Entwicklung elektrochemischer Energiespeicher
Dieses Kapitel vermittelt die Grundlagen elektrochemischer Speicher. Die der-zeit wichtigsten Varianten Blei-Akkumulator, Nickel-Metallhydridbatterie und ein Ausblick auf die nächsten fünf bis zehn Jahre der erwarteten Entwicklung. Die beiden Elektroden sind Energiespeicher und Energiekonverter zugleich (siehe . 6.2).
Was ist ein Energiespeicher?
Energiespeicher sind ein zentrales Element für das Gelingen der Energiewende. Sie ermöglichen die (partielle) Entkopplung von Energieproduktion und Energieverbrauch, indem sie überschüssige Energie speichern und bei Bedarf wieder abgeben können.
Was ist der Unterschied zwischen elektrochemischen und mobilen Energiespeicher?
Elektrochemische Energiespeicher stehen hier exemplarisch für eine wesentliche Applikation. Die Anwendungsfelder reichen aber auch bis hin zur Mikroelektronik, Photovoltaik etc. Im Bereich mobiler Energiespeicher stehen konventionelle Lithium-Ionen-Batterien im Fokus. Darauf basierend werden Batterien der nächsten Generation entwickelt.
Welche Faktoren beeinflussen die Energiespeicher?
Zusätzlich spielen für die Energiespeicher gesetzliche als auch wirtschaftliche Aspekte, die u. a. durch das EEG oder die Preisentwicklung von Erdöl und Erdgas bestimmt werden, eine entscheidende Rolle.
Wie wird thermische Energie gespeichert?
Die Speicherung der thermischen Energie ist sowohl in festen Materialien als auch in Schüttschichtwärmeübertragern möglich. Die thermischen Energiespeicher müssen jedoch einem Druck von etwa 60 bar bei einer Temperatur von 600 °C standhalten und sind als Hochdruckbehälter auszuführen.
Wie funktioniert die Energiespeicherung?
Die Energiespeicherung ereignet sich durch die Erhöhung der Temperatur im Speicher. Bei Temperaturen unter 100 °C und einem Speichervolumen von einigen Hundert Litern bis wenigen Tsd. Litern wird in Ein- und Mehrfamilienhäusern die Wärmeversorgung mit Hilfe von Warm- bzw. Heißwasserspeichern unterstützt.
Wie lässt sich die speicherbare Energiemenge effektiver erreichen?
Die gespeicherte Energie ist proportional zum Massenträgheitsmoment und zum Quadrat der Winkelgeschwindigkeit. Demzufolge lässt sich die speicherbare Energiemenge effektiver durch eine Erhöhung der Drehzahl als durch eine Steigerung der Masse erreichen.
