BMSmart - Demonstration der Steigerung von Energieeffizienz, Wirtschaftlichkeit und Langlebigkeit von Batteriegroßspeichern durch verbessertes Batteriemonitoring und optimierendes Strangmanagement am Beispiel des Bestandsspeichers Neuhardenberg; Teilprojekt: Generisches, strukturiertes Simulationsmodell und mehrkriteriell optimierendes Strangmanagement für Batteriegroßspeicher Neuhardenberg

Abstract

Das Verbundvorhaben BMSmart (01/2021–06/2025) adressiert zentrale Herausforderungen beim Betrieb moderner Batteriegroßspeicher im Multi-Use-Einsatz. Ziel des Teilprojekts der TU Dresden war die Entwicklung eines technologie- und anlagenunabhängigen Bewertungs- und Entscheidungsrahmens, mit dem Effizienz, Wirtschaftlichkeit und Alterung von Batteriegroßspeichern konsistent analysiert und optimiert werden können. Ausgangspunkt war die Beobachtung, dass konventionelle Betriebsstrategien Batteriegroßspeicher häufig als aggregierte Einheiten behandeln und strangspezifische Effizienz- und Alterungseffekte unzureichend berücksichtigen. Dadurch bleiben wirtschaftliche Potenziale ungenutzt und es werden konservative Betriebspuffer notwendig. Um diese Lücke zu schließen, wurde ein generisches, strukturiertes Simulationsmodell entwickelt, das Batteriegroßspeicher von der Zell- bis zur Anlagenebene abbildet und reale Betriebs- sowie Marktdaten integriert. Darauf aufbauend entstand ein Simulationswerkzeug, das die reproduzierbare Bewertung unterschiedlicher Energie- und Strangmanagementstrategien ermöglicht. Ein zentraler Schwerpunkt lag auf der Entwicklung eines mehrkriteriell optimierenden Multi-Use-Energie- und Strangmanagements, das Marktteilnahme, Effizienz und Alterung gemeinsam berücksichtigt. Aufgrund eines brandbedingten Ausfalls des ursprünglich geplanten Demonstrators wurden die methodischen Entwicklungen am Referenzobjekt Dresden Süd sowie durch umfangreiche simulationsgestützte Funktionsnachweise validiert. Die Ergebnisse zeigen, dass durch dynamische regel- und optimierungsbasierte Strategien sowohl wirtschaftliche als auch technische Verbesserungen erzielt werden können, ohne die Lebensdauer der Batterien nachteilig zu beeinflussen. Die entwickelten Methoden sind übertragbar auf weitere Batteriegroßspeicher und bilden eine belastbare Grundlage für zukünftige Forschungs-, Entwicklungs- und Anwendungsprojekte.