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Hybride Energiespeichersysteme

Auslegung kombinierter Speicher

Wann lohnt es sich, zwei Speichertechnologien zu kombinieren, und wie groß müssen sie sein? Ich habe diese Frage anwendungsunabhängig untersucht: mit Optimierungsmodellen, Simulation und Parameterstudien über mehr als 1.000 Lastprofile.

Hybride Speicher verbinden zwei Technologien, etwa eine für viel Energie und eine für hohe Leistung. Ihr Nutzen wurde bisher meist an Einzelfällen gezeigt. Eine allgemeine, anwendungsunabhängige Bewertung fehlte.

  • Rahmen: Leibniz Universität Hannover, Institut für Elektrische Energiesysteme, Fachgebiet Elektrische Energiespeichersysteme
  • Stand: Dissertation eingereicht und begutachtet, Disputation Ende November 2026
  • Werkzeuge: Python, Pyomo, GLPK, IPOPT, pygmo, Rechencluster mit SLURM

Inhalt

  • Theoretische Auslegungsgrenzen: wann ein Hybridspeicher kleiner ausfallen kann als ein Einzelspeicher
  • Benchmark-Satz repräsentativer Lastprofile für unverzerrte Vergleiche (ESTSS)
  • Repräsentative Energiemanagementstrategien, abgeleitet aus einer Meta-Review
  • Vergleich von vier Strategieklassen (filter-, totband-, MPC- und Fuzzy-basiert) in rund 10.000 Konfigurationen: gegenüber einer Referenz mit perfekter Vorhersage typischerweise 3 bis 10 % Überdimensionierung. Auslegung und Strategieentwurf lassen sich mit geringem Verlust trennen
  • Einfluss von Wirkungsgrad und Selbstentladung in über 800.000 Parameterkonfigurationen: gegenüber einem verlustäquivalenten Einzelspeicher selten mehr als 3 % Größenvorteil, aber oft über 20 % weniger Verluste. Beides lässt sich statistisch am besten durch den Variationskoeffizienten des Lastprofils erklären (Korrelation ≈ 0,9)

Ergebnis

  • Dissertation: Hybrid energy storage systems: a generalized quantitative analysis with a focus on system sizing
  • Sechs Fachartikel als Erstautor, quelloffene Software und Daten: siehe Über mich