Kolloquiumsvortrag: 30. Oktober, Felix Teufel


Entwicklung von Modellierungskonzepten zu Alterungsphänomenen diverser elektrochemischer Speichertechnologien

Ob beispielsweise zur Erbringung von Regelleistung, als Heimspeicher zur Eigenverbrauchsoptimierung erneuerbarer Stromerzeugung oder in mobiler Anwendung im Elektrofahrzeug – elektrochemische Speicher sind ein essentieller Bestandteil des Energiesystems der Zukunft. Jedoch stellen in der unternehmerisch konservativ orientierten und lange vorausplanenden Energiebranche Prognostizierbarkeit und Beständigkeit der Anlagen eine Kernvoraussetzung für ein risikoarmes Investment dar, weswegen präzise Modelle zur Simulation des Alterungsverhaltens der eingesetzten Speichertechnologie von besonderem Interesse sind.
Ziel der Arbeit ist es, im Rahmen des Projektes „Multi Battery Systems Hybrid and New Storage Simulation Tool”, einen differenzierten Überblick über kalendarische und zyklische Degradationsprozesse von Batterien verschiedener Technologien und deren Berücksichtigung in einschlägigen Modellen zu geben. Dazu sollen in einer breit gefächerten Literaturrecherche sowohl die zugrundeliegenden Mechanismen der Alterungs­phänomene unter Berücksichtigung des jeweiligen Einsatzgebietes und der Betriebsmodi beschrieben, als auch deren Umsetzung in bestehenden Batteriemodellen dargelegt werden. Darauf aufbauend sollen Konzepte erarbeitet werden, in welcher Form das Alterungsverhalten in Modelle implementiert werden kann, wie diese parametriert werden können und welche operativen Restriktionen für einen ökonomischen Betrieb der jeweiligen Zelltypen existieren. Betrachtete Batteriechemien sind neben geläufigen Lithium-Ionen und Blei-Technologien, auch Systeme der Post-Lithium Generation, also beispielsweise von Redox-Flow-Batterien oder Thermalbatterien. Abgesehen von eigenständiger und vorhandener lehrstuhlseitiger Literaturrecherche kann dazu auch auf Ergebnisse und Messdaten aus Projekten der Forschungs- und Entwicklungs­abteilung der Siemens AG (Corporate Technology) zurückgegriffen werden.