Wie man Energie bei der thermoelektrischen Stromerzeugung speichert
Am letzten Tag des Nobelpreisträgertreffens diskutieren Experten über Energiespeicher der Zukunft. Es reicht nämlich nicht, einfach nur fossile Brennstoffe durch erneuerbare Energien zu ersetzen. Etwa 20 Terawatt Elektrizität erzeugt die Menschheit heute, und die meisten Fachleute gehen davon aus dass diese Menge in naher Zukunft noch einmal
Wie funktioniert ein thermoelektrischer Generator?
Ein thermoelektrischer Generator kann Wärme direkt in elektrischen Strom umwandeln – ohne Umweg über Turbine und Generator. © TU Wien Energie aus Abwärme: Forscher haben eine besonders effiziente Art von thermoelektrischen Materialien entdeckt – Feststoffen, die Wärme direkt in elektrische Spannung umwandeln können.
Was ist thermoelektrische Umwandlung?
Dadurch reicht schon eine dünne Materialschicht aus, um beispielsweise die Abwärme von Maschinen oder unsere eigene Körperwärme in Strom umzuwandeln. Die thermoelektrische Umwandlung ist dann besonders effizient, wenn das Material eine hohe elektrische, aber geringe Wärmeleitfähigkeit besitzt.
Wie wird Wärme in elektrischen Strom umgewandelt?
Nach Überschreiten dieser Schwelle reichen schon geringe Temperaturunterschiede im Material aus, um eine Spannung zu erzeugen. In den meisten Kraftwerken wird Wärme durch Turbinen in elektrischen Strom umgewandelt, wobei ein großer Teil der Energie verloren geht. Doch es geht auch direkter – durch thermoelektrische Materialien.
Was ist Thermoelektrik und Wie funktioniert sie?
Gerade im Bereich Energieeffizienz kann die Thermoelektrik leicht umsetzbare und individualisierbare Lösungen bieten. Die Physik dazu ist bereits seit fast 200 Jahren bekannt: Thomas Johann Seebeck entdeckte, dass sich eine elektrische Spannung erzeugen lässt, wenn zwei Temperaturniveaus vorhanden sind – der sogenannte »Seebeck-Effekt«.
Was ist ein thermischer Energiespeicher?
Thermische Energiespeicher sind besonders vielseitig einsetzbar. Sie decken sowohl kurze (Tag/Nacht) als auch langfristige (saisonale) Zeiten ab. Im industriellen Umfeld werden thermische Speicher bei der Abwärmenutzung eingesetzt, um Prozesswärme effizient zu nutzen und so den Energieverbrauch zu reduzieren.
Wie wirkt sich der thermische Energieverbrauch auf die Klimaziele aus?
Ein Großteil des nationalen Energieverbrauchs entfällt auf eine thermische Nutzung, z. B. für industrielle Prozesswärme und das Heizen im Gebäudesektor. Die Optimierung des thermischen Energieverbrauchs und der bedarfsgerechten Bereitstellung von Wärme und Kälte spielt dementsprechend eine große Rolle beim Erreichen der Klimaziele.