1. Grundlagen

• mechanisch-potenziell: Pumpspeicherkraftwerke

• mechanisch-kinetisch: Schwungrad

• elektrisch: Kondensatoren

• elektrochemisch: Batterien (Primär, Sekundär, Tertiär)

• chemisch: PtG to Grid/Power/Caverns (H2, Methanol etc)

• thermisch: sensibel, latent, chemisch, physikalisch, Wärmenetze

• chemisch-mechanisch: Erdgas, Mathan, H2 Biogas CNG, Kavernen, Porenspeicher, Tanks, Pipelines

  
  

• Energieform (mechanisch, chemisch etc.)

• Speicherdauer: kurzfristig, mittelfristig (h, Tage), langfristig (Wochen, Monate, Sainsonal)

• Größe: mW,kW,MW,GW

• Standort: Mobil, stationär

• Nutzer: Erzeuger, Netzbetreiber, Energiehändler, Insustrie, Haushalt

• Zweck: Unabhängigkeit, Versorgung etc

• Zeitliche Entkopplung von Erzeugung und Verbrauch

• Unterbrechungsfreie Stromversorgung

• Versorgung von Inselsystemen

• Energie to go

• E-Mobilität

• Höhere Flexibilitätsanforderungen

• wetterabhängige Volatilität: Stromhandel

• Stromnetze: zentrale Erzeugung, Netzspannungen eröhen sich durch PV Einspeisungen

• Speicherung immer mit Verlusten verbunden

• Investitionen und Betriebskosten

• Negative Umweltauswirkungen

• Kein Ersatz für Erzeugungsanlagen

• Erst günstigere Alternativen nutzen

• Energie Wh: Nutzbarer Energieinhalt

• Spez. Energie Wh/kg: bezogen auf Gewicht (grav. Energiedichte)

• Volumetrische Energiedichte Wh/l

• Ladezustand %: häugig nur von 20 bis 80 %

Nutzkapazität<Nennkapazität

wie viel Energie wurde entnommen? Blei nur bis 50 %

Lithium Ionen bis zu 95 % möglich

Kaputt: weniger als 80 % der Nennkapazität

Leistung W: Geschwindigkeit der Energiebereitstellung

Spez. Leistung W/kg: bezogen auf Gewicht

Leistungsdichte W/l: bezogen auf Volumen

Leistungsgradient W/s: Leistungsänderungsgeschwindigkeit oder auch dynamische Leistung genannt

• Laden: n1 Reibungsverluste, Umwandlungsverluste (Batterien)

• Speichern: n2 abhängig von Dauer t, Verdunstung, Leckage, Selbstentladung (Batterie, Kondensatoren), Wärmeleitung (Wärmespeicher)

• Entladen n3: Reibungsverluste, Umwandlungsverluste

• Lade-/Entladezeit s min h: Dauer zur Ent und Ladung mit Nennleistung

• Zugriffszeit s min: Dauer für Lade-/Entladeleistung von 0 auf bestimmten Wert

• Speicherdauer: Dauer ohne nennenswerten Verlust speichert

• Lebensdauer: Kalendarische Lebensdauer

• Zyklische Lebensdauer: Mindestanzahl an Lade/Entlade-Zyklen ohne dass die Kapazität des Energiespeichers nennenswert absinkt

• Zellspannung V: Spannung in Batteriezellen

• Kapazität Ah: Gespeicherte Ladung

• Ladezustand (State of Charge) % Entnommene Kapazität im verhälntnis zur max. Kapazität

• Entladetiefe (State of discharge) %: 20 bis 80 %

• State of Health %: Aktuelle Kapazität im Verhältnis zur anfänglichen Nennkapazität

• Entladungsrate C-Rate 1/s: C=Strom/Ladung

  • Batterie mit 100 Ah und Entladestrom von 100 A = 1C-Rate

  • 5C-Rate: 500 A für 12 min