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Weitere Energiespeicher

Elektrische Energiespeichersysteme

  • Doppelschichtkondensatoren:

    Die elektrische Energie ist in einem Doppelschichtkondensator im statischen elektrischen Feld im Elektrolyt zwischen Elektroden und Ionen gespeichert. Beim Lade- und Entladevorgang bewegen sich die Ionen von einer Elektrode zur anderen. Bezogen auf die Leistungs- und Energiedichte von Doppelschichtkondensatoren rangieren diese zwischen Batterien und klassischen Kondensatoren. Die Leistungsdichte und die zyklische Lebensdauer sind im Vergleich zu Batterien zwar sehr hoch, aber die Energiedichte ist deutlich geringer. Sie finden deswegen in Kurzzeit- und Hochleistungs-Speichersystemen Verwendung.

    Energiespeicher
    Prima Klima - JiSign - Fotolia.com

    Ihr Einsatz erfolgt auch zusammen mit Batterien in Hybrid-Speichersystemen, um die Lebensdauer der Batterien dadurch zu verlängern. Außerdem werden sie zur Spannungsstabilisierung in den Netzen von Kraftfahrzeugen und Zügen eingesetzt. Die Stärken und Möglichkeiten von Doppelschichtkondensatoren liegen in der großen Leistungsfähigkeit, im hohen Wirkungsgrad und in der langen Zyklen-Lebensdauer. Schwachpunkte sind die hohen Kosten bei der Installierung der Energie sowie die geringe Energiedichte. Außerdem können Hochleistungsanwendungen durch Lithium-Ionen-Batterien erfolgen.

  • Supraleitender magnetischer Energiespeicher (SMES):

    Während des Ladevorgangs eines SMES-Systems wird die supraleitende Spule mit Gleichstrom gespeist. Der elektrische Strom bewirkt ein dauerhaftes Magnetfeld, in dem die Energie gespeichert wird. Um die verlustfreien Eigenschaften der Spule nutzen zu können, muss sie in flüssigem Helium mit einer garantierten Temperatur von unter -260 Grad Celsius platziert werden. Der Entladevorgang beginnt beim Anschluss der Spule an eine Last durch das Schaltsystem. Die Bereitstellung von Energie erfolgt dann durch das magnetische Feld, das den Strom treibt. Während des Entladevorgangs verringern sich die magnetische Energie und insofern auch der Strom. Die erforderliche Kühlung verursacht hohe Verluste. Von daher werden SMES-Systeme nur als Leistungsspeicher für kurze Perioden genutzt.

Hochtemperatur-Energiespeichersysteme

Zur Speicherung elektrischer Energie können auch thermoelektrische Hochtemperatur-Energiespeichersysteme eingesetzt werden. Dabei wird beim Ladevorgang durch eine elektrische Heizung eine Temperatur von 500 Grad Celsius erzeugt. Die Aufheizung kann auch mittels Wärmepumpen durchgeführt werden. Die Wärmespeicherung erfolgt in geschmolzenem Salz oder durch Magnesiumoxid-Steine als thermische Speicher. Im Rahmen des Entladevorgangs wird die Wärme aus dem thermischen Speicher herausgezogen und Dampf erzeugt. Dieser wird zum Antrieb einer Turbine verwendet, die über einen Generator Strom erzeugt, der ins Netz eingespeist wird. TEES-Systeme sind mittelfristige Energiespeichersysteme und werden unter ähnlichen regionalen Voraussetzungen wie CAES-Systeme und Pumpspeicherkraftwerke eingesetzt. Sie werden derzeit erforscht und könnten in einigen Jahren Marktreife erreichen.

Chemische Speichersysteme

  • Chemische Speichersysteme mit externem Speicher:

    Sie haben den Vorteil, dass Leistungsfähigkeit und Energiegehalt getrennt konzipiert werden können. Wichtige Beispiele sind Methan- und Wasserstoffspeicher wie auch Redox-Flow Batterien.

  • Chemische Speichersysteme mit internem Speicher

    In Systemen mit internen Speichern hängen Leistungsfähigkeit und Energiegehalt voneinander ab. Ein höherer Energieinhalt bedeutet auch eine höhere Leistungsfähigkeit. Es sind Nieder- und Hochtemperatur-Batterien verfügbar. Niedertemperatur-Batterien arbeiten den vorhandenen Temperaturbedingungen. Dagegen benötigen Hochtemperatur-Batterien ungefähr 300 Grad Celsius.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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Quelle: Wikipedia
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