Die Zukunft der Energiespeicherung hängt davon ab, an die Grenzen zu gehen.
Wir brauchen Batterielösungen, die eine größere Kapazität, ein hohes Leistungspotenzial, eine längere Lebensdauer haben, nachhaltig und sicher sind und den Bedürfnissen und Wünschen der verantwortungsbewussten Verbraucher von heute entsprechen. Mit fortschreitender Technologie hat sich ein neuer Gewinner im Rennen um Energiespeicherlösungen herauskristallisiert: Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien (LiFePO4).
Lithium-Eisenphosphat-Batterien verwenden eine ähnliche Chemie wie Lithium-Ionen, mit Eisen als Kathodenmaterial, und sie haben eine Reihe von Vorteilen gegenüber ihren Lithium-Ionen-Gegenstücken. Lassen Sie uns die vielen Gründe untersuchen, warum Lithium-Eisenphosphat-Batterien die Zukunft der Solarenergiespeicherung sind.
Für die Akkulaufzeit. Lithium-Eisenphosphat-Batterien haben eine zwei- bis viermal längere Lebensdauer als Lithium-Ionen. Dies liegt zum Teil daran, dass die Lithium-Eisenphosphat-Option bei hohen Temperaturen stabiler ist, sodass sie widerstandsfähiger gegen Überladung sind. Darüber hinaus können Lithium-Eisenphosphat-Batterien längere Zeit gelagert werden, ohne sich zu verschlechtern.
Die längere Lebensdauer hilft insbesondere beim Aufbau von Solarstromanlagen, wo die Installation kostspielig ist und der Austausch von Batterien häufig das gesamte elektrische System des Gebäudes stört. Solarmodule und Energiemanagementsysteme haben derzeit einen Lebenszyklus von bis zu 20 oder 30 Jahren. Eine Batterie, die nach mehr Zyklen effizient bleibt (SOC>80%), passt besser zur Lebensdauer des Solarstromsystems als Ganzes.
Umweltbelastung. Im Gegensatz zu Original-Li-Ionen-Batterien werden Lithium-Eisenphosphat-Batterien aus ungiftigen Materialien hergestellt: Eisen, Graphit, Kupfer und Aluminium. Sie sind leicht recycelbar und können sogar als neue Batterien wiederverwendet werden. Tatsächlich sind recycelte Batterien bereits für Verbraucher erhältlich, die ihre Umweltauswirkungen verringern möchten.
Die längere Lebensdauer von Lithium-Eisenphosphat-Batterien macht sie natürlich besser für unseren Planeten. Die Herstellung neuer Batterien erfordert Energie und Ressourcen. Je länger sie also halten, desto geringer wird der gesamte CO2-Fußabdruck.
Darüber hinaus haben die Metalloxide in Lithium-Ionen-Batterien das gefährliche Potenzial, in die Umwelt ausgelaugt zu werden. Während Batterien sicher entsorgt werden sollen, landen viele auf Deponien und verursachen ernsthafte Gesundheitsprobleme für alle, die in der Nähe leben. Lithium-Eisenphosphat-Batterien enthalten Phosphatsalze anstelle von Metalloxiden, die ein wesentlich geringeres Risiko einer Umweltkontamination aufweisen.
Sicherheit . Das vielleicht stärkste Argument für Lithium-Eisenphosphat-Batterien gegenüber Lithium-Ionen ist ihre Stabilität und Sicherheit. Bei Solaranwendungen, bei denen Batterien oft in Wohngebäuden oder in unmittelbarer Nähe von stark frequentierten Bürogebäuden untergebracht sind, ist die Sicherheit ein äußerst wichtiger Faktor, den es zu berücksichtigen gilt.
Da Lithium-Eisenphosphat-Batterien eine geringere Energiedichte als Lithium-Ionen-Batterien haben, muss eine LiFePO4-Batterie größer sein als eine Li-Ionen-Batterie, um die gleiche Energiemenge zu speichern. Der Kompromiss für den Platz besteht jedoch darin, dass die Chemie bei hohen Temperaturen (<131℉) deutlich stabiler ist. Lithium-Eisenphosphat-Batterien sind auch bei unsachgemäßer Handhabung praktisch nicht brennbar. Die weniger toxische Natur von Lithium-Eisenphosphat-Batterien mindert auch die Risiken allergischer Reaktionen, versehentlicher Vergiftungen und anderer medizinischer Gefahren.
Kosten. Bei Verbrauchern und Herstellern stellt sich unweigerlich die Frage: Was ist billiger in der Herstellung? Glücklicherweise sind Lithium-Eisenphosphat-Batterien neben allen praktischen Vorteilen auch die wirtschaftlichere Option.
Es gibt einige Gründe für die Kosten. Die Rohstoffe in Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien sind weniger selten und damit günstiger als das Kobalt in Lithium-Ionen-Batterien. Zweitens sind die Materialien in Lithium-Eisenphosphat-Batterien sicherer in der Handhabung, sodass sie einfacher und billiger herzustellen sind. Und schließlich gibt die längere Lebensdauer von LiFePO4-Batterien im Vergleich zu Li-Ionen-Batterien Einsparungen an den Verbraucher weiter, da die Batterie seltener ausgetauscht werden muss.
Entladungstiefe. Die Tiefentladefähigkeit von Lithium-Eisenphosphat-Akkus schützt diese vor Schäden durch zu starken Energieabbau im Akku. LiFePO4-Akkus können vollständig entladen werden, ohne die abgegebene Kapazität zu beeinträchtigen. Dieser Vorteil macht Lithium-Eisenphosphat-Batterien ideal für Solaranlagen, da mehrere Batterien angeschlossen werden können, um die Speicherkapazität zu erhöhen. Die Akkus können dann unterschiedlich schnell entladen werden, ohne Schaden zu nehmen.
Entladungsrate. Lithium-Eisenphosphat-Batterien haben den zusätzlichen Vorteil einer konstanten Entladungsrate. Bei Bedarf können sie sich auch schneller entladen als Lithium-Ionen-Akkus. Das bedeutet, dass Lithium-Eisenphosphat-Pufferbatterien die Last ohne Komplikationen bewältigen können, wenn der Strom in einer netzgekoppelten Solaranlage ausfällt und mehrere Geräte gleichzeitig ans Netz gehen.
Während sowohl Lithium-Ionen- als auch Lithium-Eisenphosphat-Batterien eine vernünftige Wahl für Solarstromsysteme sind, bieten LiFePO4-Batterien Verbrauchern und Produzenten gleichermaßen die besten Vorteile. Während Batterien in den letzten zwanzig Jahren große Fortschritte gemacht haben, müssen Energiespeicherlösungen der Situation gewachsen sein, damit Solarenergie auf dem Markt ihr volles Potenzial ausschöpfen kann. Mit einer längeren Haltbarkeit, weniger Umweltbelastung, höherer Stabilität, besserer Leistung und niedrigeren Kosten bieten Lithium-Eisenphosphat-Batterien den besten Weg nach vorne.