Energiespeicher

Energiespeicher, Energy Storage, sind Komponenten, Systeme und Anlagen, die mechanische, chemische, thermische oder elektrische Energie speichern und bei Bedarf als elektrische Energie in das Stromnetz abgeben. Sie entlasten das Stromnetz weil sie bei kurzzeitigen und langwierigen Lastschwankungen Spannunngsschwankungen kompensieren können.


Bei der mechanischen Energiespeicherung wird die kinetische Energie gespeichert und bei Bedarf abgerufen. Dieses Prinzip wird in Pumpspeicherwerken, Druckluftspeichern oder Schwungmassespeichern eingesetzt. Es geht immer um die Pufferung der Energie bei Energieüberschuss, und um die Abführung von elektrischer Energie bei fehlender Energie.

Energiespeicher für Stromnetze

Energiespeicher für Stromnetze

Bei elektrochemischen Energiespeichern werden aktive Massen in elektrische Energie umgesetzt. Für die elektrochemische Energiespeicherung stehen Akkus, Quartierspeicher in Form von Batteriebanken oder als leistungsfähige Powerbanks zur Verfügung, aber auch Lithium-Ionen-Akkus, Natrium-Schwefel-Akkus oder Bleiakkus als Heimspeicher. Desweiteren Redox-Flow-Batterien.

Neben den elektrochemischen Energiespeichern gibt es auch die elektrischen Energiespeicher, die keine Energieumwandlung haben. Der eingehende gespeicherte Strom wird bei Bedarf ohne Konvertierung als elektrischer Strom in das Stromnetz eingespeist. Elektrische Energiespeicher sind Superkondensatoren, Doppelschichtkondensatoren und supraleitende magnetische Spulen.

Eine weitere Gruppe an Energiespeicher sind die thermischen und chemischen Energiespeicher. Was die Speicherung thermischer Energie betrifft, so gibt es Wärme- und Kältespeicher, die thermische Energie speichern und in elektrische Energie umsetzen. Darunter fallen Brennstoffzellen, die Power to Gas (P2G) oder Power to Heat (P2H) in Energie konvertieren.

Energiespeicher können verfahrensbedingt nach ihrer Reaktionszeit bzw. ihrer Anlaufzeit klassifiziert werden. Nach dieser Klassifizierung gibt es Energiespeicher mit sehr kurzzeitigen Reaktionszeiten von Sekunden und Minuten für kurzfristige Lastschwankungen, wie die elektrischen Energiespeicher, solche mit Reaktionszeiten von Stunden wie die thernischen Energiespeicher und wieder andere saisonale Schwankungen im Jahresverlauf ausgleichen können, wie Pumpspeicherwerke.

Kondensatorbank für 50 MJoule, Foto: idw-online.de

Kondensatorbank für 50 MJoule, Foto: idw-online.de

Wichtige Merkmale von Energiespeichern sind die Energiedichte, die Leistungsdichte sowie die Lade- und Entladezeiten. Was die Energiedichte anbelangt, so ist die von Brennstoffzellen mit etwa 1.000 Wh/kg ein Vielfaches von Akkus und Superkondensatoren. Während die Energiedichte von Kondensatoren und Superkondensatoren wesentlich geringer ist als die von Akkus ist deren Energie kurzfristig in Mikro- und Millisekunden abrufbar. Dagegen ist die Energie von Akkus in Minuten und die von Brennstoffzellen in Stunden und Tagen abrufbar.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Energiespeicher
Englisch: energy storage - ES
Veröffentlicht: 12.02.2020
Wörter: 356
Tags: #Energienetze
Links: Akku (Akkumulator), Batteriebank, Bleiakku, BZ (Brennstoffzelle), DSK (Doppelschichtkondensator)