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Spulen - SMES

Spulen SMES abstrakte Grafik

SMES ist die Abkürzung für ein immer wichtiger werdendes Speichersystem: Die supraleitende Magnetische-Energiespeicher-Methode. Basis dieses Systems ist eine Spule mit besonderen Materialeigenschaften.

Funktionsweise von SMES Spulen

Eigenschaft des besonderen Materials ist - wie der Name dieses Energiespeichers bereits verrät -, dass es supraleitend ist. Supraleitende Materialien sind besonders, da ihr elektrischer Widerstand gleich null ist, sobald die sogenannte Sprungtemperatur erreicht ist. In den SMES-Systemen wird die Spule durch Kyrotechnik (Auch Tieftemperaturtechnik: Vom altgriechischem Begriff kyros= Eis/Frost) mit flüssigem Helium auf Minus 269° Celsius gekühlt. Dabei wird dann vermittels eines in der Spule durch Gleichstrom erzeugten Magnetfelds Strom gespeichert. Diese magnetische Energie kann dabei – sobald die Spule einmal "aufgeladen" ist – über lange Zeiträume gespeichert werden. Wenn die Energie benötigt wird, kann die Spule wieder entladen werden und dadurch die Energie wieder zurück ins Netz gespeist werden. Dafür muss jedoch ein Wechsel- bzw. Gleichrichter in dem System vorhanden sein, denn die Spule produziert Gleichstrom, während das Stromnetz ausschließlich auf Wechselstrombasis funktioniert.

Grundbestandteile und Vorteile von SMES

Neben einer Spule aus supraleitendem Material braucht jedes dieser Speichersysteme eine  gut funktionierende Kühlung. Weiterhin bedarf es eines Energieaufbereitungssystems wie auch eines Wechselrichters. Insgesamt arbeitet diese "Spulentechnik" sehr effizient: Es gehen beispielsweise nur ca. 3-5% der Energie in Form von Wärme verloren, wenn der gespeicherte Gleichstrom wieder in Wechselstrom umgewandelt werden muss. Auch beim Speichern wird kaum Energie benötigt und dementsprechend verschwendet. Auch bedürfen sie kaum einer Be- und Entladezeit, daher arbeitet dieses Speichersystem überaus schnell und können sehr kurzfristig Energieausgleichsprozesse umsetzen.

Probleme dieses Speichersystems

Einziges Problem dieses Speichersystems ist die Kühlung: Bereits bei der Zahl von über 260 Grad Celsius im Minus ist vorstellbar, mit was für einem Aufwand die Kühlung der supraleitenden Spule verbunden ist. Aufgrund der hohen Kosten dieser Kühlung werden SMES bisher nur zur Kurzzeitspeicherung verwendet. Dazu kommt eine geringe Speicherdichte, welche bis höchstens 55kWh reicht.

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