Welche Möglichkeiten zur Speicherung elektrischer Energie gibt es?
Hallo alle Zusammen,
ich hätte da mal eine Frage zur Speicherung elektrischer Energie. Da ich in diesem Bereich Anfänger bin bräuchte ich sozusagen auch eine Erklärung für mich ,,dummi“ . Und zwar welche Möglichkeiten der Speicherung elektrischer Energie gibt es ?
Und wie effizient sind diese Speichermöglichkeiten?
8 Antworten
Elektrische Energie selbst kann man nicht speichern, mit wenigen Ausnahmen (z.B. in Kondensatoren oder Spulen). Man wandelt daher elektrische Energie meist in anderen Energieformen um.
Energieformen, die man dann leicht zurückwandeln kann, wären:
- Mechanische Energie (Wasserspeicher im Turm/See)
- Chemische Energie (Akkumultoren, Elektrolysezellen)
Außerhalb dieser beiden Prinzipien ist mir nichts bekannt, was wirtschaftlich praktiziert wird.
In großen wirtschaftlichen Umfang wird bishger die Speicherung in Pumpspeicherwerken praktiziert. Das ist das einzige Beispiel, das ich kenne. Das ist pro Kilowattstunde mit Abstand auch das beste, was wir bisher haben.
Im kleinen Umfang natürlich die Akkumulatoren, die wir überall haben, natürlich mit großem Materialaufwand und entsprechender Umweltbelastung.
Eigentlich nur Energie speicherin jeglicher form
Es gäbe auch noch die Möglichkeit die Energie umzuwandeln was logischerweise die Speichermöglichkeiten erheblich erhöhen würde
Es kommt auf die Anwendung an. Wenn es um große Mengen an Energie geht machen Akkumulatoren Sinn hierbei wird elektrische Energie jedoch nicht als solches gespeichert sondern in chemische Energie umgewandelt. Die chemische Energie kann dann wieder in elektrische umgewandelt werden.
Als kurzzeitiger Energiespeicher dienen Kondensatoren in diversen Schaltungen um z.b. Zeitabhängige Funktionen zu realisieren. Dabei wird z.b. die Lade bzw Entladezeit von Kondensatoren gemessen die sich aus der Gleichung:
τ=R*C
ergibt. Das τ stellt dabei eine Zeitkonstante dar. Nach 5*τ gilt der Kondensator wiederum als geladen oder entladen. So kann man beispielsweise die Ladezeit eines Kondensators in einer Schaltung abwarten bevor ein Prozess gestartet wird.
Ansonsten kann auch jede sonstige Form von Energie als Energiespeicher verwendet werden. wie z.b. die Potentielle Energie von Wasser. Wird elektrische Energie benötigt, so fließt das Wasser dann aus der Höhe h einen Tal hinunter und treibt dabei eine Turbine an, welcher wiederum einen Generator antreibt, der dann die kinetische Energie des Wassers in elektrische Energie umwandelt.
Größere Mengen elektrischer Energie in Form von elektrischer Energie gespeichert zu halten ist wenig praktikabel. Dazu kann man Kondensatoren oder supraleitende Spulen verwenden, die jedoch nur verhältnismäßig wenig elektrische Energie speichern können.
Meist wird die elektrische Energie in andere Energieformen (bspw. chemische Energie in Batterie/Akkumulatoren oder potentielle Energie von Wasser in Pumpspeicherkraftwerken) umgewandelt, und bei Bedarf dann wieder zurück in elektrische Energie umgewandelt.
Bevor ich da jetzt selbst eine Auflistung anfange, möchte ich einfach auf einen entsprechenden Wikipedia-Eintrag verweisen...
https://de.wikipedia.org/wiki/Energiespeicher#Speichern_elektrischer_Energie
im wesentlichen sind es drei möglichkeiten
- mechanisch
- thermisch
- chemisch
der klassiker für einen mechanischen stromspeicher ist denke ich das pumpspeicherkrafwerk. mit pumpen wird wasser vom unteren in den oberen stausee gepumpt. die so gespeicherte lageenergie kann wieder abgerufen werden, in dem man das wasser der schwerkraft folgend wieder ablässt und dabei durch turbinen leitet.
eine andere möglichkeit ist der druckluftspeicher z.B. in kavernen. da wird mit großen kompressoren druckluft erzezgt, die beim wieder ablassen ebenfalls eine art windrad antreibt, welches strom erzeugt.
thermische stromspeicherung hat auf grund des enorm schlechten wirkungsgrades keine wirlkliche relevanz. bei der umwandlung von strom in wärme haben wir zwar faktisch 100% wirkungsgrad. thereotisch wenn du mit einer wärmepumpe die energie aus der umgebung entziehst sogar 400% - wohl vermekrt, theoretisch, da die energie ja nicht aus dem strom an sich kommt, sondern der strom nur verwendet wird, um die umgebungswärme abzupumpen, aber die rückgewinnung von strom aus wärme ist extrem ineffizient, so dass thermische speicher keine rolle spielen.
zu guterletzt noch chemische speicherung. in akkumulatoren, kurz akkus verschiedenster arten lässt sich elektrische energie chemisch speichern. aber auch die auftreunung von wasser in wasserstoff und sauerstoff und das spätere wiederzusammenführen in einer brennstoffzelle kommen hier in frage so wie jede menge artverwandter verfahren.
auch en denkbarer weg: die erzeugung von "erdgas" aus strom. wenn man zu dem wasserstoff noch co2 gibt, und die folgende wiederverstromung in generatoren. am besten gleich einem blockheizkraftwerk, so kann man die freiwerdende abwärme auch verwerten.
lg, anna