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Elektroautos: Lösen Calcium-Akkus das Reichweitenproblem?

Calcium-Akkus könnten Lithium-Ionen-Batterien irgendwann ablösen, denn sie haben jede Menge positive Eigenschaften. Sie sind günstig, haben eine lange Lebensdauer und eine hohe Energiedichte, was...
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Alternative zu Li-Ionen: Setzt Samsung schon ab 2021 auf Graphen-Akkus?

Graphen als Alternative zu Lithium-Ionen-Akkus: Samsung beschäftigt sich schon länger mit Akkus aus dem leistungsfähigen Material. Denn Graphen-Akkus könnten da ansetzen, wo Lithium-Ionen-Akkus an...
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Innovatives System zur kryogenen Energiespeicherung vorgestellt

Highview Power aus Großbritannien hat ein System zur kryogenen Energiespeicherung entwickelt, das im Gigawattbereich arbeitet und überall eingesetzt werden kann. Kryogene Speicher wie die...
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EverVolt – Panasonic stellt neuen Heimspeicher vor

Panasonic hat in den USA seinen neuen Heimspeicher EverVolt vorgestellt. Es handelt sich dabei um einen modularen Solarspeicher, den Panasonic in verschiedenen Größen anbietet....
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Größte Wasserstoffanlage der Welt wird in Hamburg gebaut

Im Hamburger Hafen soll die größte Anlage zur Wasserstoff-Elektrolyse der Welt entstehen. Dort soll mithilfe von Ökostrom Wasserstoff hergestellt werden, der dann als Energiespeicher...
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Pfandpflicht für Lithium-Ionen-Akkus?

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Die Vorteile von Feststoffbatterien

Die Feststoffbatterie ist quasi der heilige Gral der Batterieforschung. Sie haben diverse Vorteile gegenüber Lithium-Ionen-Batterien und deshalb das Potenzial, diese abzulösen. Trotzdem müssen Forscher...
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Clean Energy Global auf der IAA 2019 in Frankfurt

Clean Energy Global hat einen innovativen Wechselakku für Elektrofahrzeuge und Heimspeicher entwickelt. Beim vorgestellten Geschäftsmodell Battery-as-a-Service "mietet" sich der Kunde nur die Batteriekapazität die...
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Hat Echion Technologies die neue Superbatterie?

Schon wieder eine Batterie-Revolution, diesmal aus Cambridge: Das Startup Echion Technologies hat nach eigenen Angaben eine Lösung gefunden, mit der sich Akkus in Minutenschnelle...
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Installierte Leistung bei Heimspeichern soll auf über 10 GW wachsen

Die Bundesregierung erwartet einen starken Anstieg bei Heimspeichern und Großbatterien in Deutschland. Für 2030 geht sie bei Batteriespeichern von einer installierten Gesamtleistung von 12,5...
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Die Lösung für E-Mobilität: Clean Energy Global entwickelt „Battery-as-a-Service“

Clean Energy Global hat ein innovatives Geschäftsmodell und einen Wechselakku entwickelt, der die Elektromobilität, aber auch die Energieversorgung von Haushalten, revolutionieren soll. Durch das...
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Freyr Giga-Batteriezellfabrik in Norwegen

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Mercedes-Benz Energy und BJEV: Second-Life-Anwendungen in China

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Enormes Marktwachstum bei Stromspeichern erwartet

Das weltweite Stromsystem verändert sich grundlegend, und dieser Umbau wird zu einem riesigen Wachstum im Speichermarkt führen. Die Marktforschungsfirma Bloomberg New Energy Finance (BNEF)...

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.