2b. Schwungrad

• Laden: Strom wird genutz um Schwungrad in Rotation zu versetzen bzw. Rotationsgeschwindigkeit zu erhöhen

• Speichern: Schwungrad rotiert, verliert dabei Energie durch Reibung

• Entladen: Motor dient als Generator, Geschwindigkeit / Energie wird entnommen

Laden: Umwandlungsverluste in Leistungselektronik und Wechselrichter, Motorwirkungsgrad

Speichern: abhängig von t Zeit, Reibungsverluste in Lagern und durch Luftreibung (bis zu 20% / h), Energieverluste durch Eigenverbrauch (z.B. Ölkreislauf)

Entladen: Umwandlungsverluste in Leistungselektronik und Wechselrichter, Motorwirkungsgrad

Verluste während Speicherung dominieren: nur für kurze Zeit Speicherung bei WG von 80 bis 95 %

Ziel ist es: schnell drehendes, Leichtes Schwungrad, FV Kunststoffe können im V. zu Metall mehr Energie speichern

• Energie E Wh: gespeicherte Energie, abhängig von Rotation (bis zu 5 MWh)

• Leistung P kW: Motor- bzw. Generatorleistung (5kW bis 3MW)

• Durchmesser D m

• Massenträgheitsmoment J kg*m2: Trägheit, mit der sich der Rotationskörper der Winkelgeschwindigkeit entgegensetzt

• Be-/Entladezeit s: SWS könnenlängerfristig geladen werden und blitzartig entladen werden, um Leistungsspitzen bereitzustellen

• Speicherdauer: kurzfristige Speicherrung 20 %/h Verluste

• Ansprechzeit meist in Millisekunden - Unterbrechungsfreie Stromversorgung (Primärregelleistung)

• Sekundenreserve: Glättung von kurzzeitugen Last- und Leistungsschwankungen

• Bereitstellung bzw. Kappung von LAstspitzen (Anfahrvorgänge)

• Überbrückung von Leistungsunterbrechungen (Notstromversorgung, 97% aller Störungen >3s)

• Kurzfristige Speicherung (z.B. Bremsenergie)

Start-Stopp-Systeme : Speicherung von Bremsenergie

100 bis 300 US-Dollar/kW (High-Speed teurer)

geringer Aufwand für Betrieb und Wartung

Reibungsverlusten in Lagern tragen zu Speicherverlusten erheblich bei

MAgnetlager reduzieren Verluste vorher Gleit- und Wälzlager

Wechselrichter ist erforderlich aufgrund hoher Drehzahlen

Hohe Anforderungen an Leistungselektronik durch hohe Drehzahlen

Motoren müssen innerhalb von Millisekunden von LAden und Entladen umstellen können

Berührungslose Lager

Festere und leichtere Werkstoffe

Kostensenkung für verbundwerkstoffe

Einstz in Raumfahrt

• Nischenanwendung für extrem kurze Zugrifss- und Umschaltzeiten dar

  • Hohe Leistung, geringe Energie

  • Lieblingsanwendung: Lastspitzenkappung und Leistungsspitzenbegrenzung

• Kurzzeitspeicher, konkurriern aber mit schnell arbeitenden Batteriesystemen

  • Ziel: Verfeinerung der Techni, unf Kostenreduktion