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Kalium-Batterien: Die Alternative zu Lithium-Ionen-Akkus?

Die Suche nach Alternativen zur Lithium-Ionen-Batterie läuft, und dabei sind Kalium-Ionen-Batterien besonders interessant. Sie haben einige Vorteile gegenüber Lithium-Ionen-Batterien, ein Problem ist allerdings ihre...
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Entwicklung von „feuerfester“ Lithium-Ionen Batterie auf gutem Weg

Energiespeicher in Form von Batterien bzw. Akkus spielen in vielen Bereichen eine wichtige Rolle, beispielsweise bei der Elektromobilität. Aber auch in vielen anderen Dingen...
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TeraWatt Festkörperakku mit extremer Leistungsdichte

TeraWatt hat einen Festkörperakku mit extrem hoher Energiedichte entwickelt. Der Prototyp könnte ein neuer Meilenstein auf dem Weg zur Serienreife von Festkörperbatterien sein. Rekord-Energiedichte von...
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Ultraschall sorgt für höhere Lebensdauer und kürzere Ladezeiten bei Lithium-Batterien

Forscher in den USA haben eine neue Methode erfunden, um Lithium-Metall-Batterien und Lithium-Ionen-Batterien schneller aufzuladen. Sie setzten Ultraschall ein, um die Ladezeit auf 10...
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Feststoffbatterien: Forschungsprogramm von Fraunhofer ISC und Empa

Das Fraunhofer-Institut ISC und die Empa forschen gemeinsam an Feststoffbatterien für Elektroautos. Es geht darum, die Basis für serienreife Batterien zu schaffen, die eine...
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Batteriekonsortium Autumn: Tesla bewirbt sich auch um Fördermittel

Tesla wird Teil des neuen Batterie-Konsortiums „Autumn“, einem europäischen Großprojekt zur Batteriezellfertigung. Autumn wird noch größer als das schon bestehende „Summer“-Konsortium, an dem unter...
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Enevate: In nur 5 Minuten 75% vom Elektroauto-Akku laden

Das kalifornische Unternehmen Enevate hat die vierte Generation seiner Batteriezellen angekündigt. Die Lithium-Ionen-Zellen von Enevate lassen sich extrem schnell laden und jetzt auch in...
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Mikro-Superkondensatoren: Neuste Entwicklungen

Forscher an der TU Ilmenau haben sehr leistungsfähige Mikro-Superkondensatoren entwickelt, die besonders für das Internet der Dinge interessant sind. Der Schlüssel ist ein neues...
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Die mobilen Solaranlagen von Voltsonne

Ein Münchener Ingenieur möchte, dass sich jeder Mensch ortsunabhängig mit Strom versorgen kann. Deshalb baut Candemir Ok mit seiner Firma Voltsonne seit 2011 mobile,...
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Aktuelle Entwicklungen bei Lithium-Schwefel-Batterien

Lithium-Schwefel-Batterien sind eine aussichtsreiche Alternative zu Lithium-Ionen-Akkus. Bisher sind größere Lithium-Schwefel-Batterien aber noch nicht langlebig genug. Jetzt haben Forscher eine Schwefel-Kathode mit neuem Aufbau...
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Batterieforschung: Neue Festkörper-Elektrolyte

Festkörper-Batterien sind langlebige und leistungsfähige Energiespeicher. Auf der Suche nach dem besten Elektrolyten hat Dr. Daniel Mutter vom Fraunhofer Institut für Werkstoffmechanik IWM herausgefunden,...
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Entwicklung von IBM und Daimler: Batterien aus Meerwasser

IBM Research hat eine neue Batteriechemie aus Materialien entwickelt, die in Meerwasser enthalten sind. Die Kathodenmaterialien und der Elektrolyt sind damit frei von Nickel...
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Northvolt expandiert in das Batterie-Recycling

Northvolt plant die Massenproduktion von Batteriezellen in Europa. Jetzt steigt das schwedische Unternehmen mit dem Programm „Revolt“ auch ins Batterie-Recycling ein. Das Ziel ist,...
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Intilion stellt ersten Gewerbespeicher vor

Die Intilion GmbH bringt ihren ersten Gewerbespeicher auf den Markt: Scalebloc ist ein skalierbares Speichersystem mit 68,5 Kilowattstunden bis 1 Megawattstunde Kapazität. Intilion ist eine...

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.