Dienstag, 12. November 2019

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Spulen - SMES

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

Funktionsweise von SMES

Supraleitende Materialien sind besonders, da ihr elektrischer Widerstand gleich null ist, sobald die sogenannte Sprungtemperatur erreicht wird. In SMES-Systemen wird die Spule durch Kryotechnik (auch Tieftemperaturtechnik, vom altgriechischen Begriff kryos = kalt) mit flüssigem Helium auf Minus 269 Grad Celsius gekühlt. Dabei wird mittels eines in der Spule durch Gleichstrom erzeugten Magnetfelds Strom gespeichert. Diese magnetische Energie kann – sobald die Spule einmal "aufgeladen" ist – über lange Zeiträume gespeichert werden. Wenn die Energie benötigt wird, kann die Spule wieder entladen und die Energie zurück ins Netz gespeist werden. Dafür muss jedoch ein Wechselrichter im System vorhanden sein, denn die Spule produziert Gleichstrom, während das Stromnetz ausschließlich auf Wechselstrombasis arbeitet. Neben einer Spule aus supraleitendem Material benötigt jedes dieser Speichersysteme eine gut funktionierende Kühlung und ein Energieaufbereitungssystem.

Vorteile von SMES

Insgesamt arbeitet die Spulentechnik sehr effizient: So gehen beispielsweise nur ca. drei bis fünf Prozent der Energie in Form von Wärme verloren, wenn der gespeicherte Gleichstrom wieder in Wechselstrom umgewandelt wird. Auch beim Speichern wird kaum Energie verschwendet. SMES-Systeme bedürfen kaum einer Be- und Entladezeit, daher arbeiten sie überaus schnell und können sehr kurzfristig Energieausgleichsprozesse umsetzen

Nachteile von SMES

Einziges Problem dieses Speichersystems ist die Kühlung: Bereits die Zahl von minus 269 Grad Celsius deutet an, mit welch enormem Kühlaufwand supraleitende Spulen verbunden sind. Aufgrund der hohen Kosten dieser Kühlung werden SMES bisher nur zur Kurzzeitspeicherung verwendet. Hinzu kommt eine geringe Speicherdichte von maximal 55 kWh.

 

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