Flow-Batterien: Die Lösung für das Blackout-Problem in Kalifornien

Wenn es um Elektrizität geht, hat es Kalifornien schwieriger als die meisten Bundesstaaten. Hier leben mehr Einwohner als irgendwo sonst im Land, die Strom verbrauchen, und wenn die Stromnachfrage stark ansteigt (oft während …). sommerliche Hitzewellen) ist der Staat teilweise nicht in der Lage, alle Einwohner mit Strom zu versorgen. Aus diesem Grund führen die kalifornischen Energiebehörden gelegentlich geplante Stromausfälle durch, die als Rolling Blackouts bezeichnet werden. Wenn Sie schon einmal ohne Klimaanlage in 30-Grad-Hitze geraten sind, wissen Sie, dass das alles andere als ideal ist.

So ist Kalifornien Planung Die Lösung dieses Problems besteht darin, große Batterienetze einzurichten, von denen die Staatsbeamten hoffen, dass sie den Betrieb auch bei extremen Wetterbedingungen aufrecht erhalten. Diese Batterien können durch das wachsende Netz von Solarpaneelen und Windkraftanlagen des Staates aufgeladen werden und bei Energieknappheit zur Stromversorgung eingesetzt werden.

Aber die Batterien, die der Golden State baut, sind nicht die gleichen wie die Batterien, die Sie in Ihrem finden Smartphone, oder sogar in Ihrem Elektroauto. Diese Geräte verwenden typischerweise Lithium-Ionen-Batterien, die sich hervorragend für Elektronikgeräte und andere kleine Geräte eignen, aber nicht gerade ideal sind, wenn es darum geht Energiespeicherung im Netzmaßstab. Sie sind zu teuer und nicht dafür ausgelegt, ganze Städte mit Strom zu versorgen.

Stattdessen investiert der Staat in eine Reihe von Flow-Batterien. Eine Flow-Batterie ist eine große Batterie im Netzmaßstab, die Energie in Elektrolytflüssigkeiten speichert, im Gegensatz zu einer festen Elektrode wie Lithium-Ionen. Diese Batterien können über einen längeren Zeitraum Strom liefern als Lithium-Ionen-Batterien und bieten viele weitere Vorteile.

Mit dem "Flow" gehen

Joe Worthington, Kommunikationsdirektor beim Flow-Batterie-Unternehmen Invinity Energy Systems, sagt Es arbeitet mit dem Bundesstaat Kalifornien zusammen, um zu zeigen, warum Flow-Batterien die richtige Wahl für Batterien sind Gitter. „Wir haben von der California Energy Commission Fördermittel für vier Projekte erhalten“, sagt Worthington.

Worthington sagt, dass Lithium-Ionen-Batterien nach einer Laufzeit von vier Stunden ihre maximale Lebensdauer erreichen, und Lithium-Ionen-Systeme verfügen normalerweise nicht einmal über diese Kapazität. Die von Invinity hergestellten Flow-Batterien können darüber hinausgehen, denn laut Worthington kann man einer Flow-Batterie einfach mehr Elektrolytflüssigkeit hinzufügen, damit sie länger geladen bleibt. Das Unternehmen verfügt derzeit über eine 10-Stunden-Flow-Batteriesystem Einsatz in einer Feuerwache an einem Standort der amerikanischen Ureinwohner in Kalifornien.

Abgesehen von der Lebensdauer besteht einer der Vorteile von Flow-Batterien darin, dass sie sich im Wesentlichen „nicht verschlechtern“, sagt Worthington, und dass sie fast vollständig recycelbar sind. Bekannt sind Lithium-Ionen-Akkus schwierig wiederverwerten.

„Eine Lithium-Ionen-Batterie hält etwa sieben Jahre. Eine Flow-Batterie hält 20 Stunden“, sagt Worthington. „Wenn Sie es 20 Jahre lang auf Ihrer Website haben wollen, müssen Sie diese Lithiumbatterie vielleicht noch zweimal kaufen. Im Jahr 20 werden Sie die gleiche Flow-Batterie haben, die Sie am ersten Tag gekauft haben.“

Der einzige Nachteil von Flow-Batterien ist ihre Größe. Sie sind viel größer als Lithium-Ionen-Batterien, weshalb sie laut Worthington am besten für Energienetze geeignet sind und nicht für Autos oder andere Dinge, die sich bewegen müssen. Preislich schließen Flow-Batterien zu Lithium-Ionen-Batterien auf, die in den letzten Jahren recht günstig geworden sind.

„Heute sind wir bei den Vorabkosten wahrscheinlich ungefähr auf dem gleichen Niveau wie Lithium-Ionen“, sagt Worthington. „Wenn man zu den riesigen Projekten kommt … ist Lithium-Ionen-Technologie heute definitiv im Vorteil, nur weil sie über eine riesige globale Lieferkette verfügen und wir als Unternehmen immer noch expandieren.“

Das Geschäft mit den großen Batterien

Michael Gravely, stellvertretender Abteilungsleiter der Abteilung für Energieforschung und -entwicklung bei der California Energy Commission, erzählt Laut Digital Trends ist Kalifornien sehr an der Flow-Batterie-Technologie interessiert und hofft, dem Markt zu zeigen, dass sie sich lohnt Investition.

„Die Herausforderung besteht darin, dass es derzeit nicht viele Technologien gibt, die im kommerziellen Prozess so weit fortgeschritten sind wie Lithium-Ionen“, sagt Gravely. „Es besteht Einigkeit darüber, dass wir mehr als vier Stunden Speicher benötigen, und es kommt darauf an, wie viel, aber niemand weiß es.“

Gravely sagt, Flow-Batterien seien wahrscheinlich die „nächste Technologie“ in diesem Bereich, und er glaubt, dass sie bald billiger sein und gleichzeitig Dinge länger mit Strom versorgen könnten als Lithium-Ionen-Systeme. Er sagt, dass sie in den nächsten Jahren daran arbeiten werden, den Nutzen dieser Technologie zu demonstrieren, während sich die Technologie in der Versorgungsbranche weiter etabliert.

Ein Akku, der die Ladung länger halten kann, möglicherweise bald billiger ist, recycelbar ist und eine längere Lebensdauer als Lithium-Ionen-Akkus hat, ist sicherlich attraktiv. Lithium-Ionen werden in absehbarer Zeit nicht ersetzt, wenn es um die Stromversorgung von Unterhaltungselektronik und Elektronik geht Fahrzeuge, aber es könnte in nicht allzu ferner Zukunft zur weniger bevorzugten Option für die Energiespeicherung im öffentlichen Raum werden Zukunft. Dies würde den Staaten helfen, mit extremen Wetterbedingungen umzugehen und sicherzustellen, dass der Strom auch dann zur Verfügung steht, wenn die Sonne nicht scheint oder der Wind nicht weht.

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