Fluxlicon entwickelt und pilotiert einen modularen und flexiblen Energiespeicher aus Second-Life-Batterien. Die Speicherarchitektur bietet eine Netzschnittstelle für die Integration Erneuerbarer Energien sowie „Fast Charging“ für einen schnelleren und kostengünstigeren Aufbau von Lademöglichkeiten.
Ein Puzzlestück der Energiewende
Für das Gelingen der Energiewende braucht es Energiespeicher. Denn wann die Sonne wie stark scheint und wo gerade wie viel Wind weht, richtet sich nicht nach unseren Verbrauchsgewohnheiten. Fluxlicon setzt genau hier an.
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Fluxlicon ist ein Energiespeicher aus Second-Life-Batterien. Das Besondere am Fluxlicon-Speicher ist die Systemarchitektur, das Speichersystem und die Möglichkeit, verschiedene Batteriesysteme zu verwenden.
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Fluxlicon ist ein Energiespeicher, der sich für jegliche Anwendungen eignet, in denen elektrische Energie gespeichert und/oder bereitgestellt werden muss.
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Für das Gelingen der Energiewende braucht es Energiespeicher. Denn wann die Sonne wie stark scheint und wo gerade wie viel Wind weht, richtet sich nicht nach unseren Verbrauchsgewohnheiten. Fluxlicon setzt genau hier an.
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Fluxlicon ist ein Energiespeicher aus Second-Life-Batterien. Das Besondere am Fluxlicon-Speicher ist die Systemarchitektur, das Speichersystem und die Möglichkeit, verschiedene Batteriesysteme zu verwenden.
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Fluxlicon ist ein Energiespeicher, der sich für jegliche Anwendungen eignet, in denen elektrische Energie gespeichert und/oder bereitgestellt werden muss.
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Die Kommunen
Im Rahmen des Projekts arbeiten wir mit acht Kommunen in Deutschland zusammen. Dabei werden verschiedene Anwendungsfälle für den Fluxlicon-Speicher herausgearbeitet. In zwei Kommunen wird jeweils ein Speicher aufgestellt und erprobt.
Kommunen sind potenzielle Anwenderinnen für den Fluxlicon-Speicher. Beim Ausbau von Erneuerbaren Energien und der Energiewende spielen sie eine Schlüsselrolle. Einerseits wird ein großer Teil der klimarelevanten Emissionen in Städten, Gemeinden und Landkreisen erzeugt, andererseits hat die Kommune eine Vorbildsfunktion, um den Klimaschutz und die Energiewende vor Ort voranzubringen.
Vor diesem Hintergrund können Kommunen die Weichen für die kommenden Jahre stellen und Innovationsmotor sein – indem sie sich beispielsweise auf geförderte Pilotvorhaben bewerben, die Forschung unterstützen und neue Technologien an den Start bringen. Innerhalb des Projekts und für die Weiterentwicklung von Fluxlicon sind Kommunen essenziell, um die Anlagen in einer realen Umgebung zu testen. Deshalb hat das Projektteam einen Kommunen-Wettbewerb initiiert, um genau hier anzusetzen und weiteren Kommunen den Weg zu ebnen.
Mögliche Anwendungsfälle
Das sind wir: erfahren Sie mehr über unseren Praxisbeirat
FAQ
Wir informieren
Der Fluxlicon-Speicher wird derzeit entwickelt und im Rahmen eines dreijährigen Projekts getestet und erprobt. Sie haben Fragen zum Projekt oder dem Speicher? Hier finden Sie erste Antworten!
Fluxlicon ist sowohl der Name unseres Forschungsvorhabens als auch der Name des Energiespeichers aus Second-Life-Batterien, der im Rahmen des Projekts entwickelt wird. Das Projekt erarbeitet zentrale Erkenntnisse für eine künftige Kreislaufwirtschaft in der Mobilität. Fluxlicon entwickelt und pilotiert einen modularen und flexiblen Energiespeicher aus Second-Life-Batterien. Die Speicherarchitektur bietet eine Netzschnittstelle für die Integration erneuerbarer Energien sowie „Fast Charging“ für einen schnelleren und kostengünstigeren Aufbau von Lademöglichkeiten.
Das Forschungsvorhaben Fluxlicon ist im September 2021 gestartet und hat eine Laufzeit von drei Jahren.
Mit dem Lehrstuhl „Production Engineering of E-Mobility Components“ (PEM) der RWTH Aachen und den weiteren Projektpartnern PEM Motion, ConAC und DEKRA wird im Zuge des Projekts eine „Trusted Platform“ entwickelt. Diese fungiert als Schnittstelle zwischen den Inverkehrbringern der Traktionsbatteriesysteme sowie den Zweitnutzern und stellt sämtliche Daten bereit, die für eine Weiterverwendung gebrauchter Batteriesysteme relevant sind. Zur Validierung der Ergebnisse wird in Aachen ein Second-Life-Speicher mit der Kapazität einer Megawattstunde errichtet. Für die Datenrückübertragung in die „Trusted Platform“ wird ein intelligentes Energiemanagementsystem erarbeitet. Im weiteren Verlauf steht der Aufbau sowie die Erprobung zweier Pilotanlagen in zwei unterschiedlichen deutschen Kommunen im Projektfokus. Beide Kommunen werden über einen bundesweiten Wettbewerb ermittelt. Das gesamte Vorhaben wird durch umfassende Kommunikationskampagnen und Akzeptanzarbeit begleitet. Die AEE übernimmt im Projekt die Auswahl der Pilotkommunen sowie die begleitete Kommunikation und das Veranstaltungsmanagement.
Fluxlicon ist ein Energiespeicher aus Second-Life-Batterien. Das Speichersystem ist aus funktionaler Sicht in drei Bereiche einzuteilen: Steuerung, Niederspannung (LV)- und Hochspannungs (HV)-System.
Die Steuerung überwacht und steuert das Gesamtsystem. Zusätzlich ermöglicht ein Human Machine Interface (HMI) den Benutzer*innen die Kommunikation mit dem Speichersystem. Über das HMI wird der Systemzustand sichtbar dargestellt.
Das HV-System ermöglicht die eigentliche Funktionsanwendung: das Bereitstellen und Speichern von elektrischer Energie. Dazu werden Traktionsbatterien (Packs) einzeln, parallel über Gleichspannungswandler an einen gemeinsamen DC-Zwischenkreis angeschlossen. Die Spannungswandler erhöhen die variable Batteriepackspannung auf ein fixes Spannungsniveau am Gleichspannungs-Zwischenkreis (750–950 Volt). Gleichzeitig entkoppeln sie die einzelnen Batteriepacks voneinander und vereinfachen dadurch die Ansteuerung der Batteriepacks. Vom Zwischenkreis wird die Gleichspannung über Wechselrichter in Wechselspannung umgewandelt, um die Energie dann über den Netzanschlusspunkt in das Nieder- oder Mittelspannungsnetz einzuspeisen.
Das LV-System ist für die Energieversorgung der Komponenten verantwortlich. Alle elektrischen und elektronischen Systemkomponenten müssen dauerhaft mit elektrischer Energie versorgt werden, um zuverlässig funktionieren zu können. Weil jede Systemkomponente entweder mit 12 Volt oder mit 24 Volt versorgt werden muss, sind zwei Spannungsniveaus durch das LV-System bereitzustellen. Dazu werden LV-Spannungswandler verwendet, welche die Netzspannung auf 12 Volt bzw. 24 Volt umwandeln.
Das Besondere am Fluxlicon-Speicher ist die Systemarchitektur, das Speichersystem und die Möglichkeit, verschiedene Batteriesysteme zu verwenden.
Fluxlicon hat eine modulare Systemarchitektur. Mit dieser Architektur lassen sich Speicherspezifikationen (z. B. verfügbare Energie und Leistung) flexibel hochskalieren. Das Resultat ist, dass die entwickelte Systemarchitektur für unterschiedliche Anwendungen blaupausenartig wiederverwendet werden kann. Dadurch sinken auch die System- und Planungskosten und somit die Preise für Anwender.
Eine Besonderheit des Speichersystems ist die Systemschnittstelle des DC-Zwischenkreises. Bei 800 Volt lassen sich große Energiemengen bei relativ kleinem Verlust transportieren. Dadurch kann das Speichersystem auf Distanz zum Netzanschlusspunkt oder zum Energieverbraucher errichtet und betrieben werden. Zudem bietet der DC-Zwischenkreis die Möglichkeit, Gleichstromenergiequellen (z. B. Photovoltaikanlagen) oder -senken (z. B. Ladeinfrastruktur) mit wenig Aufwand anzubinden.
Ein weiteres Merkmal des Fluxlicon-Speichersystems ist die Möglichkeit, unterschiedliche Batteriesysteme zu verwenden. Durch die Entkopplung der einzelnen Batteriepacks über Gleichspannungswandler sowie die durchdachte Steuerung lassen sich Traktionsbatterien unabhängig ihrer Spezifikationen, Nutzungshistorie oder ihres Herstellers in das Speichersystem integrieren. Zudem können Batteriesysteme von unterschiedlichen Herstellern und Größen verwendet werden. Damit steigt die Produktverfügbarkeit und bei einem Ausfall können andere Batteriesysteme eingesetzt werden.
Anfang des Jahres 2022 wurde ein Kommunal-Wettbewerb ausgeschrieben, über den sich Kommunen bewerben konnten. Der Wettbewerb ist zweistufig. Im ersten Schritt wurden zusammen mit unserem Expert*innenbeirat Modellkommunen ausgewählt, mit denen die Gegebenheiten vor Ort im Detail analysiert und die individuellen Voraussetzungen und Bedarfe für den Energiespeicher identifiziert werden. Aus diesen Modellkommunen werden im nächsten Schritt zwei Pilotkommunen ausgewählt, die jeweils einen Second-Life-Batteriespeicher erhalten.
Leider nicht. Der Wettbewerb ist abgeschlossen und die Modellkommunen wurden bereits ausgewählt. Aus diesem Pool werden dann die Pilotkommunen identifiziert.
Angedacht ist ein Batteriespeicher, der einen Gesamtenergieinhalt von ca. 1 MWh hat. Die Anlieferung erfolgt mittels LKW als fertiges Gesamtsystem in einem 40-Fuß-Container mit den Abmaßen 12 x 2,3 x 2,5 m³. Sollte Ihre Kommune besondere Bedarfe oder abweichende Voraussetzungen haben, ist es möglich, Anpassungen im Containerdesign vorzunehmen. Der Container ist für den Einsatz im Freien konzipiert und benötigt einen stabilen und ebenen Untergrund.
Im Inneren des Containers befinden sich die Batteriesysteme. Die notwendige Steuerungs- und Leistungselektronik ist ebenfalls im Container untergebracht. Gleichspannungswandler entkoppeln die variablen DC-Spannungen der unterschiedlichen Batteriesysteme von einem DC-Zwischenkreis. Dieser ermöglicht die effiziente Anbindung von Erneuerbaren Energien sowie Ladeinfrastruktur. Die mögliche Schnittstelle zum Niederspannungsnetz wird durch Wechselrichter realisiert. Um die Übertragungsdistanz zwischen Speichersystem und Schnittstelle gering zu halten, sollte der Containeraufbau in der Nähe des Anschlusspunktes positioniert werden.
Alternativ zu diesem Konzept sind die Wechselrichter außerhalb des Containers in einem Gebäude positionierbar. Dieses Konzept eignet sich, wenn eine bereits bestehende Niederspannungsanlage im Gebäude für den Anschluss des Speichersystems nutzbar ist. Zudem kann dieser Systemaufbau je nach anwendungsspezifischen Anforderungen weitere Vorteile aufweisen.
Aufgrund des modularen Systemaufbaus können einzelne Batteriesysteme auch nach Inbetriebnahme mit wenig Aufwand vom Speicher getrennt oder hinzugeschaltet werden. Das erleichtert Wartungsarbeiten und erweitert nachhaltig die praktischen Nutzungsmöglichkeiten des Speichers.
Der Container besteht zum Großteil aus Stahl und kann somit gut weiterverwendet oder recycelt werden.
Der 40-Fuß-Container verfügt über ein Volumen von etwa 75 m³. Im Innenraum sind vier Schwerlastregale mit jeweils fünf Tragflächen positioniert, um insgesamt bis zu 20 Batteriepacks lagern zu können (abhängig von den verfügbaren Traktionsbatteriesystemen). Leistungselektronik, Steuerung und LV-Versorgung sind in separaten Schaltschränken innerhalb des Containers platziert.
Nach der Nutzung im Second-Life-Speicher müssen die Batteriesysteme vom Inverkehrbringer zurückgenommen werden, damit dieser die Systeme dem Recyclingprozess zuführt. Im Projekt werden keine Neubatterien künstlich gealtert und in Second-Life Zustand gebracht, sondern nur solche verwendet, die im Speicher ein zweites Leben bekommen.
Die Pilotkommunen erklären sich bereit, nach dem offiziellen Ende des Forschungsprojekts Fluxlicon am 31.08.2024 den Speicher für mindestens 24 Monate weiter zu betreiben und für anfallende Kosten wie z.B. Wartungen, Netzentgelte, Standortmieten etc. sowie für den irgendwann anstehenden Abbau und Abtransport aufzukommen.
Nach aktueller Einschätzung werden die primären Ergebnisse im Rahmen der Projektlaufzeit erzeugt. Die Ergebnisse werden während und nach der Projektlaufzeit in Form von Lehrveranstaltungen und Veröffentlichungen verwertet.
Zum jetzigen Zeitpunkt befindet sich das Projekt in einer reinen Pilotphase und dient Forschungszwecken. Bis Ende der Projektlaufzeit wird der Speicher nicht auf dem Markt verfügbar sein. Ziel ist es aber, den Speicher im Anschluss an das Projekt zur Marktreife zu bringen.