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„Ob Lithium-Ionen- oder Blei-Säure-Batterie, das Anwendungsgebiet entscheidet, welcher Energiespeicher der passende ist.“ Bild: Yuasa
Kommentar von Raphael Eckert

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„Genauer Vergleich lohnt sich“

Text: Raphael Eckert, Yuasa
Der Einsatzbereich von Industriebatterien ist vielfältig. Doch nicht immer ist klar, welche Art von Batterie für welche Anwendung die effektivste Lösung darstellt. Ob Lithium-Ionen oder eher Blei-Säure von Vorteil ist, muss man im Detail abwägen. Zusätzlich ist es auch wichtig, auf die neueste Technikgeneration zu setzen, sagt Raphael Eckert, Group Sales Manager bei Yuasa Battery Europe.

Orte mit instabiler oder fehlender öffentlicher Stromversorgung sind auf eine zuverlässige Energiespeisung angewiesen. Um beispielsweise Sendemasten von Telekommunikationseinrichtungen mit Strom zu versorgen, setzte man bis vor kurzem Blei-Batterien in Kombination mit einem Dieselaggregat ein.

Jedoch hat sich gezeigt, dass hier eine Versorgung mit modernen Lithium-Ionen-Batterien wesentlich effektiver ist. Schon nach zwei Jahren amortisiert sich die Batterie, wie eine Total Cost of Ownership-Analyse zeigt. Grund: Lithium-Ionen-Batterien, wie etwa das Modul LIM40E-13 von Yuasa, bieten eine hohe Zyklenzahl von 10 000 bei einer Entladetiefe (Depth of Discharge, DoD) von 40 Prozent, einer guten Ladeakzeptanz sowie Entladerate, jeweils 1 C.

Hinsichtlich ihrer Zyklenzahl sind Lithium-Ionen-Batterien den Blei-Batterien also weit überlegen. Dabei bestimmt die Anzahl der möglichen Zyklen in Relation zur Entladetiefe die Lebensdauer einer Batterie. Die Kombination aus besonders vielen Ladezyklen, einer guten Ladeakzeptanz sowie Entladerate erzielt folglich eine hohe Versorgungssicherheit bei kleinerer Gesamt-Batterie-Kapazität. Dies ist vor allem bei zyklischen Anwendungen wie der Versorgung von Sendemasten wichtig, denn bei einem Ausfall des öffentlichen Netzes entlädt sich der Energiespeicher bis zu einem gewissen Grad und lädt sich bei Rückkehr des Netzes wieder auf.

Da Dauer und Zeitpunkt eines Netzausfalls nicht kalkulierbar sind, ist eine hohe Ladeakzeptanz von 1 C sinnvoll, denn die Batterien müssen schnell wieder einsatzbereit sein. Fällt der Strom nach einiger Zeit erneut aus, stehen bereits nach einer kurzen Ladezeit 100 Prozent der Batteriekapazität zur Verfügung. Somit sind weniger Batterien nötig, man spart Platz, und auch das Dieselaggregat samt Anschaffung, Wartung und Betankung entfällt. Zudem übertrifft der Arbeitstemperaturbereich der Batterie LIM40E-13, der von –20 bis 50 °C reicht, den anderer Batterielösungen. Das ist insbesondere beim Einsatz in Ländern mit großen Temperaturschwankungen entscheidend. Trotz höherer Anschaffungskosten: Im Vergleich zu Blei-Säure-Batterien rechnen sich Lithium-Ionen-Batterien in vielen Fällen wegen ihrer Effektivität.

Für den Zusammenschluss zu Massen-Energiespeichern ist jedoch eine Vielzahl an Batterien nötig: beispielsweise um konventionelle Kraftwerke nach- und umzurüsten, oder um bei erneuerbaren Energiequellen die Erzeugung mit dem naturbedingt zeitversetzten Verbrauch zur Deckung zu bringen. Hier machen verschlossene Blei-Säure-Batterien (VRLA) Sinn, wie es das Modell SLR1000 von Yuasa eine ist. Sie ist darauf ausgelegt, Strom zuverlässig über einen längeren Zeitraum abzugeben. Bei einer Entladetiefe (DoD) von 50 Prozent bietet die VRLA-Batterie bis zu 5000 Zyklen. Durch die hohe Ladeakzeptanz erreicht sie kurze Ladezeiten und gewinnt schon nach fünf bis sechs Stunden 100 Prozent ihrer Kapazität zurück.

Dahinter steht ein Drei-Stufen-Konstantstrom-Ladeverfahren, basierend auf spezieller Nano-Carbon-Technik, die Gel- und Vliesseparatoren kombiniert. Somit stellt der Energiespeicher auch bei kurz aufeinanderfolgenden Lastspitzen die Stromversorgung sowie einen kontinuierlichen Betrieb des Kraftwerks sicher. Die Kombination von Gel und Vlies hat darüber hinaus noch einen Vorteil: Die Batterie kann liegend verbaut und in bis zu vier Modulen übereinander gestapelt werden. Ergebnis: Man spart enorm Platz bezüglich der Stellfläche; so beträgt der Platzbedarf bei einem 48V-Modul nur rund 0,68 m². In Batteriegebäuden lassen sich dadurch Module mit einer höheren Kapazität unterbringen als mit stehend verbauten Batterietypen – was einen Kostenvorteil bedeutet.

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