Ingenieurwissenschaften Energietechnik – Energiespeicher
Karteikarten zum Thema „Ingenieurwissenschaften“ · 15 Karten · von atrio. Beispiele: Wie werden Energiespeicher nach dem physikalischen Prinzip klassifiziert…
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15 KartenWie werden Energiespeicher nach dem physikalischen Prinzip klassifiziert?
Rückseite
In mechanische (Potenzial/Kinatik), elektrochemische, thermische und chemische Speicher – jeweils mit charakteristischen Wirkungsgraden, Leistungsdichten und Entladezeiten.
Welches Prinzip nutzt ein Pumpspeicherkraftwerk (PSW)?
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Pumpen von Wasser in ein Oberbecken bei Überschussstrom; Turbinieren bei Bedarf. Gravitationspotenzialenergie wird in elektrische Energie zurückgewandelt.
Welchen Wirkungsgrad erreicht ein modernes Pumpspeicherkraftwerk im Volllastbetrieb?
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75 bis 85 % Roundtrip-Wirkungsgrad; höchste installierte Speicherkapazität weltweit, aber standortabhängig und langwierig in der Genehmigung.
Was unterscheidet adiabate von diabaten Druckluftspeichern (CAES)?
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Adiabate CAES speichern die Kompressionswärme thermisch und nutzen sie bei Entspannung – kein fossiler Brennstoff nötig. Diabate CAES kühlen ab und heizen bei Entladung mit Gas nach.
Für welche Anwendungen eignen sich Schwungradspeicher besonders?
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Kurzzeitige Leistungsspitzen (Sekunden bis Minuten), hohe Zyklenfestigkeit (> 100.000), Primärregelleistung und USV – geringe Energiedichte, hoher Wirkungsgrad (85–95 %).
Wie funktioniert der Ladungstransport in einer Lithium-Ionen-Batterie?
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Li-Ionen wandern beim Laden vom Kathoden- ins Anodenmaterial (Graphit) durch den Elektrolyten; Elektronen fließen äußerlich. Entladung kehrt den Prozess um.
Was ist der Hauptvorteil von Redox-Flow-Batterien gegenüber Li-Ionen?
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Leistung und Kapazität unabhängig skalierbar (Tankgröße vs. Zellfläche), tiefe Entladung unproblematisch, lange Lebensdauer (> 10.000 Zyklen), aber niedrigere Energiedichte.
Welche Schritte umfasst der Power-to-Gas-Prozess (PtG)?
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Elektrolyse (Strom → H₂), optional Methanisierung (H₂ + CO₂ → CH₄), Einspeisung ins Gasnetz oder Weiterverwendung – ermöglicht saisonale Speicherung großer Energiemengen.
Welchen Gesamtwirkungsgrad erreicht Power-to-Gas-to-Power (Wasserstoff-Rückverstromung)?
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30 bis 45 % (Elektrolyse ~70 %, Gaskraftwerk ~55–60 %); niedrig, aber für saisonale Speicherung und Sektorkopplung systemisch unverzichtbar.
Wie speichern Sensible Wärmespeicher Energie?
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Durch Temperaturerhöhung eines Mediums (Wasser, Schmelzsalz, Beton) ohne Phasenwechsel – Speicherkapazität proportional zu Masse, spezifischer Wärmekapazität und Temperaturdifferenz.
Was beschreibt das Ragone-Diagramm?
Rückseite
Grafische Darstellung von spezifischer Leistung (W/kg) über spezifischer Energie (Wh/kg) – zeigt Kompromiss zwischen Schnellentladung (Leistung) und Kapazität (Energie)各技术.
Welche Kenngröße bewertet die Wirtschaftlichkeit eines Speichers über die Lebensdauer?
Rückseite
Levelized Cost of Storage (LCOS) in €/kWh – diskontierte Gesamtkosten (Invest, Betrieb, Ersatz, Entsorgung) geteilt durch gesamte abgegebene Energie über Lebenszeit.
Was versteht man unter Selbstentladung bei elektrochemischen Speichern?
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Kapazitätsverlust im Ruhezustand durch parasitäre Nebenreaktionen; bei Li-Ion ~1–3 %/Monat, bei Redox-Flow vernachlässigbar, bei Supraleitern (SMES) null.
Welche Speichertechnologie eignet sich für saisonale Speicherung (Wochen bis Monate)?
Rückseite
Power-to-Gas (Wasserstoff/Methan), große Wärmespeicher (Erdbeckenspeicher), Pumpspeicher mit großen Becken – Batterien unwirtschaftlich wegen Selbstentladung und Kapitalkosten.
Welche Dienstleistungen erbringen Speicher im Stromnetz (Systemdienstleistungen)?
Rückseite
Primär-/Sekundärregelleistung, Momentanreserve, Spannungshaltung, Schwarzstartfähigkeit, Engpassmanagement, Eigenverbrauchsoptimierung – je nach Reaktionszeit und Energiekapazität.