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Interview 8. Dezember 2021

„Energiespeicher sind eines der wichtigsten Puzzleteile im Zuge der dezentralen Energieerzeugung.“

Welche konkrete Rolle spielen Energiespeicher im Kontext der Energie- und Mobilitätswende und welche technischen und technologischen Herausforderungen und Lösungen sind damit verknüpft? Darüber spricht Dr. Carsten Jähne. Er ist Leiter der Abteilung „Systemtechnik und Produktentwicklung Energiespeicher“ bei der INTILION GmbH, einem Anbieter nachhaltiger Energiespeicherlösungen für stationäre und mobile Anwendungen im gewerblichen, industriellen und kommunalen Bereich.

Welche Rolle spielen Energiespeicher bei der Energiewende?

Eine große! Allgemein ausgedrückt bieten Energiespeicherlösungen die Flexibilität, die es braucht, um Stromerzeugung, -verteilung und -verbrauch bedarfsgerecht in Einklang zu bringen, damit die Energiewende gelingt. Die konkreten Anforderungen an Speicherlösungen hängen jedoch stark vom Anwendungsgebiet ab. In meinen Augen sind die drei wichtigsten Bereiche Eigenverbrauchsoptimierung, Netzdienstleistungen und Ladeinfrastrukturen für Elektromobilität.

Beginnen wir mit der Eigenverbrauchsoptimierung. Was ist damit gemeint?

Sonnenenergie ist eine fluktuierende Energiequelle. Das heißt: Mit einer Photovoltaikanlage wird beispielsweise nachts keine und an sonnigen Tagen zu viel Energie gewonnen. Diese Energiemengen decken sich jedoch meist nicht mit dem individuellen Energieverbrauch. Die Rolle von Speicherlösungen ist hier klar: Überschüssige Energie wird gespeichert und dann abgegeben, wenn sie benötigt wird. Es geht also darum, sonnenschwache Zeiten zu überbrücken, aber auch darum, den Eigenverbrauchsanteil zu erhöhen, indem diese eigene regenerativ erzeugte Energie effizienter genutzt werden kann.

Und worauf zielen Netzdienstleistungen ab?

Ziel von Netzdienstleistungen ist die Energieversorgung und Optimierung von netzgebundenen Infrastrukturen. Kurz: Es geht darum, das Stromnetz mittels Energiespeicherung zu stabilisieren. Energiespeicherlösungen dienen hierbei als Pufferspeicher für wetter- und tageszeitabhängige Stromerzeuger wie zum Beispiel Solarfarmen oder Windparks. Die gespeicherte Energie wird genau dann abgegeben, wenn sie benötigt wird. Somit liefern Energiespeicher eines der wichtigsten Puzzleteile im Zuge der dezentralen Energieerzeugung.

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Kommen wir zur Elektromobilität: Inwiefern lösen Energiespeicher den schleppenden Auf- bzw. Ausbau von Ladeinfrastrukturen?

Ein kritischer Faktor der Elektromobilität ist die Energiebereitstellung für Ladeinfrastrukturen. Aufgrund historisch gewachsener Stromnetze steht die benötigte Ladeleistung nicht an jedem Ort zur Verfügung. Mit Speichersystemen ist es möglich, die benötigte Energie vorzuhalten und sie dann abzugeben, wenn sie gebraucht wird. Somit können wir Ladeinfrastrukturen auch an bisher ungeeigneten Orten ermöglichen.

Und in welchen Anwendungsgebieten engagiert sich die INTILION GmbH?

INTILION ist engagierter Partner für die Entwicklung und Bereitstellung von individuellen Lithium-Ionen-Energiespeicherlösungen. Dazu zählt auch die Entwicklung von zukunftsorientierten Geschäftsmodellen für industrielle Applikationen im Kontext der Energiespeicherung. Unser Fokus liegt dabei auf folgenden Anwendungsbereichen: stationäre Gewerbe- und Großspeichersysteme zur Zwischenspeicherung erneuerbarer Energien, Traktionsbatterien für Flurförderzeuge und Hochspannungssysteme für den Antrieb und Hilfsversorgung von Zügen und andere Schwerlastanwendungen. So kann die emissionsfreie Weiterfahrt auch ohne verfügbare Oberleitungen ermöglicht werden.

Was sind die technischen und technologischen Herausforderungen bei der Integration und dem Betrieb von Energiespeicherlösungen?

Alle Komponenten zu einem effizienten und robusten System mit den kundenspezifischen Anforderungen zu verbinden. Oft sind gerade die kundenspezifischen Schnittstellen und Anpassungen an das Kundensystem eine wichtige Anforderung.

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Welche Lösungen bietet Ihnen WAGO Technik, um diese Herausforderungen zu meistern?

Das WAGO Produktportfolio bietet ein hoch flexibles und modulares Automatisierungssystem mit vielen Softwarebibliotheken für die individuelle Schnittstellengestaltung wie beispielsweise IP-basierte Feldbussysteme, Fernwirktechnik oder M2M-Netzwerkprotokolle für die Cloud. Insbesondere die Softwarebibliothek WAGO Power Plant Control für EZA-Regler mit Einheitenzertifikat für 4110/4120 für die Netzkonformität aller Energieerzeugungseinheiten ist für unsere netzangeschlossenen Energiespeicher sehr vorteilhaft hinsichtlich dynamischer Netzstützung, statischer Blindleistungsbereitstellung und Wirkleistungsreduzierung. Generell bietet WAGO uns viele Möglichkeiten für regelungstechnische Aufgaben, bei denen wir auch eine Entkopplung von INTILION und Kundennetzwerk realisieren können.

Die am 1. April 2019 gegründete INTILION GmbH mit den Standorten Paderborn und Zwickau ist eine 100%ige Tochter der HOPPECKE Unternehmensgruppe, in der alle Lithiumaktivitäten gebündelt werden. Die HOPPECKE Unternehmensgruppe ist global aufgestellt, mittelständisch geprägt, inhabergeführt und hat ihren Firmensitz in Brilon-Hoppecke. HOPPECKE Batterien ist einer der größten Hersteller von Industriebatteriesystemen in Europa, mit mehr als 90 Jahren Erfahrung in der Entwicklung und Fertigung elektrochemischer Energiespeicher für industrielle Anwendungen nach höchsten Qualitätsstandards.

Zur Person

Dr. Carsten Jähne ist promovierter Physiker und Leiter der Systemtechnik und Produktentwicklung Energiespeicher bei der INTILION GmbH. In dieser Funktion bringt er die Erfahrungen aus seinen langjährigen Forschungen auf dem Gebiet der Synthese und Charakterisierung von Materialien für Lithium-Ionen-Batterien ein und zeichnet verantwortlich für die System- und Anwendungstechnik der Batterie-Energiespeichersysteme, das Projektmanagement für Systemlösungen, die Entwicklung von standardisierten skalierbaren Lösungskomponenten und Produkten sowie die kundenspezifische Softwareanwendung. Zuvor hat er als Produktmanager bereits in der HOPPECKE Batterien GmbH Co. KG die Produktentwicklung und das Lebenszyklusmanagement von Energiespeichersystemen für industrielle Traktionsanwendungen vorangetrieben.

Integration dezentraler Einspeiser

In virtuellen Kraftwerken bilden dezentrale Erzeuger wie Windturbinen, Speicher und steuerbare Verbraucher einen flexibel regelbaren Verbund. Ihr intelligentes Zusammenspiel sorgt dafür, dass das Stromnetz entlastet wird. WAGO Fernwirksteuerungen erleichtern den Zusammenschluss: Sie erfüllen die Anforderungen des Kommunikationsstandards VHPready 4.0 und stellen somit eine problemlose Anbindung der Anlagen an das virtuelle Kraftwerk sicher. VHPready sorgt quasi als Dolmetscher dafür, dass sich Leitwarte und Anlagen verstehen.

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Energienetze

Die Modernisierung der Netze steht an, inklusive der Automatisierungs- und Fernwirktechnik. WAGO Steuerungen liefern wichtige Netzdaten und erlauben es somit den Netzbetreibern, bei Bedarf automatisiert steuernd einzugreifen. Auch in der Gas- und Wärmeversorgung ermöglicht WAGO Technik die Kontrolle und den Zugriff auf alle Daten der in den Netzen verbundenen Systeme von jedem angeschlossenen Standort. Dabei erfüllt WAGO mit dem ausgeprägten Sicherheitskonzept des Controllers PFC200 alle relevanten Richtlinien im Bereich Cyber-Security.

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Energiespeicher

Speicher tarieren die schwankende Ökostromerzeugung aus und entlasten somit das Stromnetz. Fernwirktechnik von WAGO bildet das Herzstück von Speichern. Sie erfasst alle Messwerte, etwa die Einspeisedaten von Solaranlagen oder Windturbinen, und ermöglicht dadurch die Überwachung und kundenindividuelle Steuerung des Speichers. Steigt zum Beispiel die Netzfrequenz aufgrund einer zu hohen Erneuerbaren-Einspeisung, erhält die Batterie, Power-to-Heat- oder Power-to-Gas-Anlage den Befehl, Stromüberschüsse aus dem Netz zu ziehen.

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