Dienstag, 12. November 2019

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Kurzzeit-Stromspeicher

Stromspeicher als künftige Lösung vieler Energiefragen bergen komplexe Techniken und physikalische wie chemische Prozesse. In der Zukunft an Bedeutung gewinnen werden dabei sogenannte Kurzzeitspeicher.

Kurzzeitspeicher - schnelle Energiequelle

Super Caps, Schwungradspeicher und SMES sind die derzeit bedeutsamsten Kurzzeitspeicher. Ihre Bezeichnung ist dabei selbsterklärend: Sie sind dazu in der Lage in kurzer Zeit Energie zu speichern und abzugeben, jedoch nur für einen sehr begrenzten Zeitraum. Diese Arten von Kurzzeitspeichern unterscheiden sich in ihrer Art der Energiespeicherung.

Kurzzeitspeicher - Arten und Funktionsweise

Kondensatoren/Super Caps speichern die Energie direkt ohne Umwandlungsprozesse, also überaus schnell. SMES-Speicher, also "supraleitende Magnet-Energie-Speicher" können ebenso in kurzer Zeit Energie abgeben und diese nur kurz speichern. Genau wie bei Kondensatoren bedarf die Speicherung keines weiteren Umwandlungsprozesses der Energie. Mit den SMES wird über ein Magnetfeld Energie gespeichert, welches wiederherum durch Gleichstrom erzeugt wird, der innerhalb der Spule kreist. Das besondere an den Spulen ist ihr supraleitendes Material. Das bedeutet, dass der elektrische Widerstand dieser Materialen gleich null ist, sobald die sogenannte Sprungtemperatur erreicht ist. Diese Temperatur liegt derzeit noch bei unter minus 250 Grad Celsius. Demgegenüber funktionieren Schwungradspeicher über die Trägheit von Masse - vergleichbar mit einem Karussell oder einer Zentrifuge. Diese mechanische Stromspeichertechnik bedarf eines Initiationsmoments, erzeugt durch einen Elektromotor, der wiederherum einen Rotor beschleunigt. Über die Beschleunigung des Rotors wird schließlich ein Motor betrieben, der als Generator fungiert.

Zukunftsperspektiven

Kurzzeitspeicher dienen zumeist als kurzfristige Unterstützung für das Stromnetz, sei es als Aufrechterhaltung des Netzbetriebes durch den kurzfristigen Ausgleich fehlender Energie oder als Kurzschlussstromquelle. Als Kombinationstechnik für erneuerbare Energien bedürfen die Systeme noch weiterer Entwicklungsschritte. Zwar weisen sie im Vergleich zu Langzeitspeichertechniken einen hohen Wirkungsgrad auf, jedoch sind sie in Teilen sehr energieaufwendig - beispielsweise die Kühlung von SMES-Spulen. Kurzzeit-Stromspeicher können jedoch auf Dauer zur Ausbalancierung von Leistungskurven bei Wind- und Sonnenergieanlagen beitragen.

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