Energiespeicher, Stromspeicher - Systeme

Grundsätzlich speichert jede Art eines Stromspeichers Energie. Diese kann in unterschiedlicher Form vorliegen. Die Typen der Speicher sind häufig nicht für die vorliegende zu speichernde Energie geeignet und wandeln sie daher zur Speicherung in eine andere Energieart um. Innerhalb des Umwandlungsprozesses verbrauchen sie einen gewissen Anteil der Energie. Wird die Energie wieder in der gewünschten Form abgegeben, entstehen erneut Verluste bei der Rückwandlung in die gewünschte Energieform.

Unterscheidung der Energiespeicher nach vorliegenden Energiearten

Eine vorliegende Energie kann elektrisch, thermisch, chemisch oder kinetisch geartet sein. Jede der genannten Formen kann in eine der anderen Formen transformiert werden. Abhängig ist dies vom gewünschten Anwendungszweck, der vorliegenden Energiemenge und den Möglichkeiten des Installations- oder Aufbauortes. Fälschlicherweise werden Gasometer oder Tankanlagen häufig als Energiespeicher bezeichnet, obwohl sie sind nur Energielager für Energieträger sind. Die Zwischenlagerung von vorhandener Energie wird im Rahmen der Energiewende große Bedeutung erfahren und sich mehrerer verschiedener Verfahren bedienen. Unregelmäßig erzeugte Energie aus Solar- und Windkraft wird in Energiespeichern gelagert und je nach Bedarf zum Ausgleich von Verbrauchsspitzen ins elektrische Versorgungsnetz zurückgeführt.

Größen von Energiespeichern

Die Bauformen von Energiespeichern sind höchst unterschiedlich. Von der Knopfzelle für die Armbanduhr bis zum Stausee oder Pumpspeicherwerk ist alles denkbar. Thermische Speicher finden sich in Haushaltsgröße zur Heizungsunterstützung bis zu Großanlagen zur Wärmespeicherung für ganze Stadteile. Chemische Typen von Speichern sind in zahlreichen Akkumulatorsystemen üblich. Gängig sind sie von der Knopfzelle bis zu Batterieanlagen mit mehreren MW Leistung. Die chemische Beschaffenheit richtet sich meist nach dem erforderlichen Einsatzzweck und der benötigten Energiedichte. Zukünftig werden bei den Energiespeichern kombinierte Anlagen vermehrt zum Einsatz kommen. So kann etwa überschüssiger Windstrom Pumpspeicherwerke füllen, Biogas kann zur Erzeugung von Wasserstoff verwendet werden, der bei seiner Rückwandelung über Brennstoffzellen wiederum Strom erzeugt.

Chemische Energiespeicherung hat Zukunft

Die Forschung zur Entwicklung leistungsfähiger Typen von Akkumulatoren betrifft fast ausschließlich chemische Verfahren. Die Entwicklung der Elektromobilität erfordert hohe Kapazitäten in kleinen und leichten Batterien. Sie sollen viele Ladezyklen aushalten und möglichst unempfindlich gegen Tiefentladung und hohe Leistungsabgaben sein. Dazu wünschen sich die Verbraucher ein unkompliziertes und schnelles Aufladen und moderate Preise. Die Energiespeicherung für Autos steht erst am Anfang seiner Entwicklung und wird auch zukünftig durch Zusatzmotoren, sogenannte Rangeextender, an Bord der Fahrzeuge zusätzliche Stromerzeugung bieten. Diese Stromerzeugung wird jedoch zukünftig nicht mehr von Verbrennungsmotoren, sondern von anderen Energiespeichern, etwa von in Wasserstoff gewandelter Solarenergie, betrieben werden. Für die Beheizung des Innenraumes von Elektrofahrzeugen könnten sich kleine thermische Speicher etablieren.