Am Campus des Fraunhofer-Instituts für Chemische Technologie ICT in Pfinztal bei Karlsruhe läuft seit Mitte 2018 ein umfangreiches Forschungssystem zur Kopplung erneuerbarer Erzeugung mit stationärer Großspeicherung. Kernstück ist eine 2-MW-Windkraftanlage, die auf der Gleichstromseite direkt mit einer Redox-Flow-Batterie mit einer nutzbaren Kapazität von 6 MWh verbunden ist. Im Sommer 2023 wurde das System um eine Photovoltaikanlage mit einer Modulfläche von 3.300 m² und einer installierten Leistung von 690 kWp erweitert, ebenfalls gleichstromseitig integriert.
Die Gesamtanlage fungiert als Reallabor für weitgehend autarke, auf erneuerbaren Quellen basierende Energieversorgung. Neben Wind- und Solarstrom umfasst das sogenannte Campus-Grid ein 400-kW-Blockheizkraftwerk (BHKW) sowie einen 900-kW-Superkondensator (Supercap), der kurzfristige Reserven zur Netzstabilisierung bereitstellt. Verbraucherseitig stehen Chemielabore, Technikumsanlagen und Bürogebäude mit rund 580 Beschäftigten im System. Diese Konstellation erlaubt die Erforschung von Micro-Grids – lokalen Netzen, die Erzeugung, Wandlung und Speicherung in einem integrierten System zusammenführen.
Nach sechs Betriebsjahren hat die Windenergieanlage nach Angaben des Fraunhofer ICT rund 37.400 Betriebsstunden akkumuliert. Die Kombination aus Wind und Photovoltaik erhöht am Standort sowohl die Versorgungsstabilität als auch die Planbarkeit der Einspeisung, da beide Technologien unterschiedliche saisonale und tageszeitliche Produktionsprofile aufweisen und sich damit teilweise komplementär verhalten. Die Redox-Flow-Technologie eignet sich für diese Anwendung besonders, da sie Leistung und Kapazität konstruktiv entkoppelt, skalierbar ist und für stationäre Großspeicher eine hohe Zyklenstabilität bietet.
Die Forschungsziele des Instituts richten sich auf drei zentrale Aspekte: deutliche Kostensenkung bei Redox-Flow-Systemen, Steigerung der technischen Sicherheit sowie Erhöhung der Resilienz aller Systemkomponenten. Erkenntnisse aus dem Reallaborbetrieb sollen perspektivisch auf industrielle Micro-Grids und kommunale Energieversorgungsstrukturen übertragen werden. Gerade im europäischen Kontext gewinnt dieses Forschungsfeld an Bedeutung: Die Netzintegration fluktuierender erneuerbarer Energien erfordert skalierbare Speicherlösungen, und stationäre Redox-Flow-Systeme gelten neben Lithium-Ionen-Großspeichern als aussichtsreiche Option für Langzeitspeicherung im Stunden- bis Tagesbereich.
Für die Batterie- und Energiespeicherbranche liefert das Pfinztaler Reallabor praxisnahe Betriebsdaten unter realen Lastbedingungen – ein Aspekt, der für die Weiterentwicklung von Systemauslegung, Betriebsführung und Degradationsmodellen stationärer Großspeicher von unmittelbarer industrieller Relevanz ist. Die Veröffentlichung der Sechsjahreskennzahlen durch die Fraunhofer-Allianz Batterien unterstreicht den Stellenwert langfristiger Forschungsinfrastrukturen für die Validierung von Speichertechnologien jenseits von Labor- und Pilotmaßstab.
Quelle: Fraunhofer-Allianz Batterien – https://www.batterien.fraunhofer.de/de/presse_medien/presse/forschung-an-der-energiewende---kennzahlen-aus-sechs-jahren-betr1.html
