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1 vbiw vbiw Speicherung Erneuerbarer Energien - Versuch eines Überblicks Norbert Mertzsch

2 Speicherung von Energie Die Erneuerbaren Energien, insbesondere Elektroenergie aus Photovoltaik und Windenergie sowie Solarthermie stehen nicht bedarfsgerecht zur Verfügung. Um eine bedarfsgerechte Versorgung abzusichern ist die Schaffung von Speichermöglichkeiten für Strom und Wärme von entscheidender Bedeutung. Dafür werden die unterschiedlichsten Technologien entwickelt. vbiw 2

3 Speicherung von Elektroenergie Speicher für die Speicherung großer Mengen von Elektroenergie sind vorwiegend - mechanische Speicher - elektrochemische Speicher - chemische Speicher vbiw 3

4 Mechanische Speicher für Elektroenergie Zu den mechanischen Speichern von Elektroenergie zählen: - Schwungräder - Druckluftspeicherkraftwerke - Pumpspeicherkraftwerke vbiw 4

5 Mechanische Speicher für Elektroenergie Pumpspeicherkraftwerk Wendefurth im Harz Quelle: https://commons.wikimedia.org/wiki/file:harz_talsperre-wendefurth.jpg#file vbiw 5

6 Elektrochemische Speicher Bleiakkumulator Hochtemperaturbatterie Lithiumionen-Akkumulator Redox-Flow-Akkumulator Metall-Luft-Batterie vbiw 6

7 Chemische (stoffliche) Speicherung Wasserstofferzeugung - Elektrolyse - alkalische Elektrolyse - saure Elektrolyse - Hochtemperaturelektrolyse 2 H 2 O(l) 2 H 2 (g) + O 2 (g) vbiw 7

8 Chemische (stoffliche) Speicherung Erzeugung von Methan Sabatier-Prozess CO H 2 CH H 2 O Erzeugung von flüssigen Produkten Fischer-Tropsch-Synthese n CO + (2n) H 2 (-CH 2 -) n + n H 2 O vbiw 8

9 Speicherung von Wärme Speichervarianten: Speicher in denen Wärme durch Temperaturerhöhung des Speichermediums gespeichert wird (sensible Speicher), Speicher in denen Wärme als Schmelzwärme gespeichert wird (latente Speicher), Speicher in denen Wärme durch Desorptionsprozesse bzw. chemische Reaktionen gespeichert wird (thermochemische Speicher) vbiw 9

10 Speicherung von Wärme Speichermedien für sensible Speicher: Wasser Wärmeträgeröl Salzschmelze Kies, Sand (auch mit Wasseranteilen) Granit Beton Ziegelstein Eisen vbiw 10

11 Speicherung von Wärme Speichermedien für Latentwärmespeicher: Wasser /Eis Paraffine Salzhydrathe + Mischungen Zuckeralkohole Ausführungsbeispiel für transportable Speicher und den Wohnbereich: Natriumacetat-Trihydrat vbiw 11

12 Speicherung von Wärme Speichermedien für Sorptionswärmespeicher: Silicagel Zeolithe Speichermedien für chemische Wärmespeicher: Calciumoxid / Calciumhydroxid Calciumcarbonat / Calciumoxid Metalloxide Natriumhydroxid / Natronlauge vbiw 12

13 Speicherung von Wärme Schnitt durch die Honigmansche Natronlok Quelle: Mähr, Christian. Vergessene Erfindungen Warum fährt die Natronlok nicht mehr?. Verlagsgruppe Weltbild GmbH 2005, Seite 30 vbiw 13

14 Speicherung von Strom Unterscheidung von Speichern: Kurzzeitspeicher Speicher, die im Laufe des Tages mehrfach elektrische Energie aufnehmen und abgeben (können). Sie haben ein geringes Speichervolumen und einen hohen Zykluswirkungsgrad. Langzeitspeicher Speicher, die über Tage und Wochen elektrische Energie abgeben können, wenn Windenergie und Photovoltaik nicht zur Verfügung stehen. vbiw 14

15 Speicherung von Strom Nutzung von Kurzzeitspeichern: Primärregelenergie (Sekundenreserve) Sekundärregelenergie Tertiärregelenergie (Minutenreserve) vbiw 15

16 Elektrochemische Speicher WEMAG Batteriespeicher für Primärregelenergie Quelle: vbiw 16

17 Power-to-Heat Speicherung von Strom Technologie Power-to-Heat ist Maßnahme des Lastmanagements für Stromnetze Teilnahme am Regelenergiemarkt üblich Zwei Optionen möglich: - Einsatz elektrischer Wärmepumpen - Einsatz gewöhnlicher Heizstäbe / Elektrodenkessel vbiw 17

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