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Smart Power lizenziert Technologie für effiziente Energiespeicherung

29. November 2016

Die Firma Smart Power GmbH & Co. KG hat eine Technologie der Technischen Universität München (TUM) und der Universität der Bundeswehr (UniBW) exklusiv lizenziert. Der sogenannte „Modulare Multilevelkonverter“ (MMC)  ermöglicht es, Strom beliebiger Spannung und Stärke hocheffizient in Batterien zu speichern und diesen wieder z.B. in Wechsel- oder Drehstrom zurückzuwandeln. Der MMC ist das ideale, bidirektionale Bindeglied zwischen dem Stromnetz, Quellen wie Solar- Modulen oder Windrädern und dem Batteriespeichersystem.

Traditionelle Speichersysteme setzen sich aus einer Vielzahl von Zellen zusammen, die in ihren elektrischen Eigenschaften streuen und so die Gesamtperformance begrenzen. Daher  kann nie die vollständige Kapazität des Systems genutzt werden. Der Multilevelkonverter hingegen ermöglicht es nahezu die gesamte Kapazität des Batteriespeichersystems  zu nutzen, da einzelne Zellen hochflexibel überbrückt, parallel oder in Serie geschaltet werden können. Die Firma Smart Power, die intelligente Speichertechniken für die Industrie, Netzbetreiber und Energieversorger entwickelt und vertreibt, will den MMC bis zum Jahr 2018 zu einem marktfähigen Produkt weiterentwickeln. Mit Hilfe der neuen Technologie sollen z.B. durch Kurzzeitspeicherung Lastspitzen bei der Energieversorgung im produzierenden Gewerbe schnell aufgefangen und reduziert werden oder die Einspeisung von Strom besser an den Netzbedarf angepasst werden können.

Die Speicherung von Strom wird immer wichtiger. So sind bei der Gewinnung und Nutzung von erneuerbaren Energien oftmals Stromüberschüsse zu bestimmten Tageszeiten vorhanden, die vom Stromnetz nicht mehr aufgenommen werden können. Um die Energie nicht ungenutzt verpuffen zu lassen, ist es sinnvoll so genannte Regelleistungsspeicher einzusetzen, die diese Überschüsse auffangen und später in das weniger ausgelastete Netz einspeisen. Auch das Thema Peak Shaving wird bei steigenden Strompreisen für die Industrie immer wichtiger. So hängen die Stromkosten für Industrie und Gewerbe nicht nur von der bezogenen Strommenge, sondern auch von der maximal bezogenen Leistung innerhalb der Abrechnungsperiode ab. Durch geschickte Zwischenspeicherung von Strom können Lastspitzen und damit auch Stromkosten gesenkt werden -- vorausgesetzt, die Verluste durch ineffizientes Speichern machen die Einsparungen nicht wieder zunichte. Die neue Multilevelkonverter-Technologie ermöglicht eine schnelle, effiziente und nahezu verlustfreie Stromspeicherung, in dem sie neue Freiheitsgrade mit einem intelligenten Batteriemanagementsystem verknüpft. 

Bei der Speicherung von Strom wird dieser in einem Akkumulator in einer Vielzahl von Zellen gespeichert. Die Module werden dann entweder in Reihe oder parallel geschaltet. Beide Methoden bieten ihre Vorteile, können aber bislang nicht dynamisch miteinander kombiniert werden. Für eine hohe Umwandlungseffizienz ist eine Serienschaltung von Vorteil und für eine hohe Batterieeffizienz die Parallelschaltung. Der neue Multilevelkonverter erlaubt es, die einzelnen Module nach Bedarf dynamisch in Reihe oder parallel zu schalten. Bei hohen Spannungen kann ein Teil der Module nach Bedarf in Reihe geschaltet werden, bei hohen Strömen parallel. Durch die dynamischen Schaltprozesse, die durch ein intelligentes Batteriemanagement gesteuert werden, können auch defekte Batterien, die die Leistung jedes Speichersystems senken, einfach umgangen werden. Dies erlaubt auch die Nutzung alter Batterien, die kostengünstiger gekauft werden können.

Die Erfindung kann überall dort eingesetzt werden, wo Spannungen und Ströme konvertiert werden müssen – von Kleinspannungswandlung bis zur Höchstspannung.  

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