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Können Superkondensatoren Elektroauto-Akkus ersetzen?

Die Entwicklungen bei Superkondensatoren werden mit Spannung beobachtet. Die Hoffnung dabei ist, dass sie Batterien irgendwann ablösen können. In manchen Bereichen ist das schon...
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Erneuerbare Energie in Steinen speichern: Hamburger Pilotprojekt

Ein Hamburger Pilotprojekt zeigt, wie Energiespeicherung in Steinen funktioniert. In Altenwerder im Hafen testet Siemens Gamesa den ersten Elektrisch-Thermischen-Energie-Speicher (ETES) der Welt – mit...
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Der Heimspeichermarkt wächst, sonnen und BYD sind die führenden Anbieter

Das Jahr 2019 war erneut ein gutes Jahr für die Heimspeicherbranche. In Deutschland wurden 65.000 Heimspeicher neu installiert, hat das Marktforschungsinstitut EUPD Research ermittelt....
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Glasbatterien kommen in die Serienfertigung

Seit Jahren arbeitet Nobelpreisträger John Goodenough an seiner Glasbatterie, jetzt wird sie serienreif. Der Energiespeicherspezialist Hydro-Quebec hat die Entwicklungslizenz für die neuartige Batterie erworben...
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Projekt m-Bee: Effizienzsteigerung und Kostenreduktion von Stromspeichern

Das Start-up m-Bee hat ein ganz neues Konzept für große Stromspeicher entwickelt, das diese stabiler und effizienter macht. Es hebt die Trennung zwischen Leistungselektronik...
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Tesvolt nimmt Gigafactory für Gewerbespeicher in Betrieb

In Wittenberg nimmt Tesvolt seine Gigafactory für gewerbliche Stromspeicher in Betrieb. Trotz Covid-19 steige die Nachfrage, meldet der Hersteller. Die Produktion bei Tesvolt läuft...
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Coronavirus: Schlechte Zeiten für Heimspeicher in Kalifornien

Die Verkäufe von Heimspeichern in Kalifornien sollten sich in diesem Jahr vervierfachen: Eine Schätzung von Bloomberg New Energy Finance (BNEF) ging von 50.000 verkauften...
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Graphen: Extreme Steigerung der Effizienz bei der Nutzung von Solarenergie

Eine neue Entwicklung aus Graphen kann die Gewinnung von Solarenergie sehr viel effizienter machen. Australische Forscher haben eine Graphenfolie entwickelt, die 90 Prozent der...
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Neuer höchst effektiver Langzeit-Speicher für Solarstrom

In Schweden ist es Forschern gelungen, einen Langzeit-Solarspeicher zu entwickeln, der nicht an Kapazität verliert. Er kann Energie jahrelang speichern und als Wärme wieder...
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Tesla-Grossspeicher auf Hawaii: 810 Megawattstunden

In Südaustralien betreibt Tesla den größten Batteriespeicher der Welt und erweitert diesen gerade nochmals. Das Projekt Hornsdale Reserve wächst auf 150 Megawatt Leistung und...
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Organic-Flow-Batterien von CMBlu: Öko-Akkus

Ein bayrisches Start-up hat einen Öko-Akku aus natürlichen Materialien entwickelt. Die „Organic Flow“-Batterie von CMBlu arbeitet nach dem Prinzip von Redox-Flow-Batterien, nur eben mit...
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Batterieforschungsprojekt SeNSE: Lithium-Ionen-Batterien der nächsten Generation

Seit Mitte Februar läuft das Batterieforschungsprojekt SeNSE, an dem Experten aus sieben europäischen Ländern gemeinsam an besseren Lithium-Ionen-Batterien arbeiten. Ziel ist es, die Batteriezellen...
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Das Wachstum im Speichermarkt ist ungebrochen

Der Speichermarkt wächst weiter ungebrochen, das belegen die neuen Branchenzahlen des Bundesverbandes Energiespeicher (BVES). Besonders stark konnten Industriespeicher zulegen. Die deutschen regulatorischen Rahmenbedingungen bremsen...
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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...

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.