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Tesla-Mitgründer: Batterie-Recycling in „umgekehrten Gigafactorys“

Teslas langjähriger Technik-Vorstand JB Straubel hat ein neues Unternehmen gegründet und geht das Thema Elektroauto jetzt rückwärts an. Mit Redwood Materials will er über...
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Festkörperbatterien: Akkus in 3D mit Röntgenstrahlen scannen

Ein noch ungelöstes Problem bei Festkörperbatterien ist ihre kurze Lebensdauer. Mithilfe von Röntgenstrahlen ist es US-Forscher jetzt gelungen, die Vorgänge im Inneren der Batterien...
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Neuer Super-Akku von GAC

Letztes Jahr stellte GAC zum ersten Mal einen Super-Akku aus Graphen vor, der in wenigen Minuten geladen ist. Mittlerweile testet der chinesische Autobauer die...
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QuantumScape: Pilotproduktion von Festkörperakkus

Im Dezember hat QuantumScape eine revolutionäre Festkörperbatterie angekündigt. Als nächstes baut der kalifornische Hersteller eine Pilotfertigung auf, die der Grundstein für die Serienproduktion der...
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Superkondensatoren & Supercaps: Alle Infos

Superkondensatoren stellen hohe Leistungsdichten bereit, lassen sich in wenigen Sekunden aufladen, halten viele Ladezyklen aus und leiden nicht unter niedrigen Temperaturen. In Windturbinen, Elektrofahrzeugen...
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Powercell: Superkondensator für Drohnen

Aura Aerospace aus San Francisco hat einen Superkondensator für Drohnen entwickelt, der beim Start einen Energieschub für bessere Beschleunigung gibt. Die „Powercell“ lässt sich...
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Graphen aus Müll recyceln

Kommt der Durchbruch für Graphen? Mit einem neuen Verfahren kann man den Alleskönner einfach aus Müll herstellen. Graphen ist der Hoffnungsträger für viele Branchen,...
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Neuer Elektrolyt revolutioniert Zink-Luft Batterie

Zink-Luft-Batterien sind umweltfreundlich, sicher, kostengünstig und leistungsstark – genau die Eigenschaften, die Forscher in Batterien suchen. Forscher an der Uni Münster haben jetzt eine...
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Diese Unternehmen arbeiten am Super-Akku für Elektroautos

Zwei der häufigsten Argumente gegen Elektroautos lauten: Sie haben nicht genug Reichweite, und das Laden dauert zu lange. Neue Akkutechnologien sollen das ändern. Diese...
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Shell und Kreisel Electric bilden Batterie-Allianz

Kreisel Electric und Shell haben eine gemeinsame Batterielösung angekündigt. Sie bringen Lithium-Ionen-Batteriemodule von Kreisel mit einer Wärmemanagementflüssigkeit von Shell auf den Markt. Dank effizienter...
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Salzwasserbatterie: Umweltfreundliche Energiespeicher als Alternative zu Lithium

Salzwasserakkus punkten mit günstigen und in großen Mengen verfügbaren Rohstoffen. Die Natriumsalze sind zudem weder entflammbar noch giftig. Aktuell sind Salzwasserbatterien noch Nischenprodukte, da...
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Blackstone Resources: 3D-Druck von Festkörperbatterien

Blackstone Resources entwickelt 3D-gedruckte Festkörperbatterien und konnte bereits einige Erfolge vermelden. Jetzt arbeitet das Schweizer Rohstoffunternehmen an der Technologie für die Massenproduktion und erhält...
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Batteriepreise fallen erstmals unter $ 100/kWh

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HyFlow: Hybrid-Stromspeicher aus Redox-Flow-Batterie und Superkondensator

Die Hochschule Landshut koordiniert das EU-Projekt HyFlow, das ein besonders leistungsfähiges Hybrid-Speichersystem entwickelt. Es kombiniert die Vorteile von Superkondensator und Redox-Flow-Batterie. Der neue Speicher...

Stromspeicher

Mit der Hilfe eines Stromspeicher wird erzeugte Energie für die spätere Nutzung gespeichert. Auf Grund technischer Schwierigkeiten, ungenügender Kapazität oder Stillstandsverlusten kann die Speicherung einer Energieform ungünstig sein und es sich anbieten, die Energie in eine andere Form umzuwandeln und so zu speichern. Im Bedarfsfall wird die Energie zurückgewandelt.

Die klassischen speicherfähigen Energieträger sind Kohle, Gas, Erdöl und Uran, da sie sich auch über weite Entfernungen zwischen Lagerstelle und Kraftwerk transportieren lassen. Die Nutzung regenerativer Energien nimmt auch aus dem Grund zu, weil es beim Transport durch die Fernleitungen generell zu Verlusten kommt. Durch die Möglichkeit der Speicherung von Energie können daher Maßnahmen getroffen werden, die für eine Stromversorgung mit konstanter Leistung sorgen.

Die verschiedenen Arten von Stromspeichern werden in der Regel in folgende Kategorien unterteilt:

Mechanische Energiespeicher

Zu den mechanischen Energiespeichern gehören etwa Druckluft- und Pumpspeicherkraftwerke sowie Federn, die potentielle Energien bzw. Lageenergien nutzen. Auch Schwungräder, die kinetische bzw. Bewegungsenergien speichern, gehören in diese Kategorie.

Chemische Stromspeicher

Chemische Energie wird in anorganischer Form z.B. durch Batterien, wiederaufladbare Akkus, Wasserstoff oder Redox-Flow-Zellen gespeichert. Hier wird thermische oder elektrische Energie, die sich in der Regel schlecht speichern lässt, mittels chemischer Reaktionen indirekt gespeichert. In diese Kategorie fällt etwa der Bleiakkumulator, der als Starterbatterie in Fahrzeugen verwendet wird. Er arbeitet auf Grundlage von „Redox-Reaktionen“, einer Kombination von Reduktion und Oxidation.

Auch eine andere Form der galvanischen Zelle, die „Redox-Flow-Zelle“, funktioniert nach diesem Prinzip. Sie besteht aus zwei Halbzellen, die eine Membran verbindet, und nutzt eine Lösung von Salzen in einem Lösungsmittel aus anorganischen oder organischen Säuren als Elektrolyt.

Elektrische Stromspeicher

Elektrische Energiespeicher werden unterteilt in Kurzzeitspeicher, Langzeitspeicher und Elektro-Chemische Speicher. Immanente Kurzzeitspeicher sind Kondensatoren, die auch als „Super Caps“ bezeichnet werden, Schwungmassen und supraleitende magnetische Energiespeicher, kurz SMES. Vor allem für den kontinuierlichen Netzempfang sind Kurzzeitspeicher von hoher Bedeutung. Für eine längerfristige Energienutzung und für die Spitzenbedarfsdeckung kommen Pumpspeicherkraftwerke, Akkumulatoren und Druckluftspeicherwerke zum Einsatz. Als Elektro-Chemische Speicher kommen vor allem Akkus und Batterien zum Einsatz, etwa als Antrieb in Elektrofahrzeugen oder zum kurzfristigen Ausgleichs eines hohen Strombedarfs. Eine weitere erfolgversprechende Methode dieser Kategorie könnte Wasserstoff als elektrischer Energiespeicher sein. In der Praxis wird dieses Verfahren jedoch noch nicht angewandt.

Thermische Energiespeicher

Thermische Energiespeicher sind Wärme- bzw. Fernwärmespeicher, die sich wiederum in Hoch- und Niedertemperatur und Kurz- und Langzeitspeicher unterteilen lassen. Die Wirtschaftlichkeit einer Speicherung von Nachtstrom ist mittlerweile fraglich, weitaus mehr Interesse gilt Solarkollektoren zur Nutzung von Strahlenenergie der Sonne.

Wirtschaftlichkeit von Stromspeichern

In der Regel steht die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens bei der Energiespeicherung im Vordergrund, der Fokus liegt auf Investitions- und Betriebskosten der Anlage und Gesamtwirkungsgrad. Vor allem bei großen Anlagen geht es nicht um eine kurzfristige Erhöhung der Leistung. Bei kleinen Anlagen kann dies manchmal der Fall sein, wenn die Leistungsabgabe der ursprünglichen Energiequelle nicht ausreicht.

Bedarf an Stromspeichern

Im Zuge der Energiewende wird sich langfristig ein zusätzlicher Bedarf an Stromspeichern ergeben. Auf wirtschaftlicher Ebene konkurrieren die Speichermethoden dabei mit Alternativen wie Demand Side Management, Demand Response, der Nutzung von zusätzlichen Stromleitungen oder Synergieeffekten. Ab der zweiten Phase der Energiewende, in der wir uns in Deutschland mittlerweile befinden, müssen zusätzliche Maßnahmen erfolgen. Hier wird auch der Einsatz von Kurzfristspeichern sinnvoll. Langzeitspeicher werden erst zu einem späteren Zeitpunkt notwendig, wenn es im Stromnetz längere Stromüberschüsse gibt.