Die Vorteile von DC-Netzen rücken zunehmend in den Fokus. Für eine breite Akzeptanz der Gleichstromtechnologie, insbesondere im industriellen Umfeld, sind DC-gekoppelte Speicherlösungen der Schlüssel zum Erfolg. Photovoltaikanlagen, Produktionsstätten und der Verkehrssektor integrieren sich bereits nahtlos in DC-Infrastrukturen. „Systeme wie diese sind zukunftsweisend: Ein Gleichstromnetz optimiert die gesamte Energiekette von der Erzeugung über die Verteilung bis hin zum Verbrauch. Dabei sind Energiespeichersysteme unverzichtbar“, erklärt Tobias Lüke, Gleichstromexperte bei Phoenix Contact.
Einer der größten Vorteile von DC-gekoppelten BESS ist ihre höhere Effizienz im Vergleich zu herkömmlichen AC-Systemen. Dass keine Umwandlung von Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) und umgekehrt erforderlich ist, vermeidet Wandlungsverluste. Dies führt zu einer effizienteren Nutzung der gespeicherten Energie und erhöht die verfügbare Leistung. Zudem können kleinere Kabelquerschnitte verwendet werden, was den Materialeinsatz und die Kosten weiter reduziert. Diese Einsparungen machen Batteriespeicher in DC-Netzen zu einer wirtschaftlich attraktiven Option. Die geringeren Investitions- und Betriebskosten tragen zur Rentabilität und Wettbewerbsfähigkeit von DC-Netzen bei.
Industrieunternehmen als Early Adopter und Innovationstreiber
Für Industrieunternehmen wie Phoenix Contact spielt die kosteneffiziente Stromerzeugung durch erneuerbare Energien eine entscheidende Rolle. Sie bietet die Möglichkeit, den eigenen Energiebezug strategisch neu zu gestalten, um sich langfristig vor steigenden Stromkosten zu schützen und die Versorgung sicherzustellen. Mit eigenen Stromspeichern kann günstiger Strom gezielt eingekauft und genau dann genutzt werden, wenn er tatsächlich benötigt wird. Batteriespeicher sind besonders flexibel, da sie elektrische Energie mit hoher Leistung und Reaktionszeiten im Millisekundenbereich aufnehmen und abgeben können. Durch ihre modulare Bauweise lassen sie sich individuell skalieren und an unterschiedliche Anwendungen anpassen – von kleineren Einheiten bis hin zu großformatigen, industriellen Speichersystemen. Fortschrittliche Analysemethoden ermöglichen eine präzise Überwachung und Steuerung des Energieinhalts und der Leistungsfähigkeit der Batterien. Die erfassten Daten können in intelligenten Netzstrukturen (Smart Grids) dazu dienen, eine optimierte Einspeisung, Speicherung und Nutzung elektrischer Energie sicherzustellen. Dies trägt nicht nur zur Netzstabilität bei, sondern ermöglicht auch eine effizientere Integration erneuerbarer Energien in das bestehende Energiesystem.
Zusammenarbeit als Grundlage für Entwicklung neuer Technologien
Voltfang hat es sich zur Aufgabe gemacht, flächendeckende und effiziente Methoden zur Verwertung von Elektromobilitätsbatterien zu entwickeln. Second-Life-Batterien oder Batterien aus der Überproduktion, die ursprünglich für die Elektromobilität konzipiert wurden, weisen in der Regel eine höhere Belastungsfähigkeit auf als speziell für die stationäre Anwendung entwickelte Batterien. Voltfang nutzt diesen Vorteil gezielt, indem das Unternehmen auf die Wiederverwendung von Hochleistungsbatterien setzt, die auf eine hohe Zyklenfestigkeit ausgelegt sind. Durch optimierte Betriebsstrategien und ein intelligentes Energiemanagement wird die Lebensdauer dieser Batteriesysteme erhöht und ihre Effizienz für stationäre Anwendungen langfristig gesichert. Mit dem Voltfang EMS (Energiemanagementsystem) können alle relevanten Anwendungsfälle wie Lastspitzenkappung, Eigenverbrauchsoptimierung, dynamische Stromtarife, Flexibilitätsvermarktung sowie vieles mehr installiert werden und den wirtschaftlichen Betrieb des Energiesystems optimieren. Intelligente Systeme leisten damit einen zentralen Beitrag zur nachhaltigen und wirtschaftlichen Energiewende.
Zudem beschäftigen sich die Aachener bereits seit mehreren Jahren mit der Kopplung von Batteriespeichersystemen an Gleichstromnetze. Dabei standen die DC-Leistungsmodule der Produktfamilie Charx von Phoenix Contact als Schnittstelle zu einem DC-Mikronetz im Fokus, sodass sich der Austausch zwischen den beiden Unternehmen im Lauf der Zeit aufgebaut hat.
Auf der anderen Seite war es von Anfang an das erklärte Ziel von Phoenix Contact, mit der All Electric Society Factory das Industriegebäude der Zukunft zu erschaffen. Dieses Gebäude sollte eine umfassende industrielle Gleichstrominfrastruktur einschließen. Durch diesen Ansatz intensivierte sich der Austausch zwischen den beiden Unternehmen über die Umsetzung eines DC-gekoppelten Batterie-Energiespeichersystems. Als Resultat entstand eine moderne Lösung mit einem Energieinhalt von 300kWh. „Dieses Projekt zeigt eindrucksvoll, wie durch Kooperation und innovative Technologien nachhaltige und effiziente Energiesysteme geschaffen werden können“, so Dr. Rüdiger Meyer, Applikationsexperte für Energiespeichersysteme bei Phoenix Contact. „Bei Voltfang setzen wir konsequent auf die Optimierung von Energiesystemen. Die Idee des DC-Konzepts von Phoenix Contact hat uns sofort überzeugt, sodass es für uns selbstverständlich war, unser Knowhow und unsere Ressourcen in dieses Projekt einzubringen.“ ergänzt Roman Alberti, CSO von Voltfang.
Von der Idee in den realen Betrieb
Für den Stromspeicher, der nun vor der All Electric Society Factory seinen Platz gefunden hat, setzt Voltfang requalifizierte Batteriemodule aus Elektrofahrzeugen ein. Ihnen wird vor dem Recycling ein weiteres Leben geschenkt: mit der Erweiterung der Nutzungsdauer im stationären Speichereinsatz. Als Schnittstelle zwischen DC-Grid und Batterie werden die bekannten DC-Leistungsmodule der Produktreihe Charx eingesetzt, die die 270kW-Systemleistung in beide Energieflussrichtungen bereitstellen.
