinanderdriften der Zellen typischerweise so stattfindet, bringt die Ausstattung von Speichern mit nahezu identischen Zellen für den mittelfristigen Betrieb keinerlei nachhaltig positiven Nutzen. Das grundlegende Problem ist die Reihenschaltung», sagt Matthias Ruh, Geschäftsführer bei ASD.
Die Wiederinbetriebnahme
Nach Messung der einzelnen Zellen wurde der identische Batterieblock mit der «Pacadu»-Technologie, also durchgängig parallelgeschaltet, wieder in Betrieb genommen. Die Parallelschaltung sorgt dafür, dass sich die Nutzkapazität nicht der schlechtesten Zelle anpasst, was für den Ausfall des Speichers gesorgt hatte. Parallelgeschaltet haben sich die Zellen also völlig problemlos wieder in Betrieb nehmen lassen. Die Nutzkapazität des Speichers hat dabei der Summe der einzelnen Zellkapazitäten entsprochen: Der «Pacadu»-gesteuerte Speicher verfügt über 7,58 Kilowattstunden, heißt es aus Umkirch im Landkreis Breisgau-Hochschwarzwald.
Diese Anwendung zeige über den Einzelfall hinaus, dass die «Pacadu»-Technologie für Second-Life-Anwendungen prädestiniert sei. Gebrauchte Zellen aus herkömmlichen Stromspeichern ließen sich weiternutzen, wenn sie aufgrund ihrer Eigenschaften nicht mehr zur Erfüllung der Aufgabe ihres ersten Lebens taugen (Foto: pixabay.com).
