Angewandte Speichersysteme

Unsere Arbeitsgebiete zum Thema »Angewandte Speichersysteme«:

Durch die verstärkte Marktdurchdringung von Batteriespeichern rückt die Notwendigkeit von Qualitätssicherung (QS) immer stärker in den Fokus. Die Folgen unzureichender QS, die sich von einer eingeschränkter Nutzbarkeit über Systemausfälle bis zu hin zu verheerenden Unfällen erstrecken kann,– verstärken die öffentliche Aufmerksamkeit und Forderung nach einer ganzheitlichen Qualitätssicherung von der Zelle bis zum Batteriespeicherwerk. Bedingt durch die Komplexität von Batteriespeichersystemen wird es selbst für Experten immer schwieriger, hochwertige von minderwertigen Produkten und Systemen zu unterscheiden. Zudem steigt durch die weite Verbreitung das Gesamtrisiko, dass es zu Unfällen oder Schäden durch fehlerhafte Installationen oder mangelnde Betriebsführung kommt.

Mit unserer langjährigen Erfahrung und Expertise im Bereich der technischen Sicherheit und dem Brandschutz von Batteriespeichern bieten wir in enger Zusammenarbeit mit der Firma VDE Renewables Prüf- und Zertifizierungsleistungen von der Batteriezelle über alle peripheren Komponenten bis hin zu kompletten Systemen an.

Unsere Arbeitsschwerpunkte umfassen dabei:

• Entwicklung von Teststandards sowie Aufbau von Testinfrastruktur für Laderegler und Batterieanwendungen (z. B. Solar Home Systeme (SHS) und PV-Batterie Pakete, PV-Diesel-Hybridsysteme, Batteriespeicherwerke)
• Testen und Zertifizieren von Stromversorgungssystemen im Labor und im Feld – von Pico PV über Solar Home Systeme bis hin zu PV-Diesel-Systemen
• Ganzheitliche technische Due Diligence Betrachtungen
• Prüfung und Zertifizierung von PV-Batteriesystemen und Batteriespeicherwerken
• Monitoring von Batteriesystemen und Analyse der Performance im Feld
• Beratung, Entwicklung und Aufbau von Testlaboren inklusive Entwicklung von Trainingskonzepten und Durchführung von Schulungen

Die Erkenntnisse aus den Leistungs- und Alterungstests unseres »LabBatteries« werden in sehr detaillierte Batteriemodelle umgesetzt. Diese Modelle werden in die Simulation von Batterieanwendungen einbezogen, die eine ganzheitliche Betrachtung und Optimierung des Gesamtsystems, die Bewertung des technischen Designs und die Wirtschaftlichkeit der zugrunde liegenden Geschäftsmodelle ermöglichen.

Unsere Arbeiten umfassen unter anderem:

• Konzeption, Entwicklung und Validierung von Modellen zur Simulation von Stromspeichern in Stromnetzen mit einem hohen Anteil Erneuerbarer Energien
• Wissenschaftliche Untersuchungen zur Erschließung neuer Anwendungsbereiche und Geschäftsfelder
• Technische Auslegung, Verifizierung und Optimierung von Batteriesystemen im Zusammenspiel mit erneuerbaren Erzeugern auf Basis von Systemsimulationen
• Konzeption von optimierten Energiemanagementstrategien und Management von Kühlsystemen zur Steigerung der Batterielebensdauer
• Wirtschaftlichkeitsberechnungen und Betriebsoptimierung auf Basis von Monitoring-Daten

Unsere flexiblen und optimierten Entwicklungsprozesse ermöglichen es uns, „agile“ Software für spezifische Kundenanforderungen zu entwickeln.

Unsere Simulations- und Modellierungsaktivitäten umfassen einerseits die Code-Entwicklung maßgeschneiderter und kundenspezifischer Lösungen auf generischen Programmiersprachen wie Python, Matlab oder Modelica. Andererseits bieten wir unseren Kunden die Konzeption und Auslegung sowie die technische und wirtschaftliche Analyse von Energiesystemen mit Hilfe professioneller Softwaretools wie HOMER, PVSyst oder PowerFactory an. Dabei blickt das Simulationsteam auf langjährige Erfahrung mit diesen Simulations-Werkzeugen zurück.

In modernen Haushalten, Bürogebäuden und Produktionsstätten sind die verschiedenen Komponenten des Energiesystems auf komplexe Weise miteinander verbunden. Dabei spielen Batteriespeicher zunehmend eine wichtige Rolle um die Flexibilität zu steigern und die Betriebskosten der Gebäudeenergieversorgung zu reduzieren. Um dieses Potential voll ausschöpfen zu können werden die Komponenten über ein zentrales Energiemanagementsystem (EMS) miteinander verknüpft und auf intelligente Weise gesteuert.

Das Fraunhofer ISE bietet in diesem Umfeld folgende Dienstleistungen an:

• Kundenspezifische Entwicklung und Implementierung von Betriebsführungsalgorithmen
• Analyse und Bewertung bereits bestehender Betriebsführungsstrategien
• Einbindung der Komponenten ins Gesamtsystem (Kommunikation und Energieströme)
• Untersuchung der Auswirkung unterschiedlicher Betriebsführungsstrategien auf übergeordnete Netzstrukturen
• Services für netzgekoppelte und netzferne sowie stationäre und mobile Anwendungen

Auch über das Thema »Angewandte Speichersysteme« hinaus, beschäftigt sich das Fraunhofer ISE mit der Optimierung des Gebäudebetriebs.

Das Fraunhofer ISE verfügt über langjährige  Erfahrung bei der Auslegung der Systemtechnik und der Komponentenauswahl für innovative speicherunterstützte Stromversorgungskonzepte in stationären und mobilen Anwendungen. Dabei werden alle Projektphasen abgedeckt und eine fachliche Unterstützung oder die vollständige Umsetzung der jeweiligen Projektphase übernommen. Im Folgenden sind exemplarisch Anwendungsbereiche genannt, in denen Systemplanung und Umsetzung durch das Fraunhofer ISE übernommen werden können:

• Netzunabhängige Stromversorgung von Einzelobjekten
• PV-Hybrid-Inselnetze
• Netzgekoppelte PV-Batteriesysteme
• Quartiersspeicher
• kommerzielle und industrielle Batteriesysteme
• Elektromobilitätsanwendungen
• Light Electric Vehicles (LEV)