Entwicklung eines Hochleistungsschwungmassenspeichers basierend auf einer Stahlbandspirale

Entwicklung eines Hochleistungsschwungmassenspeichers basierend auf einer Stahlbandspirale

Fachhochschule Bielefeld
Fachbereich Ingenieurwissenschaften und Mathematik
Interaktion 1
33619 Bielefeld

Laufzeit
15.03.2022 – 14.09.2022

Projektförderung

progres.nrw - Research

Kurzbeschreibung

Die Kurzzeitspeicherung elektrischer Energie ist notwendig, um die Stromnetze der Zukunft für die Einspeisung von fluktuierenden Stromerzeugungen durch erneuerbare Energien zu stabilisieren. Schwungradenergiespeicher sind ideal für diese Anwendung, da sie eine hohe Lade-/Entladezyklenanzahl aufweisen sowie eine schnelle Speicherung und Abgabe von elektrischer Energie ermöglichen. Die am Markt bestehenden Systeme benötigen jedoch eine aufwendige Sicherheitsperipherie um eine Explosion im Schadensfall zu verhindern. Schwungradenergiespeicher basierend auf einer Stahlbandspirale sind sehr sichere Systeme, die nicht explosionsgefährlich sind und deshalb großflächig und kostengünstig zum Einsatz kommen können. Die Herstellungskosten im Vergleich zum Wettbewerb sind bei dieser Technologie durch Verwendung von Standardkomponenten gering. Jedoch sind Stahlbandsysteme noch nicht vollständig marktreif. Im vorliegenden Projekt soll eine Simulationsstudie die Ursache klären, die bei Schwungradenergiespeichern basierend auf einer Stahlbandspirale für das Ablösen des Stahlbandes verantwortlich ist. Die Studie soll mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode durchgeführt werden. Wenn die Ursache identifiziert wird, stellt dies einen wichtigen Schritt für den Durchbruch zur Serienreife von Stahlbandschwungrädern dar.

Langfristig wird auch ein mobilerer Einsatz von Schwungradspeichern möglich werden z.B. durch die Integration in einen Container. Die Anwendungen sind neben der Verbesserung der Stromnetzstabilität bei Einspeisung von regenerativen Energiequellen und der unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) auch das Speichern der Rekuperationsenergie und Energie-Booster für Elektrolokomotiven sowie der Einsatz bei Ladesäulen für die E-Mobilität. Es besteht ein weltweiter Zielmarkt.