Helmholtz Perspektiven 0216

28 Weitgehend dezentral lässt sich die Sonnenenergie erzeugen. Am Karlsruher Institut für Technolo- gie (KIT) nimmt ein Eigenheim, das sich selbst mit Strom versorgt, bereits konkrete Gestalt an. Energy Smart Home Lab heißt das intelligente Haus. Darin werden die Lebensbereiche Wohnen (Smart Home), Verkehr (Elektromobilität) und Energie (Smart Grid) so kombiniert, dass erneuerbare Energiequellen bestmöglich genutzt werden – und dabei gleichzeitig der Wohnkomfort steigt. Die Bewohner geben zum Beispiel an, wann sie mit dem Elektroauto losfahren wollen oder wann die Wäsche gewaschen sein soll. Erzeugung, Speicherung und Verbrauch der Energie werden dafür aufeinander abgestimmt. Das Smart Home erzeugt seinen Strom über eine Photovoltaikanlage sowie ein Blockheizkraftwerk selbst. Als Puffer- speicher, der beispielsweise die Sonnenenergie aus der Mittagszeit für die Verbrauchsspitze am Abend speichert, dient unter anderem das Elektro- fahrzeug. Weil es diese Funktion allerdings nicht allein erfüllen kann – schließlich ist die Akku- kapazität bislang zu gering, und natürlich wird das Fahrzeug regelmäßig genutzt –, widmen sich die Helmholtz-Forscher am KIT in einem anderen Projekt der Speicherung in größerem Maßstab. Am Campus Nord in Karlsruhe erproben sie den größten Solarstrom-Speicherpark Deutsch- lands. „Dort arbeiten Solarzellen, Batterien und Wechselrichter zusammen, um Sonnenstrom zu speichern und jederzeit verfügbar zu machen“, sagt Olaf Wollersheim, Leiter des KIT-Projekts Competence E. Mit seinen Kollegen geht es ihm darum, das Zusammenspiel dieser Komponenten fein auszutarieren und so zu ermitteln, welche Kombination besonders netzverträglich und kosten- günstig ist. „In der Forschungsanlage sind über 100 verschiedene Systemkonfigurationen aufge- baut“, sagt Wollersheim. Für eine der großen He- rausforderungen der Batterietechnik, die Senkung der Produktionskosten, haben die Wissenschaftler des KIT im Jahr 2014 einen Weltrekord aufgestellt: Dank ihrer Forschung kann ein wichtiger Bestand- teil der Batterien – die sogenannte Elektrodenfolie mit absatzweiser Beschichtung – nun deutlich schneller hergestellt werden als früher. „Mit der neuen Technologie“, sagt Wollersheim, „verdrei- facht sich die Produktion von Elektrodenfolie bei nahezu gleichbleibenden Investitionskosten.“ Um Batterien zu optimieren, nutzen KIT- Forscher auch die Nanotechnologie. Bislang sind Helmholtz Perspektiven März – April 2016 Künstliche Insel „Green Power Island“ ist ein dänisches Energiespeichermodell ähnlich dem belgischen iLand; die künstliche Insel soll als Pumpspeicher- werk dienen und mit der Stromabgabe den gesamten Verbrauch aller Haushalte in Kopenhagen decken. Bild: Green Power Island FORSCHUNG

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