Kombination aus Windenergie und Solarenergie

neue Ringwallspeicher können die Speicherlücke schließen

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Stromspeicher lassen sich charakterisieren durch die Kapazität und die Leistung, die sie aufweisen. Die Kapazität gibt an, über welchen Zeitraum ein Speicher eine Leistung aufnehmen und abgeben kann. Weitere wichtige Merkmale realer Speicher sind:

  • der Wirkungsgrad,

  • die maximale Leistungsaufnahme (Ladeleistung),

  • die maximale Leistungsabgabe (Entladeleistung),

  • der Ladungsverlust in Abhängigkeit der Speicherungsdauer (Selbstentladung),

  • die Lebensdauer oder die Anzahl der Lade-/Endladezyklen, die ein Speicher übersteht,

  • die Baugröße,

  • der Energie und Ressourcenverbrauch zur Schaffung der Speicher, die Verfügbarkeit dieser Ressourcen und

  • die Kosten für Herstellung und Betrieb.

Reale Speicher weisen immer Verluste auf. Das bedeutet, dass nur ein Teil der eingespeicherten Energie wieder zurück gewonnen werden kann.

Energie, die nach einer Zwischenspeicherung dem Verbrauch zur Verfügung gestellt werden soll, muss deshalb vorher, erhöht um die beim Speichervorgang auftretenden Verluste, produziert werden.

Ein hoher Speicherdurchsatz bei niedrigem Speicherwirkungsgrad würde eine deutlich höhere Erzeugungsleistung zur Deckung eines gegebenen Bedarfs erfordern, als ein geringer Speicherdurchsatz und/oder ein hoher Speicherwirkungsgrad.

 

Wasserspeichersysteme wie Pumpspeicher-, Ringwallspeicher- und Speicherwasserkraftwerke erreichen hohe Wirkungsgrade und weisen kaum Selbstentladungsverluste auf. Ihre Lebensdauer liegt bei vielen Jahrzehnten und hat bei entsprechender Pflege und Bewirtschaftung keine Grenzen. Sie gelten als die am kostengünstigsten realisierbaren Stromspeicher in der Energietechnik. Lade- und Endladeleistung kann in Form von Pumpen- und Turbinensystemen, nach Bedarf bereitgestellt werden.

 

Einige Batteriesysteme, z.B. Lithium-Ionen-Akkus, erreichen ähnlich gute Wirkungsgrade und Leistungseigenschaften. Die Selbstendladung über der Zeit ist systemabhängig und kann höher sein, als bei Wasserspeichersystemen. Die Lebensdauer ist bei vielen Systemen deutlich kürzer. Die Herstellungskosten liegen um Größenordnungen über denen von Wasserspeichersystemen. Sie bieten sich für spezielle Anwendungen, wie z.B. für Elektroautos an, weil ihre vergleichsweise hohe Energiedichte kleine Baugrößen ermöglicht.

 

Druckluftkavernenspeicher die mit Turboverdichtern aufgeladen und über Turbogeneratoren entladen werden, erreichen in Kombination mit Wärmespeichern Wirkungsgrade bis zu 70%. Die Selbstentladung ist in der Regel höher als bei Wasserspeichersystemen. Die Lebensdauer in der Regel kürzer, die Herstellungskosten bewegen sich in der gleichen Größenordnung.

 

Speichersysteme, die auf Wasserstoff, bzw. nach weiteren Prozessschritten auf Methan oder andere chemische Verbindungen als Zwischenspeichermedium zurückgreifen, sind nach heutigem Stand der Technik aufgrund der erforderlichen chemischen Umwandlungssysteme deutlich teurer als Wasserspeichersysteme. Sie erreichen wesentlich niedrigere Wirkungsgrade und die Entwicklung befindet sich in einem frühen Stadium.
Ein Vorteil von Wasserstoff und Methan ist die hohe Energiedichte. Diese Speichermedien kommen deshalb zukünftig ggf. als Ersatz für fossile Energieträger bei mobilen Anwendungen wie Fahrzeugen, Schiffen oder Flugzeugen in Frage, bei denen die Speicherdichte von Batterien nicht ausreicht. Wegen der hohen Speicherverluste erscheinen sie für den großtechnischen Ausgleich einer erneuerbaren Stromversorgung fraglich, wenngleich die existierende Infrastruktur des Gasnetzes und die dazu bereits existierende hohe Speicherkapazität für diesen Speicheransatz spricht.

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