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Energiespeicherung

Die Energiespeicherung beschäftigt sich damit, bestehende Energieformen so zu speichern, das sie relativ kurzfristig abgerufen und verbraucht werden können. Hierbei besteht ein Unterschied zwischen der Energiespeicherung und dem Energiespeicher, obwohl sie üblicherweise miteinander verknüpft sind. Das eine beschreibt den Vorgang der Speicherung, das andere das Behältnis oder die Art des Speichers.

Aus der Art der Energie ergibt sich die Energiespeicherung

Um die Speicherung bestimmen zu können, ist es notwendig, die Energieentstehung zu betrachten. Es gibt eine Vielzahl an technischen Möglichkeiten, um Energie zu erzeugen. Diese lassen sich wiederum unterteilen, etwa in direkt nutzbare und indirekt nutzbare Energieformen.

Zu den direkt nutzbaren Energien gehören:

Bei dieser Art der Energieerzeugung wird größtenteils elektrische Energie, aber auch thermische Energie erzeugt. Hier erfolgt die Speicherung meist in Akkumulatoren oder in Wärmespeichern.

Zu den indirekt erzeugten Energieformen zählen alle, die Energie aus Stoffen erzeugen, die einen bestimmten, verwertbaren Energiegehalt besitzen und vor der Energieerzeugung eine Bearbeitung oder Umformung benötigen. Das bedeutet zunächst einmal eine Speicherung dieser Stoffe, was wiederum ebenso zur Energiespeicherung zählt.

Bei diesen Beispielen kann die Energiespeicherung zweimal erfolgen. Einmal die der Energieerzeugung vorgeschaltete Energiespeicherung durch Lagerung und Bereitstellung der energiehaltigen Stoffe und einmal die Energiespeicherung der erzeugten Energie, wiederum meist elektrische oder Wärmeenergie, die in Akkumulatoren oder Wärmespeichern zwischengelagert wird.

Eine Sonderstellung nehmen bestimmte Formen der mechanischen Energie ein, die Energie erzeugt, ohne auf energiehaltige Stoffe oder freie Energie als Verbrauchsmittel zurückzugreifen, so wie:

Diese Formen der Energieerzeugung beinhalten zugleich die Speicherung der Energie in Form der zur Energieerzeugung benötigten technischen Einrichtungen. Das gilt übrigens nicht für Windenergie oder Wasserenergie aus freien Gewässern.

Energiespeicherung geht grundsätzlich immer auch mit Energieentwertung einher. Eine unumstößliche Regel besagt, dass der Energieaustrag aus einem Energiespeicher immer kleiner ist als der Energieeintrag. Eine Energiespeicherung bedeutet deshalb immer einen gewissen Verlust der Energie beziehungsweise deren Wandlung in eine minderwertigere Energieform. Dieser Effekt wird durch Leitungsverluste, im Besonderen bei elektrischer Energie und thermischer Energie, verstärkt. Mit entsprechenden Maßnahmen lässt sich Energiespeicherung effizienter machen, wobei die Eingrenzung des zu erwartenden Energieverlustes im Vordergrund steht. Das kann bei thermischer Speicherung eine bessere Dämmung des Speicherbehälters sein, bei elektrischen Speichern ein besserer Wirkungsgrad, bei mechanischen Energieerzeugern eine Modernisierung der Anlage.

Ist eine Steigerung der Effizienz bei der Energiespeicherung nicht möglich oder ist diese im Kostenverhältnis unrentabel, kann stattdessen die Energieerzeugung verbessert werden. Dadurch steigt die Menge der einzuspeichernden Energie. Ein weiterer Weg ist die Energieeinsparung.

Quizfragen zum Thema

  1. Was wird unter einer Kavernenspeicherung verstanden?

    Bei einer Kavernenspeicherung werden energiehaltige Stoffe, etwa Gas oder Rohöl, in unterirdische Hohlräume gepresst.

  2. Wie hoch ist der Wirkungsgrad eines Pumpspeicherwerks?

    Der Wirkungsgrad eines Pumpspeicherwerks liegt je nach Alter der Anlage zwischen 65 % und 80 %. Obwohl das ein relativ hoher Verlust an Energie darstellt, ist ein Pumpspeicherwerk effektiv, da es den Energieeintrag, das Hochpumpen des Wassers, zu Zeiten vornehmen kann, in denen das Elektrizitätsnetzwerk gering belastet ist, etwa in den frühen Morgenstunden. Dafür erlaubt das Pumpspeicherwerk die schnelle Energieerzeugung in Spitzenlastzeiten.

  3. Was ist bei der Energiespeicherung unter dem Begriff Selbstentladung zu verstehen?

    Die Selbstentladung ist ein Vorgang, der Batterien und Akkumulatoren sowie Kondensatoren betrifft. Hierbei entsteht ein Verlust der gespeicherten Energie durch Verbrauch oder Verunreinigung des elektrochemischen Materials, ohne das ein Verbraucher angeschlossen ist. Erhöhte Umgebungswärme beschleunigt den Vorgang.

  4. Was ist unter Erhaltungsladung zu verstehen?

    Mittels der Erhaltungsladung wird in einem gelagerten Akkumulator der Selbstentladung entgegengewirkt. Entsprechende Ladegeräte steuern die Erhaltungsladung im Intervall oder anhand der Entladung.

  5. Was ist eine Dyson-Sphäre?

    Eine Dyson-Sphäre ist die theoretische Überlegung, mittels Solarkollektoren, die die Sonne umkreisen, deren Energie gezielt einzufangen und der Erde zuzuführen. Diese Überlegung des britisch-US-amerikanischen Physikers und Mathematikers Freeman J. Dyson entstand durch das Wissen, das die Sonne pro Tag etwa 4 Millionen Terrawattstunden Energie auf die Erde abstrahlt. Der weltweite Energieverbrauch pro Tag liegt bei 273 Terrawattstunden. Ein Tag Sonnenenergie könnte den Energiebedarf der Erde für 40 Jahre decken.


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