Energiespeicher für die Energiewende

Vorwort

Inhalt

1 Einleitung

2 Beschreibung von Speichertechnologien

2.1 Grundlegende Funktion, Aufbau von Speichersystemen und deren Beschreibung

2.1.1 Einspeichern, Ausspeichern oder Be- und Entladen

2.1.2 Selbstentladung von Speichern

2.1.3 Beschreibung eines Speichersystems

2.1.4 Entwicklung einer wirtschaftlich optimierten Betriebsführung

2.2 Auslegung von Speichersystemen

2.3 Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen

2.3.1 Investitionskosten

2.3.2 Wirtschaftlichkeitsberechnungen

2.3.3 Wirtschaftliche Bewertung von Speichersystemen

2.4 Weitere Begriffe

2.5 Übungsaufgaben

2.6 Literatur

3 Anforderungen und Systemsystemkomponenten von Speichersystemen

3.1 Anforderungen und Systemkomponenten

3.2 Anforderungen für Speichersysteme

3.3 Systemkomponenten eines Speichersystems

3.4 Übungsaufgaben

3.5 Literatur

4 Mechanische Speicher

4.1 Konversion von mechanischer Energie in elektrische Energie

4.2 Verwendung potenzieller Energie I – Pumpspeicherkraftwerke und alternative Konzepte

4.3 Verwendung von Rotationsenergie – Schwungradspeicher

4.4 Verwendung potenzieller Energie II – Druckluftspeicher

4.5 Anwendungsbeispiel – Ertüchtigung eines Pumpspeicherkraftwerks für den sekundären Energiemarkt

4.6 Übungsaufgaben

4.7 Literatur

5 Thermische Speicher

5.1 Grundlagen

5.2 Sensible Wärmespeicher

5.3 Latentwärmespeicher

5.4 Thermochemische Speicher

5.5 Übungsaufgaben

5.6 Literatur

6 Elektrische Speichersysteme

6.1 Leistungselektronische Komponenten und Transformatoren

6.2 Anforderungen

6.3 Kondensator

6.4 Doppelschichtkondensatoren

6.5 Anforderungen an Doppelschichtkondensatoren

6.6 Anwendungsbeispiel – Rekuperation eines Personenaufzugs

6.7 Übungsaufgaben

6.8 Literatur

7 Elektrochemische Speichersysteme

7.1 Allgemeine Betrachtungen

7.1.1 Elektrochemische Reaktionsgleichungen

7.1.2 Anforderungen und Auslegung

7.1.3 SOC, SOH und Alterung

7.1.4 Modellierung von Zellen

7.1.5 Systemkomponenten EMS und BMS

7.2 Bleibatterien

7.2.1 Haupt- und Nebenreaktionen

7.2.2 Anforderungen und Systemkomponenten von Bleibatteriesystemen

7.2.3 Anwendungsbeispiel – Versorgung eines Mobilfunksendemasts

7.3 Lithium-Ionen-Batterien

7.3.1 Chemie von Lithium-Ionen-Batterien

7.3.2 Anforderungen und Systemkomponenten für den Gebrauch von Lithium-Ionen-Batterien

7.3.3 Alterung und Betriebsführung

7.3.4 Anwendungsbeispiel – Solarstromspeichersystem

7.4 Hochtemperaturbatterien

7.4.1 Hauptreaktion

7.4.2 Anforderungen und Systemkomponenten

7.4.3 Anwendungsbeispiel – Einbindung einer Natrium-Schwefel-Batterie an einen Windpark in einem Inselnetz

7.5 Redox-Flow-Batterien

7.5.1 Chemie und Hauptreaktionen

7.5.2 Anforderungen an Redox-Flow-Batterien

7.5.3 Anwendungsbeispiel – Einbindung einer Redox-Flow-Batterie an einen Windpark in einem Inselnetz

7.6 Übungsaufgaben

7.7 Literatur

8 Chemische Speicher

8.1 Allgemeine Funktion und Anforderungen

8.2 Wasserstofftechnik

8.2.1 Techniken zur Wasserspaltung

8.2.2 Brennstoffzelle

8.2.3 Anwendungsbeispiel – Lastwagen mit Brennstoffzellenantrieb

8.3 Methanisierung

8.3.1 Grundreaktion

8.3.2 Anwendungsbeispiel – Windanlage und Methanisierung

8.4 Übungsaufgaben

8.5 Literatur

9 Lastmanagement

9.1 Grundfunktionen und Anforderungen

9.2 Anwendungsbeispiel – Lastmanagement für einen Gewerbe- und Wohnkomplex

9.3 Übungsaufgaben

9.4 Literatur

Index