Ein neuartiges Batteriesystem könnte die Stromkosten von Gebäuden senken

Ein neuartiges Batteriesystem könnte die Stromkosten von Gebäuden senken

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Anonim

vom City College von New York

Das CUNY Energy Institute, das innovative, kostengünstige Batterien entwickelt hat, die sicher, ungiftig und zuverlässig sind, schnelle Entladungsraten und hohe Energiedichten aufweisen, gab bekannt, dass es einen Prototyp eines Zinkanoden-Batteriesystems gebaut hat. Das Institut teilte mit, dass die groß angelegte Vermarktung der Batterie noch in diesem Jahr beginnen werde.

Zinkanodenbatterien bieten eine umweltfreundlichere und kostengünstigere Alternative zu Nickel-Cadmium-Batterien. Langfristig könnten sie auch Blei-Säure-Batterien zu niedrigeren Marktkosten ersetzen. Die Herausforderung der Dendritenbildung im Zusammenhang mit Zink musste jedoch angegangen werden. Dendriten sind kristalline Strukturen, die einen Kurzschluss der Batterien verursachen.

Um die Bildung von Dendriten zu verhindern, entwickelten die CUNY-Forscher eine flussunterstützte Zinkanodenbatterie mit einem hoch entwickelten Batteriemanagementsystem (BMS), das das Lade- / Entladeprotokoll steuert. Um die neue Technologie und ihre Anwendungen zu demonstrieren, die von der Reduzierung des Spitzenstrombedarfs bis zum Energiespeicher im Netzmaßstab reichen, haben sie ein 36-Kilowattstunden-Akkusystem zusammengebaut.

Das System, das sich im Keller der Steinman Hall am City College in New York befindet, besteht aus 36 einzelnen flussunterstützten Nickel-Zink-Zellen mit einer Leistung von einer Kilowattstunde, die aneinander gereiht und vom BMS betrieben werden. Bei der Reduzierung des Spitzenstrombedarfs werden die Batterien in Zeiten geringer Auslastung, dh über Nacht, aufgeladen und in Zeiten hoher Auslastung entladen, wenn die Zuschläge für den Stromverbrauch sehr hoch sind.

"Dies ist ein kostengünstiger, wiederaufladbarer Stromspeicher aus billigen, ungiftigen Materialien, die von Natur aus sicher sind", sagte Dr. Sanjoy Banerjee, Direktor des CUNY Energy Institute und angesehener Professor für Ingenieurwissenschaften an der CCNY Grove School of Engineering. "Das gesamte Energieinstitut hat an diesen Batterien gearbeitet - Elektroden stapeln, Anschlüsse anbringen, Verbindungen zu den Wechselrichtern herstellen - und sie werden den Weg für das Stromnetz ebnen."

Die Batterien sind für mehr als 5.000 - 10.000 Ladezyklen und eine Nutzungsdauer von mehr als zehn Jahren ausgelegt. Das Demonstrationssystem wird derzeit auf 100 kWh erweitert, weitere 200 kWh sollen noch in diesem Jahr installiert werden. Zu diesem Zeitpunkt wird es in der Lage sein, mehr als 30 Prozent des Spitzenstrombedarfs von Steinman Hall zu decken und Einsparungen von 6.000 US-Dollar oder mehr pro Monat zu erzielen.

Professor Banerjee sieht erste Anwendungen für die Batterien in Industrieanlagen und großen Gewerbegebieten. Die Nickel-Cadmium-Batterien (Ni-Cd), die anfänglich ersetzt würden, werden in Anwendungen eingesetzt, die von der Notstromversorgung für Serverfarmer bis zu sehr großen Anlassermotoren reichen. Andere großtechnische Ni-Cd-Anwendungen umfassen die Netzunterstützung, beispielsweise ein System in Alaska, das ein 45-MW-Ni-Cd-Batteriearray verwendet.

Das Zinkanoden-Batteriesystem des CUNY Energy Institute kann zu Kosten im Bereich von 300 bis 500 US-Dollar pro kWh hergestellt werden, der für viele Anwendungen eine Amortisationszeit von drei bis fünf Jahren hat. Die Kosten werden rasch gesenkt und werden voraussichtlich 200 kWh pro Jahr erreichen.

Um die Batterien zu kommerzialisieren, planen die Forscher, bis Herbst 2012 ein Unternehmen in Betrieb zu nehmen, mit dem Ziel, die Gewinnschwelle innerhalb von zwei Jahren zu erreichen, sagte Professor Banerjee. Das Unternehmen werde wahrscheinlich seine Pilotfertigung in unmittelbarer Nähe des City College errichten, fügte er hinzu.