Stand und Grenzen der Lithium- und Nickel- Metallhydridtechnologie für die mobile Anwendung. O- Tagung: Elektromobilität nachhaltig umsetzen

Transkript

1 Stand und Grenzen der Lithium- und Nickel- Metallhydridtechnologie für die mobile Anwendung Detlev Repenning ECC Repenning GmbH O- Tagung: Elektromobilität nachhaltig umsetzen

2 Vorstellung ECC Repenning GmbH Gesellschafter: Schletter BG, Kirchdorf (Bayern) Repenning BG, Reinbek Aufbau der zur Zeit größten Lithiumbatteriefabrik Deutschlands in Geesthacht Electrochemical Company

3 stems Electrochemical Company Schletter GmbH, Kirchdorf/München Leading Manufacturer of solar mount.systems Charger, LED-streetlamps systems for open areas

4 stems omt GmbH, Lübeck Oberflächen und Materialien für außergewöhnliche Anwendungen Technik, Energie und Medizin joint development partner of Daimler for automotive fuel cells systems for open areas

5 Electrochemical Compa stems Inhalte: 1.Stand der Technik im Überblick mit einem kleinen Blick ins Innere der Zelle 1.Anforderung für die mobile Anwendung im Fahrzeug on board Ex- Fahrzeug off board systems for open areas 3. Praktische Anwendungen: der ganz private Schritt in die stand alone - Zukunft

6 Electrochemical Company stems systems for open areas

7 Electrochemical Company stems systems for open areas

8 Zyklenfestigkeit ECC- LFPP 8Ah Zellen Stand 2010 und 2011 Electrochemical Company 9 8,5 8 7,5 7 6,5 Zyklenfestigkeiten: 2009/2010 Lade-/Entlade Ti = 1C T= 25 0 Gl = 51 0 C C 3000 Z bei 80% DOD i = 10 C < 10 Z Shallow cycles > Z 1 C C 2010 Lade-/Entlade i = 1C T=25 0 C Prog. >> 5000 Zyklen i = 10 C >> 500 Zyklen 10 C ,5 5 T Gl > 60 0 C

9 Electrochemical Company stems Zellkomponenten: systems for open areas Anode: Cu-folie mit Kohlenstoff Kathode: Al- Folie mit LFP Separator: PP-PE-PP Elektrolyt : org. Carbonate; Li-salz Becher: Stahl Dichtungen

10 Electrochemical Compa Li-battery: Structure & Electrochemical mechanis charge discharge Graphit, Oxide Titanate Phophate

11 Electrochemical Compan LithiumCobaltoxid Sicherheit Kathodenmaterial LCO Energiedichte Wh/kg Leistungs dichte W/l Stabilität Kosten per Ah mnickelcobaldaluminat mnickelmangancobaltat NCA mmaganat meisenphospat NMC > 800 LMO LFP LTO > 1000 > 2000

12 battery on board stems Electrochemical Company systems for open areas 1,2 KWh unit with 45 Ah cells designed for BMW power bike 3,6KWh modul with 8 Ah cells designed for the electrical streetscooter; Reichweite ca. 50 Km pro Modul

13 Electrochemical Company stems Die Einführung einer großflächigen Mobilität hängt auch von einer intelligenten dezentralen Versorgung mit grünem Strom ab battery off board systems for open areas

14 tegration! ner Strom, Speicher, plug-in,e- Mobilität On the roofs of the "big city": sun and wind Compare today's standard of 40 residential u with passenger cars and light: In the garage: batterystorage and the electrical supply plug-in for e-car, Scooter, Bikes... urban mobility is guaranteed! LED lighting throughout the building conventionel energy consumption per year: 580 MWh With green energy consumption per year 140 MWh

15 ry off board: stationärer Speicher Wh/3,5 KWh Schubladensystem für tionären Speicher LTO/LFP 20 drawer x 1 KWh Electrochemical Comp lexible kalierbar uverlässig ostengünstig per KWh über Lebenszyklus High lights: mit Schubladensystem einfache Wartung Einzelzellüberwachung RFID Monotoring aktiv balancierendes Ladeg gewährleistet hohe Lebens erwartung

16 stemintegration: Solaranlage als autarke Anlage für die ustechnik, LED- Außenbeleuchtung und E-Mobilität haltbild für Neuanlage - modular, individuell aufbaubar Solaranlage Wechselrichter PCC Batterieumrichter = = = ~ = ~ = ~ Lithium-Speicher LTO = ~ Haustechnik Hausversorgung direkt aus PV-Anlage Netz Hausversorgung 3-4 KWh täglich single 7-8 KWh täglich Paare 8-9 KWh täglich Familie KWh täglich Großfamilie LED- Außenbeleuchtung E-Fahrzeuge 2 KWh pro Tag mit LEV

17 stemintegration: Solaranlage als autarke Anlage für die ustechnik, LED- Außenbeleuchtung und E-Mobilität haltbild für Nachrüstung Solaranlage Wechselrichter PCC = ~ = ~ Hausversorgung direkt aus PV-Anlage Netz bidirektionaler Batterieumrichter Hausversorgung 3-4 KWh täglich single 7-8 KWh täglich Paare 8-9 KWh täglich Familie KWh täglich Großfamilie = = ~ Lithium-Speicher LTO Haustechnik LED- Außenbeleuchtung E-Fahrzeuge 2 KWh pro Tag mit LEV

18 C-Lithiumtitanat chnologie: flexibel, intelligent, vernetzbar, dezentral de by ECC in Geesthacht*, Schleswig-Holstein Energiedichte Lithiumtitanat Wh/kg LithiumEisenphosphat Wh/kg Sicherheit Leistungsdichten höchste Zyklenfestigkeit mit LTO-Technik werden die höchsten Sicherheitskriterien erfüllt, weil in der Zelle kein freies Lithium entsteht > 1000 W/kg aufgrund der der chemisch sehr stabilen aktiven Stoffe und des reduzierten Zellspannungen weisen die Zellen Zyklenfestigkeit über 5000 bis zu auf Umweltverträglichkeit der verwendeten Elektrodenmaterialien Titanate und Eisenphosphate sind vollkommen umweltverträglich

19 C-Lithiumtechnologie: flexibel, intelligent, vernetzbar, zentral de by omt in Lübeck, Schleswig-Holstein Single 1500 KWh Paar 2800 KWh Familie 4000 KWh Großfam 6000 KW Hausversorgung täglich 4-5 KWh 7-8 KWh KWh K Grundlast täglich PV- Anlage 2-3 KWh 3,5 4,5 KWh 5-7 KWh 8-10 KWh 1 KWp 1,5 KWp 2 KWp 3,5 KWp missen: balstrahlung: 1000 kwh/jahr m 2 nter/sommerquotient: 0,1 rag pro KWp: 1000 kwh/jahr Jahresertrag +/- 10 % 1000 KWh 1500 KWh 2000 KWh 3500 KW Tagesertrag in den Sommermonaten 6-8 KWh 9-12 KWh ECC- Speicher KWh K 5 KWh 7 KWh 10 KWh 13 KWh

20 ispiel Einfamilienhaus sten für 1,5 KWp PV-Anlage Lebensdauer 20 Jahre Jahreserzeugung 1500 KWh 10 Jahre 15 Jahre Investition PV-Anlage 3700 Betriebskosten 1 % vom Invest Versicherung 1% von Invest Zinsen 3% vom Invest (Annuität, Durchschnitt) Tilgung (Durchschnittsw ert) Gesamt Jahreskosten EEG - Vergütung

21 ispiel Einfamilienhaus sten für 1,5 KWp ECC-Lithiumspeicher Speichergröße 5 KWh ; reicht für 2-3 Tage im Sommer; wenn entsprechend Grundlast im Haus aufgenommen wird Investition ECC- Speicher Jahre Betriebskosten 2% von Invest 84 Versicherung 1% von Invest 42 Zinsen 3% Durchschnitt 126 Tilgung Durchschnitt 420 Gesamt Jahreskosten 672 Weitere Nutzung In sonnenschwachen Zeiten als Nachtspeicher Speichergröße 5 KWh ; reicht für 2-3 Tage im Sommer; wenn entsprechend Grundlast im Haus aufgenommen wird

22 rgleichende Kostenermittlung derne E-Mobilität mit grünem Strom gegen fossile Mobilität Vergleichende Kostenermittlung : jährliche Energiekosten Anlage PV Modul 1,5 KWp Speicher 5 KWh Nutzung- E-Mobil Vergleich Benziner Kosten PV Anlage p.a. (10 Jahre Abschreibg) 555 Ertrag im Sommer ca. 8 KWh täglich Kosten Speicher p.a. 672 Reichweite: E- Car: 45 km (6 KWh) PG-Bike: 200 km Verbrauch: Auto: 35 KWh ( 3,5 Liter) Roller: 60 KWh ( 6 Liter) Gesamtkosten grüner Strom 1227 Kosten für grünen Strom im Sommer (150 Tage): 1227 Kosten für 150 Sommertage : 9,5 Liter x 1,60 x 150 Tage 2280 Nutzung des Speichers mit grünem Nachtstrom EEG - Einsparung

23 Electrochemical Compa elen Dank, d bis demnächst! in Hamburgs Hafencity E-COLLECTiON Am Sandtorkai Hamburg Germany Tel Fax info@e-collection-hamburg E-MOBiLiTY and E-COLLECTiON are business units of o.m.t. Gm