Energiespeicher

Es gibt eine Vielzahl von Energiespeichern, welche für unterschiedliche Zwecke verwendet werden. Man unterscheidet: thermische Energiespeicher, mechanische und thermomechanische Energiespeicher, elektrische Energiespeicher, elektrochemische Energiespeicher sowie chemische Energiespeicher und thermochemische Speicher.

Thermische Energiespeicher werden vor allem in der Industrie und in Gewerbebetrieben eingesetzt, um Abwärme einer weiteren Nutzung zuführen und zum Beispiel in ein Fernwärmenetz einzuspeisen. Thermische Energiespeicher werden unterschieden in:

• Niedertemperatur-Speicher: In einem Temperaturbereich bis etwa 100 °C wird am häufigsten Wasser eingesetzt. Diese Speichertechnologie wird für die Brauchwassererwärmung und Gebäudeheizung sowie in Kraftwerken verwendet.
• Hochtemperatur Speicher: Durch das Aufheizen und Abkühlen von anorganischen Materialien wie Feuerfestkeramiken oder Schüttungen aus keramischen Füllkörpern kann Wärme in Festkörpern bei Temperaturen von mehr als 1.000 °C gespeichert werden. Die Temperatur beim Ausspeichern entspricht nahezu der Temperatur beim Einspeichern. Diese Technologie bietet eine lange Lebensdauer und unbegrenzte Zyklenfestigkeit. Kraftblock ist ein thermischer Hochtemperaturspeicher und kann bis maximal 1300°C speichern.

Mechanische und thermomechanische Energiespeicher werden für die Langzeitspeicherung von elektrischer Energie durch die Umwandlung in eine andere Energieform genutzt. Zu dieser Form der Energiespeicher zählen etwa Pumpspeicherkraftwerke, Schwungradmassenspeicher, Druckluftspeicher, Flüssigluft-Energiespeicher sowie Thermopotenzialspeicher.

Elektrische Energiespeicher speichern elektrische Energie ohne vorherige Umwandlung. Zu den elektrischen Energiespeichern zählen Doppelschichtkondensatoren, welche vorwiegend in Hochleistungs- und Kurzzeit-Speichersystemen eingesetzt werden supraleitende magnetische Energiespeicher, die die Energie magnetischen Feldern von Spulen speichern.

Elektrochemische Speichersysteme sind wiederaufladbare elektrochemische Zellen, in denen mit einer Redoxreaktion elektrische Energie gespeichert wird.

Chemische Energiespeicher, beispielsweise die Wasserelektrolyse. Bei ihr dient Wasserstoff als Energieträger. Bei der Power-to-Gas Energiespeicherung werden das Strom- und Gasnetz miteinander verbunden. Erzeugt werden Wasserstoff und optional zusätzlich Methan aus Strom. Metallhydride können Energie in Form von Wärme oder den Energieträger Wasserstoff speichern. Lithium-Ionen-Batterien gehören zu den bekanntesten Chemischen Energiespeichern.

Thermochemische Speicher nutzen physikalische Bindungen, die Aufnahme beziehungsweise Lösung eines Stoffs sowie reversible chemische Reaktionen für die Energiespeicherung. Sogenannte Latentwärmespeicher nutzen die bei einem Phasenwechsel fest-flüssig, fest-fest, flüssig-gasförmig oder fest-gasförmig auftretenden Energieänderungen zur Ein- und Ausspeicherung von Wärme. Anwendung findet diese Speichertechnologie in Systemen, die Dampf als Arbeitsmedium verwenden.