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Nachgefragt
23. September 2015

„Das ist ein Paradigmenwechsel“

Große Batteriespeicher liegen im Trend. Bislang schalten Ingenieure die Akkus in Reihe. Tüftler Wolfram Walter, Gründer und Geschäftsführer von ASD Sonnenspeicher, will das ändern. Eine parallele Schaltung verringere das Risiko für Investoren, die Technologie könnte der E-Mobilität Schwung geben.

Tüftler Wolfram Walter, Gründer und Geschäftsführer von ASD Sonnenspeicher (Foto: privat).
Tüftler Wolfram Walter, Gründer und Geschäftsführer von ASD Sonnenspeicher (Foto: privat).

23.09.2015 – Im Juli 2015 gewann die Technologie bereits den Umweltpreis des Bundeslandes Baden-Württemberg. Mit der neuen Technologie hätten die Akkus dann kein zweites Leben mehr, sondern ein deutlich längeres erstes Leben, so Walter.

Herr Walter, seit 135 Jahren schalten Techniker Batterien in Reihe. Warum wollen Sie das nun ändern?

Wenn die Kapazitäten der Zellen im Laufe der Zeit auseinander driften, bestimmt immer die Zelle mit der geringsten Kapazität auch die nutzbaren Kilowattstunden des Systems. Das bedeutet einen dramatischen Verlust. Bei einer parallelen Schaltung sieht das anders aus.

Das wäre eine Revolution, oder?

Richtig, das ist ein Paradigmenwechsel. Bisher haben wir Zellen nur in Reihe schalten können. Mit einer parallelen Schaltung lösen wir gleichzeitig alle Probleme, die wir derzeit mit Batterien haben. Langfristig, da bin ich mir sicher, werden keine Zellen mehr in Reihe geschaltet. Für Hausspeicher mit 14 bis 20 Zellen mag das noch tragbar sein, aber nicht für Großspeicher.

In Großspeichern sind teils mehr als 25.000 Zellen verbaut. Bekommen Sie da das Grauen?

Selbstverständlich werden diese Speicher Probleme bekommen – und das in absehbarer Zeit von drei bis fünf Jahren. Das Problem liegt nicht in den einzelnen Zellen, die sind nahezu perfekt. Der kritische Punkt ist die Verschaltung der Zellen. Faktisch müssen diese Anlagen technologisch scheitern. Für Investoren ist das Risiko deshalb einfach zu groß.

Erklären Sie das bitte.

Wenn eine Zelle von hundert ausfällt, liegt die Kapazität bei null. Wenn eine Zelle auf 50 Prozent der Kapazität sinkt, dann hat das System nur die halbe Kapazität. Durch eine parallele Schaltung wird das Risiko aber auf den Preis einer einzelnen Zelle reduziert. Mit unserer Verschaltung liegt die Kapazität im ersten Fall bei 99 Prozent und im zweiten sogar bei 99,5 Prozent. Ein Zelltausch macht bei so geringem Verlust noch gar keinen Sinn. Bei derzeitigen Systemen mit Reihenschaltung muss die Zelle aber getauscht werden.

Wie kann die neue Technologie den Bau großer Batteriespeicher voranbringen?

Das Risiko ist überschaubar und es entstehen neue Finanzierungsmodelle. Die nutzbare Kapazität kann erstmals über die gesamte Lebensdauer des Speichers garantiert werden. Bei einem Tausch wird nicht der gesamte Batterieblock sondern nur die betroffene Zelle getauscht.

Warum sind Batterien heute immer noch relativ teuer?

Ein Grund dafür ist, dass jeder Batteriehersteller versucht, die Zellen zwillingsgleich zu fertigen. Das ist ein gigantischer Aufwand, auch wenn Konzerne wie Panasonic, Sony oder BYD dahinter stehen. Zwischen 60 bis 90 Prozent aus der Produktion sind nutzbar, wie mir unterschiedliche Hersteller berichteten. Das heißt 10 bis 40 Prozent sind „out of spec“, wie es heißt.

Was bedeutet das?

Das sind absolut intakte Zellen, die einwandfrei funktionieren. Aber die Kapazität ist beispielsweise etwas zu hoch oder zu niedrig, das gleiche gilt für den inneren Widerstand der Zelle oder andere Faktoren. Für eine Schaltung in Reihe sind die Batterien deshalb nicht geeignet – für eine parallele Schaltung spielt das aber keine Rolle. Vielleicht regt das die Hersteller auch zu einem neuen Denken an. Der Ausschuss aus der Produktion könnte so genutzt werden. Und die Preise für Speicher würden dadurch deutlich sinken.

Welche Leistung und Kapazität hat ein Modul mit ihrer Pacadu-Technologie?

Das Pacadu verfügt über ein Kilowatt Leistung. Die Kapazität hängt dann vom installierten System ab. Bei drei Kilowattstunden entladen sie beispielsweise mit einer C-Rate von 0,3. Das Verhältnis von Leistung zu nutzbarer Kapazität ist frei wählbar. Erstmals werden beide Faktoren getrennt voneinander bestimmt. Der Preis des Pacadu hängt auch von diesem Verhältnis ab. Eine höhere C-Rate bedeutet eben mehr eingebaute Elektronik und das ist entsprechend teurer.

Was bedeutet das für die Systemkosten?

Für das gesamte System lässt sich in jedem Fall sagen, dass Speicher mit unserer Steuerungselektronik rund 20 bis 30 Prozent günstiger sind im Vergleich zur alten Technologie mit Wechselrichtern. Und das obwohl der Pacadu derzeit nur in einer kleinen Serie hergestellt wird.

Was bedeutet das für ein zweites Leben der Akkus aus Elektroautos?

Wenn wenige Zellen schadhaft sind, sinkt die Kapazität stark ab. Und in Elektrofahrzeugen sind hunderte kleinerer Batteriezellen eingebaut. Bei einer nachträglichen parallelen Schaltung verliert die Batterie nur weniger Prozent und kann somit noch viele Jahre länger Strom aufnehmen und angeben. Mit der neuen Technologie wird es kein zweites Leben mehr geben, sondern ein deutlich längeres erstes Leben.

Der Grund, warum Zellen in Reihe geschaltet wurden, sind die geringen Zellspannungen. Warum ist das bei Ihrer Technologie effizient?

Das ist das Problem, was wir gelöst haben. Mit einer Lithium-Eisenphosphat-Zelle, die 3,2 Volt hat, können sie technologisch nichts anfangen. In Automobilen verwenden die Hersteller heute beispielsweise 300 bis 600 Volt Gleichstrom. Wir bekommen 48 und 230 Volt Spannung hin – und das mit einem Wirkungsgrad von 95 Prozent, die die Batterie ins Netz und auch umgekehrt zurückspeist. Das ist der Kern unserer Entwicklung für die wir insgesamt 14 Patente angemeldet haben.

Ist die Steuerelektronik bereits zertifiziert?

Die Zertifizierung bei einem deutschen Forschungsinstitut für den parallele Netz- und den Inselnetzbetrieb laufen. Der Prozess sollte bald abgeschlossen sein. Bis jetzt sieht es gut aus.

Wie wird es vertrieben?

Das ist noch eine offene Flanke. Wir suchen einen Partner, der in der Lage ist, den Pacadu weltweit zu vertreiben. Das sind wir der Technologie schuldig. Derzeit gibt es zwar Gespräche, aber noch keine konkreten Ergebnisse.

Herr Walter, herzlichen Dank für das Gespräch.
Das Interview führte Niels H. Petersen.


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