Schutz vor Blackout: Fraunhofer ICT stellt neuartige USV vor

Pfinztal - Forscher des Fraunhofer ICT haben eine USV auf Basis von Redox-Flow-Batterien vorgestellt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen zur unterbrechungsfreien Stromversorgung können Leistung und Überbrückungszeit beliebig skaliert werden. Das gelingt durch die Kombination zweier Systeme.

Immer mehr Geräte und Einrichtungen sind auf eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) angewiesen. Das betrifft sowohl Krankenhäuser, Rechenzentren und Industriebetriebe, als auch eine steigende Zahl kleiner Betrieb oder Privathaushalte, die Server oder Alarmanlagen betreiben. In manchen Fällen muss der Betrieb ungestört weiterlaufen, in anderen reichen wenige Minuten Notfallstrom, bspw. um einen Server kontrolliert herunterzufahren. Die nun vorgestellte Demonstrations-USV bietet dazu flexible Möglichkeiten.

Hohe Verfügbarkeit und lange Überbrückungszeiträume

Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Chemische Technologie (ICT) haben eine USV-Demonstrationsanlage auf Basis von Vanadium Redox-Flow-Batterie (RFB) vorgestellt. RFB sind Stromspeicher mit potentiell niedrigen Kosten für den Einsatz bei mittleren Speicherzeiten im Bereich von einigen Stunden. Der Nachteil der Technologie ist die fehlende Kaltstartfähigkeit. Diese Rolle übernehmen im Konzept des Fraunhofer ICT sogenannte Doppelschichtkondensatoren. Diese können nahezu beliebig gezykelt werden und haben sehr kurze Ansprechzeiten. Durch diese Kombination soll eine hochverfügbare USV mit langen Überbrückungszeiträumen und guter Wirtschaftlichkeit entstehen.

Bei Netzstörungen decken die Doppelschichtkondensatoren die Stromversorgung in den ersten Sekunden ab, bis die Pumpen angelaufen sind und die RFB die dauerhafte Versorgung übernimmt. Mit der so aufgebauten USV können kritische Verbraucher über einen Zeitraum von etwa 60 Minuten versorgt werden. Soll eine längere Überbrückungszeit realisiert werden, kann die Anlage einfach durch Nachfüllen von Elektrolytflüssigkeit in die Tanks aufgerüstet werden, aus Sicht des ITC ein unschlagbarer Vorteil von Redox-Flow-Batterien.

ISE-USV technisch und wirtschaftlich im Vorteil

Marktübliche USV bestehen aus Blei-Säure-Batterien, deren Leistung und Kapazität gegenüber der vorgestellten Demonstrationsanlage nicht so frei skalierbar sind. Auch in Sachen Lebensdauer sollen die RFB punkten. Während Blei-Säure-Batterien, je nach Ausführung, bereits nach vier Jahren ausgetauscht werden müssen, wird den RFB eine Lebensdauer von bis zu 16 Jahren zugesprochen. Das Speichermedium selbst, der Flüssigelektrolyt sowie die Anlagentechnik kann nach einer Stack Revision weiter verwendet werden. Langfristig versprechen sich die ICT-Forscher daher wirtschaftliche Vorteile.

Deutsche Bahn setzt auf Brennstoffzellen-USV

Auch im Bereich der Groß-USV kommt Bewegung in dem Markt. So plant die Deutsche Bahn den Austausch ihrer Dieselgenerator-USV durch emissionsfreie Wasserstoff-Brennstoffzellen-USV innerhalb der nächsten Jahre. Hohe Wartungskosten der alten Dieseleinrichtungen machen die neue Brennstoffzellentechnologie für DB Einrichtungen in kommerzieller Hinsicht attraktiv.