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Lithium-Ionen-Batteriezellen - Energiespeicher der Zukunft

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Ein Unternehmen der Daimler AG
Die Automobilplattform für stationäre Anwendungen
Januar 2015
1
Inhalt
1. Standort und Produktplattform
2. Märkte für Groß-, Mittel-, Kleinspeicher
3. Status quo Stationäre Speicher Deutsche ACCUmotive
2
Integrierter Standort Kamenz 2014
Gute Infrastruktur und tiefes Verständnis für die Produktion von Li-Ionen-Zellen und Batterien
Produktionsfläche:
ca. 32.000m² (Kamenz)
Weitere Standorte:
Nabern (F&E Batteriesysteme)
Mitarbeiter:
ca. 500 (Li-Tec + Dt. ACCUmotive)
Zertifizierung:
ISO 9001 (2008), TS 16949 (2014)
Produkte:
Mobile und stationäre Energiespeicher
33
Etablierter und renommierter Hersteller von
Li-Ionen-Batterien für Automotive
Hybrid
Elektroantrieb
Verbrennungsmotor
(Benzin/Diesel)
„Emissionsfrei“
Elektrifizierungsgrad
0%
Stop/
Start
(RSG)
Mild
Hybrid
Full
Hybrid
Plug-In
Hybrid
(parallel)
Plug-In Hybrid
(seriell/
Range Ext.)
Brennstoffzelle
Batterie
100%
4
ACCUmotive Leistungsanwendung – P08-1
Fakten
•
Anzahl Zellen: 35
•
1 Modul
•
Max. Spannung: 143 V
•
Kapazität (normal): 6,5 Ah
•
Energieinhalt: 0,8 kWh
•
Leistung: 22 kW
•
Gewicht: 25 kg
5
ACCUmotive Leistungsanwendung – P08-1
E300 BlueTEC HYBRID
HochvoltLithium-IonenBatterie
6
ACCUmotive Leistungsanwendung – P08-2
Fakten
•
Anzahl Zellen: 35
•
1 Modul
•
Max. Spannung: 143 V
•
Kapazität (normal): 6,5 Ah
•
Energieinhalt: 0,8 kWh
•
Leistung: 22 kW
•
Gewicht: 23 kg
7
ACCUmotive Leistungsanwendung – P08-2
S400 HYBRID / S300 BluTEC HYBRID
HochvoltLithium-IonenBatterie
8
ACCUmotive Energieanwendung – E18-1
Fakten
•
Anzahl Zellen: 93
•
3 Module
•
Max. Spannung: 391 V
•
Kapazität (normal): 50 Ah
•
Energieinhalt: 17,6 kWh
•
Leistung 35/55 kW
•
Gewicht: 175 kg
9
ACCUmotive Energieanwendung – E18-1
Vollelektrisches Fahrzeug: smart fortwo electric drive
10
Automotive – Produktplattform für stationäre Batteriespeicher
Smart EV Batterie
DC-Strang
• Jeweils 6 Module in Reihenschaltung
• Spannungslage bis 800V
• Kühlung optional
31 x Li-Tec HEA50
+ Zellüberwachungselektronik
• Autarke Sicherheitsschaltung
• BMS mit internet-fähiger Auswerte-Schnittstelle
+ Zellkühlung
3 Zellmodule
+ Batteriemanagementsystem
+ Elektrik-Umfänge
Stationäre Speicher (Prototyp)
• Leistung: 1000 kVA
• Energie: ca. 500 kWh (84 E18-1-Module)
Sicher, standardisiert, kostenoptimiert
11
Inhalt
1. Standort und Produktplattform
2. Märkte für Groß-, Mittel-, Kleinspeicher
3. Status quo Stationäre Speicher Deutsche ACCUmotive
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Kraftwerke
Industrie / Gewerbe
Öffentliche Gebäude
Inselsysteme
Telekomschaltschränke
PV-Einzelanlagen
Servicekoffer
Large Scale
PV-Parks
Mid Scale
Speichergröße
Windenergieanlagen
Small Scale
2 - 20 kWh
35 - 500 kWh
500 kWh - 10 MWh
Anwendungen für stationäre Batteriespeicher
13
Projektbeispiele Batterie-Großspeicher
Leitwarte
Speicherregister
Wechselrichter
Grundmodul
5 MWh
1 MW-Container am Kraftwerk Fenne (STEAG),
Teilnahme am Markt für Primärregelleistung
Projektbeispiel für einen 30 MWh-Großspeicher
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Netzstabilität durch Batteriespeicher bei Frequenzunterschreitung
Netzstabilisierung durch Einspeisung
aus der Batterie ins Netz
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Netzstabilität durch Batteriespeicher bei Frequenzüberschreitung
Netzstabilisierung durch Einspeisung
aus dem Netz in die Batterie
16
Spannungserhaltung im Ortsnetz
Spannung in V
Ortsnetztrafo
260
Einspeisemaximum
230
+/- 10% der
Nennspannung
Lastmaximum
200
Länge in m
•
Unzulässige Spannungserhöhung durch PV-Einspeisung
•
Verletzung des Spannungsbandes (EN 50160 +/- 10%)
•
Relevant in ländlichen Regionen, bei großer Entfernung, wenig Redundanzen und
geringer Last
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Spannungserhaltung im Ortsnetz
Spannung in V
Ortsnetztrafo
260
Einspeisemaximum
230
+/- 10% der
Nennspannung
Lastmaximum
200
Länge in m
•
Speicher nimmt bei Bedarf zusätzliche Energie auf und wirkt dabei als Last
•
Einspeisung erneuerbarer Energien kann weiterhin erfolgen ohne zusätzlichen
Netzausbau
•
Zusätzlich Einsatz, zum Minimieren von Leistungsspitzen, Zwischenspeicherung der PVProduktion, Minimieren des Zukaufs von Spitzenleistungen
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Inhalt
1. Standort und Produktplattform
2. Märkte für Groß-, Mittel-, Kleinspeicher
3. Status quo Stationäre Speicher Deutsche ACCUmotive
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Technologieplattform stationäre Speicher
Basiskomponente = Module aus E18-1 Batterie
Industrieanwendung
Heimanwendung
Speichersystem mit Fokus
Speichersystem mit Fokus
Industrie und Kraftwerksanwendungen
Erhöhung Eigennutzungsanteil private PV-Anlage
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Industrieanwendung - DC-Strang
Pro Modulschrank 35 kWh
•
Jeweils 6 Module in Reihenschaltung
•
Spannungslage bis 800V
•
Kühlung optional
•
Autarke Sicherheitsschaltung
•
BMS mit internet-fähiger Auswerteschnittstelle
Elektrikmodul für
eigensichere Teilsysteme
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Industrieanwendung - Wechselrichter
• Verschiedene DC- und ACSpannungslagen verfügbar
• Erprobte Schnittstelle zum Batteriesystem
• Einbindung im internationalen Umfeld
durch Erfüllung nationaler Gridcodes
• Schnittstelle zu gängigen Leitsystemen
etabliert
• Durch Parallelschaltfähigkeit wird
Skalierbarkeit des Speichers ermöglicht
• Erprobung und Freigabe verschiedener
Herstellersysteme läuft
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Industrieanwendung – Skalierbarkeit (modularer Aufbau)
Leistung 35 kW
Energie 70 kWh
 z.B. Quartierspeicher
Leistung 500 kW
Energie 500 kWh
 z.B. PeakShaving Industrie
Leistung 2000 kW
Energie 1000 kWh
 z.B. Primärregelleistung
Durch Kombination von geeigneten Wechselrichtern und entsprechender Anzahl von Batterieschränken
wird das System für verschiedene Anwendungen konfiguriert
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Vorreiterrolle Li-Tec / Deutsche ACCUmotive bei PRL
•
1MW Speicher am Kraftwerk Fenne für STEAG aufgebaut
•
Seit 07/2011 Testbetrieb, TÜV hat Sicherheitsmaßnahmen geprüft und bestätigt
•
Für Primärregel-Leistung (PRL) bei Amprion präqualifiziert
•
Erster & einziger Batteriespeicher in Deutschland, der aktiv am PRL-Markt teilnimmt
24
Heimanwendungen
Systemaufbau
-
skalierbarer Aufbau von 1 bis max.
8 HomeStar 2.5
-
jedes Basismodul (HomeStar 2.5)
eigenständig funktionsfähig
-
Plug & Play bei dem Aufbau durch
Installateur
-
direkte Parallelverschaltung mittels
Schraubklemme
-
optional: sternförmige Parallelverschaltung
ab 3x HomeStar 2.5
-
Standmontage, stapelbar (ab 4 Basismodule
Wandarretierung erforderlich)
-
Wandmontage
-
Kernkomponenten aus bestehendem
Portfolio abgeleitet
Heimanwendung von 2,5 kWh – 20 kWh
auf Basis von Automotive-Modulen
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Sicherheit ist nicht verhandelbar
Unser Standard für Batterien1)
Typische unprofessionelle Lösungen2)
Wir haben das Thema Sicherheit im Griff:
Automotive:
Sicherheit und Qualität auch bei Smart-Felderfahrung auf höchstem Niveau; TS 16949
Li-Ionen-Zellen:
von Kunden und Instituten anerkannt als eine der besten Zellen weltweit
Batteriebau:
Standardisierter Verbau in Batterien im Großserienumfeld - Skaleneffekte
1) Bewertung durch KIT: „professionellste bekannte Lösung“
2) KIT „Safety First – Wunsch oder Wirklichkeit im stationären Speichermarkt“, Juni 2014
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.
Dr. Andreas Rückemann
Li-Tec Battery GmbH
Am Wiesengrund 7
01917 Kamenz
03578 / 3734 8545
0172 / 560 24 23
andreas.rueckemann@li-tec.de
27
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