Die U-Boot-Revolution: Lithium-Ionen-Batteriesystem für mehr Leistung

Energiekonzepte | Innovationen | Smart Energy | Technologietrends | Seit Jahren basteln Forscher und Entwickler an einem neuen Batteriesystem für U-Boote. Mit einem revolutionären Ergebnis: Das neue Lithium-Ionen-Batteriesystem kann die Technik unter Wasser auf ein neues Level heben.

Das neue Lithium-Ionen-Batteriesystem für U-Boote könnte ein Meilenstein in der Branche sein. Verglichen mit der bekannten Blei-Säure-Batterie müssen sie kaum gewartet werden und leben länger. Dr. Rolf Wirtz, CEO von thyssenkrupp Marine Systems: „Der Einsatz der neuen Batterietechnologie hat enorme taktische Vorteile. Wir treten in eine neue Ära des U-Boot-Baus ein.“

So sieht man ein U-Boot nur selten. Ein Boot der Klasse 212A vor dem Zuwasserlassen.

Eine neue Ära des U-Boot-Baus

Seit etwa 15 Jahren ist die Idee im Kopf unserer Forscher, seit 2015 wird intensiv an der neuen Batterie gearbeitet. Da die Forschung in diesem Bereich starken Sicherheitsauflagen unterliegt, erwähnen wir die verantwortlichen Mitarbeiter in diesem Artikel nicht namentlich. Einer der Experten hat die ersten Tests im Juli und August 2019 begleitet: „Diese Tests waren sehr erfolgreich, das haben wir so gar nicht erwartet. Oft geht bei den ersten Schocktests etwas schief. Aber dieser Versuch ist sehr positiv verlaufen. Die Sicherheit beim Ansprengen vom U-Boot haben wir damit nachgewiesen. Das war das Highlight dieses Jahres.“

Hoher Anspruch an die Sicherheit

Die Testläufe waren ein entscheidender Durchbruch auf dem Weg zum Einsatz von Lithium-Ionen-Batterien in U-Booten. Denn die Ansprüche an den Einsatz unter Wasser sind immens. „Die Lithium-Ionen-Batterie hat eine unglaubliche Energiemenge in sich. Wenn unter Wasser etwas passieren würde, wäre das katastrophal. Deshalb ist es unsere Aufgabe und unser Anspruch, die Batterie so sicher wie möglich zu entwickeln und zu gestalten.“

Wenn es um Lithium-Ionen-Batterien geht, denken viele von uns an explodierende Handys, Laptops oder brennenden Elektroautos. Aber unabhängig davon muss die Sicherheit des Batteriesystems in einem U-Boot den höchsten Anforderungen entsprechen. „Diese Batterie an Bord von U-Booten zu bringen ist nur möglich, wenn sie in keiner Situation anfängt zu brennen. Denn wenn sie einmal Feuer fängt, dann können Sie das Boot vergessen, dann ist es versenkt.“ Die Batterie muss auch in Extremsituationen, wie im Fall von Beschuss oder Unfällen, Sicherheit gewähren. Die neue Batterie hat alle Sicherheitstests bestanden – das Gefahrenrisiko wurde so als minimal bestätigt.

Vorteile der Lithium-Ionen-Batterien

Möglichst wenig auftauchen – nicht die Tarnung aufgeben. Das könnte für U-Boot-Kommandanten in Zukunft einfacher sein, erklärt einer der Projekt-Verantwortlichen: „Wie lange die neue Batterie hält, hängt von der Geschwindigkeit ab, mit der das Boot fährt. Es kann aber mit der Lithium-Batterie deutlich länger unter Wasser bleiben, als mit der Bleibatterie. Wir sprechen hier von mehreren Tagen.“ Mit der Energie, die in dem gesamten Batterieblock gespeichert wird, könnte man eine Kleinstadt für Stunden versorgen.

Denn mit der bisher verbauten Bleibatterie müssen U-Boote lange an der Wasseroberfläche bleiben, um den Betrieb des Dieselmotors sicherzustellen und damit die Batterien zu laden. Außerdem verliert die Bleibatterie mit der Zeit an Leistung und muss mit der steigender Einsatzdauer immer häufiger geladen werden. Nicht nur deshalb ist der Wechsel der Batteriesysteme eine kleine Revolution:

„Für die taktischen Fähigkeiten des Bootes bietet die Batterie eine ganze Breite an Möglichkeiten. Das U-Boot hat mehr Energie dabei, kann länger unter Wasser bleiben, kann länger Vollgas fahren und muss kürzer laden“, so der Experte. Zudem sei die Lithium-Ionen-Batterie nahezu wartungsfrei.

Einblick in ein U-Boot der Klasse 212A

Wann fahren U-Boote serienmäßig mit den neuen Batterien?

Der Einsatz von Lithium-Ionen-Batterie in U-Booten – eine Revolution des Marktes: „Wir wären dann in der westlichen Hemisphäre die Ersten, die diese neue Technik auf den Markt bringen.“ Bis es soweit ist, müssen noch die letzten Tests und kleine Korrekturen abgeschlossen werden. Das Ziel der Mitarbeiter, die an diesem Projekt beteiligt sind, ist klar: „In einem Jahr wollen wir die letzten Tests und die Entwicklung der Batterie abschließen. Dann soll sie einbaufähig sein.“

Die Lithium-Ionen-Batterien sind so konzipiert, dass sie mit leichten technischen Anpassungen in jedes U-Boot eingebaut werden können und somit die Bleibatterie direkt ersetzen könnten. Nachdem die neue Batterie die Typ-Prüfung bestanden hat, sei der nächste Schritt der Vertrag mit einem Kunden, um das System schließlich einzubauen und von seinen Vorteilen zu profitieren.

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