Was sind Energiespeichersysteme?

Energiespeichersysteme

Energiespeichersysteme dienen dazu, überschüssige Energie zu speichern, die zum aktuellen Zeitpunkt nicht benötigt wird – um sie später bei Bedarf wieder verfügbar zu machen.
Dabei wird die Energie oft in eine andere Energieform umgewandelt, z. B.:

von elektrischer Energie in chemische Energie (wie in einem Akkumulator oder Batteriespeicher)
oder in potenzielle Energie, z. B. in einem Pumpspeicherkraftwerk, wo Wasser in ein höher gelegenes Becken gepumpt wird

Wenn Energie wieder benötigt wird, erfolgt eine Rückumwandlung in die gewünschte Form, z. B. wieder in Strom für das Netz oder den Eigenverbrauch.

Energieverluste beim Speichern

Bei jedem Speicherprozess entstehen Verluste, meist in Form von Wärmeverlusten. Auch die Umwandlung zwischen Energieformen (z. B. Strom zu chemisch und zurück) ist nie vollständig effizient

Zeitskalen und Technologien für Energiespeicherung

Der zunehmende Anteil von Windkraftanlagen und der variablen Stromnachfrage erfordert flexible Stromspeicherlösungen, die je nach Zeitskala unterschiedliche Technologien nutzen. Die Energiespeicherung lässt sich in folgende zeitliche Kategorien einteilen:

Zeitfenster für die Energiespeicherung:

Millisekunden bis Minuten (z. B. Netzfrequenzschwankungen)

Stunden bis 24 Stunden (z. B. tägliche PV-Erzeugungsprofile)

Bis zu drei Tagen (z. B. wetterbedingte Schwankungen)

Ein bis zwei Wochen (z. B. anhaltende Windflauten oder Starkwindperioden)

Saisonale Speicherung (z. B. Sommer-Winter-Ausgleich)

Kurzzeitspeicher: Schnell, effizient und zyklenfest

Kurzzeitspeicher speichern Energie für Sekunden bis zu einem Tag. Sie zeichnen sich durch:

hohen Wirkungsgrad,

viele Ladezyklen

und schnelle Reaktionszeiten aus.

Zu den wichtigsten Technologien gehören:

Schwungradspeicher

Superkondensatoren

Induktive Speicher (Spulen)

Akkus (von Minuten- bis Tagesbereich)

Pumpspeicherkraftwerke

Druckluftspeicher

Latent- und Sensible-Wärmespeicher (thermische Speicher von Minuten bis Tagen)

Langzeitspeicher: Hohe Kapazität, geringe Verluste

Langzeitspeicher können Energie über mehrere Tage bis hin zu saisonalen Zeiträumen speichern.
Typisch sind:

geringe Selbstentladung,

niedrigerer Wirkungsgrad

und weniger Ladezyklen im Vergleich zu Kurzzeitspeichern.

Zu den relevanten Technologien zählen:

Wasserstoff- und Gasspeicher

Langfristige Wärmespeicher (latent & sensibel)

Fernwärmespeicher

chemische Energieträger (synthetische Kraftstoffe)

saisonale Pumpspeicherlösungen