Wie elektrische Energie speichern - so das ohne Umwandlung wieder el. Energie zur Verfügung steht ?

"Input" und "Output" bleiben "elektrisch"
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Wie elektrische Energie speichern - so das ohne Umwandlung wieder el. Energie zur Verfügung steht ?

Beitrag von admin » 14.11.2019, 00:53

Elektrische Energie speichern :

in Kondensator, Supraleitender Magnetischer Energiespeicher und Akkumulatoren *

* Bislang größte Bedeutung scheinen die sog. "Batterie-Speicherkraftwerke" zu haben :
WIKI Batterie-Speicherkraftwerk hat geschrieben: Ein Batterie-Speicherkraftwerk ist eine Form von Speicherkraftwerk, welches zur Energiespeicherung Akkumulatoren auf elektrochemischer Basis verwendet. Im Gegensatz zu üblichen Speicherkraftwerken, wie den Pumpspeicherkraftwerken mit Leistungen bis über 1000 MW, bewegen sich die Leistungen von Batterie-Speicherkraftwerken im Bereich von einigen kW bis in den unteren MW-Bereich - die größten realisierten Anlagen erreichen Leistungen bis zu 36 MW. Batterie-Speicherkraftwerke dienen, wie alle Speicherkraftwerke, primär zur Abdeckung von Spitzenlast und in Netzen mit ungenügender Regelleistung auch der Netzstabilisierung.

Batterie-Speicherkraftwerke im Ausmaß von einigen kWh Arbeitsleistung werden zumeist im privaten Bereich im Zusammenspiel mit ähnlich dimensionierten Photovoltaikanlagen betrieben, um Ertragsüberschüsse tagsüber in ertragsärmere bzw. ertragslose Zeiten am Abend bzw. in der Nacht mitzunehmen (s. a. Solarbatterie u. Eigenverbrauch).
Der Vorteil von Batterie-Speicherkraftwerken sind die für energietechnische Systeme extrem kurzen Regelzeiten und Startzeiten im Bereich von 20 ms auf Volllast, da keine mechanisch zu bewegenden Massen vorhanden sind. Damit können diese Kraftwerke nicht nur zur Abdeckung von Spitzenleistung im Minutenbereich dienen, sondern auch zur Dämpfung von kurzfristigen Oszillationen im Sekundenbereich, bei an den Kapazitätsgrenzen betriebenen elektrischen Energienetzen.

Diese Instabilitäten äußern sich in Spannungsschwankungen mit Perioden bis zu einigen 10 Sekunden und können sich in ungünstigen Fällen zu hohen Amplituden aufschwingen, welche zu überregionalen Stromausfällen führen können. Dem können ausreichend stark dimensionierte Batterie-Speicherkraftwerke entgegenwirken. Daher finden sich Anwendungen primär in jenen Regionen, wo elektrische Energienetze an ihrer Kapazitätsgrenze betrieben werden und in der Netzstabilität gefährdet sind. Weitere Anwendung sind Inselnetze, welche nicht mit Nachbarnetzen elektrische Energie kurzfristig austauschen können
Dieses WIKI enthält u.a. eine Liste der derzeit größten Anlagen

Wichtige Kenngrößen solcher Anlagen sind zum einen die Kapazität (kWh bzw. MWh) der jeweiligen "Batterie",

aber auch die maximale Leistung (kW bzw. MW) welche eine so definierte Anlage für eine beschränkte Zeit zu leisten in der Lage ist.

Diese beiden wichtigen Angaben fehlen häufiger in Pressberichten - stattdessen wird gerne davon berichtet "wie viele fiktive Haushalte die betreffende Batterie versorgen könne. Recht dümmliche Vorstellung, dafür sind derartige Anlagen nicht gedacht.

So hat das derzeit (2014) größte Batterie-Speicherkraftwerke in China :
40 MWh Kapazität

und eine 20 MW Maximalleistung

Derzeit sind 3 Standorte (in China) für je ein 1.000 MW Spitzenleistung zu 200 MWh Kapazität Speicherkraftwerk geplant.

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Lithium-Eisenphosphat-Akkumulator

Beitrag von admin » 14.11.2019, 00:55

Lithium-Eisenphosphat-Akkumulator Quelle WIKI

Kathodenmaterial wird Lithium-Eisenphosphat (LiFePO4)

Anode besteht aus Graphit oder hartem Kohlenstoff mit eingelagertem Lithium

Zellspannung von 3,2 V bzw. 3,3 V

Ersatz für die häufig eingesetzte Lithium-Cobalt-Kathode

Gründe :

niedrigeren Materialkosten, die verbesserte Umweltfreundlichkeit und die höhere Sicherheit (eigensicher) – es wird beim Betrieb kein Sauerstoff freigesetzt, was die Gefahr des „thermischen Durchgehen“ (Überhitzung durch exothermen chemischen Reaktion = Brand / Explosion) ausschließt.

Die Verwendung von Lithium-Cobalt ist ab ca. 2050 wegen der Vorräte an Cobalt nicht mehr möglich.

BYD Company Limited Ch ist derzeit der weltgrößte Hersteller dieses Akkutyps

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Energiespeicher mit 40 MWh geht ans Netz

Beitrag von admin » 14.11.2019, 01:00

Offenbar machen „die Chinesen“ (BYD) inzwischen „Nägel mit Köpfen“.... :roll:
Quelle elektroniknet.de 27.10.2014 Andrea Gillhuber hat geschrieben: In Shenzhen ist der weltgrößte Batteriespeicher ans Netz gegangen. Auf dem Betriebsgelände des Unternehmens BYD stellt der Energiespeicher 20 MW Wechselrichterleistung bei 40 MWh Kapazitätzur Verfügung. In dem Speicher sind mehrere 10.000 Lithium-Eisenphosphat-Zellen verbaut.

32 einzelne Speichereinheiten mit je 1250 kWh Kapazität bilden gemeinsam die laut dem chinesischen Unternehmen BYD die weltgrößte Batterie. Insgesamt besteht der Energiespeicher aus knapp 60.000 Lithium-Eisenphosphat-Zellen mit je 230 Ah und soll vor allem Lastspitzen in der Energienachfrage abfedern. Dazu lädt die Großbatterie nachts überschüssigen Strom aus dem Netz und stellt ihn Tagsüber zur Verfügung.

Das Projekt startete im Oktober 2013. Der Aufbau der Gebäude für die Großbatterie nahm die meiste Zeit der 10 monatigen Projektdauer - inkl. Planung und Inbetriebnahme - in Anspruch. Alle Komponenten – vom Kraftwerksleitstand im Gebäude bis hin zu den Batteriezellen – stammt vom Unternehmen. Ein redundantes und von der Zelle über das Batteriemodul bis zum System durchgehendes Sicherheitskonzept gewährleistet einen gefahrlosen Betrieb der Lithium-Eisenphosphat-Akkus.

Ans Netz ging der 40-MWh-Speicher bereits im Juni 2014.
Im o.g. Beitrag wird zusätzlich erwähnt :
Die Großbatterie ist nicht die Einzige in China. 2011 wurde in der Nähe Pekings ein 6MW/36MWh-Regelspeicherkraftwerk von BYD installiert.

Im Moment gibt es Planungen für weitere netzdienliche Speicher. Dafür werden drei Standorte für ein 1000MW/200MWh-Speicherkraftwerk geprüft.
Dagegen nimmt sich die Bemühung des Fraunhofer IFF in Magdeburg :
Quelle elektroniknet.de hat geschrieben: ....haben die Forscher die Leistungsfähigkeit ihre 1-MW-Batterie demonstriert, einem der größten mobilen Großspeicher Deutschlands. Dafür nahmen sie sogar eines ihrer Forschungsgebäude vollständig vom Netz und versorgten es über die Batterie.

Die mobile 1-MW/0,5 MWh-Batterie am Fraunhofer IFF besteht aus 5.000 Lithium-Ionen-Batteriezellen, die in einem Container von der Größe eines Eisenbahnwaggons untergebracht sind. Die Batterie kann das Gebäude der Forschungseinrichtung bis zu fünf Stunden lang mit Strom versorgen. Alternativ könnten mit dem Speicher etwa 100 normale Haushalte vierundzwanzig Stunden lang ohne Stromzufuhr aus dem herkömmlichen Leitungsnetz auskommen.
sehr, sehr bescheiden aus – offenbar ist D dabei seine für ein „rohstoffarmes Land“ wichtige technologische Führungsrolle ohne Not aufzugeben.

Nun ja, das war vor ca. 5 Jahren der Fall - schau mer mal was inzwischen passiert ist ...

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Re: Wie elektrische Energie speichern - so das ohne Umwandlung wieder el. Energie zur Verfügung steht ?

Beitrag von admin » 14.11.2019, 01:09

Hybrid ? Meint etwas Gebündeltes, Gekreuztes oder Gemischtes.

Beim „Hybrid-Stromspeicher“ werden unterschiedliche Akkumulatoren so miteinander kombiniert, dass (simpel gesagt) der eine des anderen Nachteil weitgehend ausgleicht.
Quelle elektroniknet.de 11.08.2014 Andrea Gillhuber hat geschrieben:Die Windenergie spielt eine zentrale Rolle in der Energiewende. Doch erzeugen die Windanlagen auch dann Strom, wenn er nicht benötigt wird. In Braderup ist nun eine Hybrid-Batterie mit einer Gesamtkapazität von 3,4 MWh ans Netz gegangen. Sie liefert Strom auch bei Flaute - eine Woche lang für 40 Häuser.

...Einer der europaweit größten Energiespeicher ist Mitte Juli im Schleswig-Holsteinischen Braderup ans Netz gegangen: Die Hybrid-Batterie mit 3,4 MWh Gesamtkapazität besteht aus einem Lithium-Ionen- und einem Vanadium-Redox-Flow-Speicher. Das Batteriesystem stammt von Bosch und speichert Strom aus dem 18-MW-Bürgerwindpark BWP Braderup-Tinnigstedt. Über ein rund zehn Kilometer langes Erdkabel ist der Hybrid-Speicher an das Stromnetz der Schleswig-Holstein Netz AG angebunden.
Leider fehlt mir der Originallink - aber diese interessante Quelle gibt es noch

Was mich stört :
Doch erzeugen die Windanlagen auch dann Strom, wenn er nicht benötigt wird. :shock:
Warum wird „nicht benötigter Strom“ nicht geplant in „P2G“ umgewandelt ? Schließlich ist elektrischer Strom im Konzert der benötigten Energien, nur ein verhältnismäßig kleiner Anteil an dem gesamten „Primärenergiebedarf“.

Wie groß muss, bzw. wie „klein“ darf eine WKA sein, um auch oder ausschließlich „synthetisches Methangas“ zu produzieren :?:

Schön, wenn für alles was el. Strom benötigt ausreichende Kapazitäten lokal – dezentral vorhanden ist. Noch schöner, wenn parallel dazu „überschüssige“ el. Energie als Gas lokal – dezentral – aber auch überall sonst (wo ohnedies bereits Gasrohre liegen) zur allgemeinen Verfügung stehen.

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Schwerin - Energiespeicher mit 5 MWh geht ans Netz

Beitrag von admin » 14.11.2019, 01:23

Batteriespeicher (Lithium-Manganoxid-Zellen) Am 16. September 2014 wurde der WEMAG-Batteriespeicher feierlich in Betrieb genommen.
... baute die WEMAG zusammen mit dem Technologieunternehmen Younicosin Schwerin den größten kommerziellen Batteriespeicher in Europa. Er soll kurzfristige Netzschwankungen, die bei Wind- und Sonnenergie auftreten können, ausgleichen.

Errichtet wurde der vollautomatisierte Batteriepark, der die Größe einer Turnhalle hat, vom Berliner Startup Younicos. Das Unternehmen hat sich auf die Netzintegration erneuerbarer Energien spezialisiert. Baubeginn war im September 2013. Mitte September 2014 ging der Großspeicher mit einer Kapazität von 5 Megawattstunden in Betrieb. Mit einer Leistung von 5 Megawatt hilft er, die Netzfrequenz zu stabilisieren und Wind- und Sonnenstrom sicher in das bestehende Netz integrieren. Die Batterien stammen von Samsung SDI. Das koreanische Unternehmen garantiert die Leistung der verwendeten Lithium-Ionen-Zellen 20 Jahre lang.
Das ist nun lt. FAZ "Europas größte Batterie" womit klar ist das bringt EU nicht vor China, dort ist ein 8mal größere Anlage einigen bereits existierenden ~6 MWh Anlagen gefolgt. So "riesig" ist diese Anlage im Land der Dichter und Denker nun wirklich nicht.
Quelle FAZ hat geschrieben: Die Bereitstellung effektiver Speicher- und Puffersysteme für den Ausgleich schwankender Strommengen aus Wind- und Solarparks gilt als eine Schlüsselfrage der Energiewende. Der Bund förderte das rund 6 Millionen Euro teure Projekt in Schwerin mit 1,3 Millionen Euro. Zur Inbetriebnahme wird Bundeswirtschaftsminister Sigmar Gabriel (SPD) in Schwerin erwartet.

Trotz des Pilotcharakters will die Wemag den Batteriespeicher wirtschaftlich betreiben und am Primärregelenergiemarkt damit Geld verdienen, wie Vorstand Thomas Pätzold sagte. Wegen der zunehmend dezentralen Stromproduktion in Solar- und Windparks oder Biogasanlagen komme es häufiger zu kleinsten Netzschwankungen, die rasch ausgeglichen werden müssten. Dazu diene der vollautomatisch arbeitende Batteriespeicher. Laut einer neuen Studie braucht Deutschland solche Batteriespeicher allerdings gar nicht.

Vor der Inbetriebnahme in Schwerin wurde noch einmal alles geprüft. Fachleute sehen derzeit jedoch vor allem in der flexiblen Fahrweise von Gaskraftwerken, einem aktiven Lastmanagement bei industriellen Stromverbrauchern sowie im Stromhandel mit Nachbarstaaten die effektivsten Möglichkeiten der schwankenden Ökostrom-Produktion zu begegnen. Fortschritte bei Speichertechnologien werden vor allem bei Elektroautos und in der chemischen Industrie erwartet.
So richtig begeistert sind also die "Fachleute" denen die FAZ zuhört wohl nicht. Besser weiter Erdgas verbrennen und CO2 emittieren, Strom auf verlustbehaftete Reisen schicken - die "Lieferanten & Co" wir´s freuen...

Ach ja hier gab es mal AGORA-Speicherstudien - die sind nun nichtmehr auffindbar - wenigsten die Gegendarstellungen sind noch online.

Diese Studie ist heftig umstritten :

Eurosolar zerlegt Agora-Speicherstudie
18. September 2014


Auch BVES widerspricht Agora-Speicherstudie
19. September 2014

Quelle PV-Magazin hat geschrieben:Die Bauzeit des Batteriekraftwerks betrug zwölf Monate und erhielt eine Anschubfinanzierung des Bundesumweltministeriums von 1,3 Millionen Euro. Younicos aus Berlin hat den Speicher schlüsselfertig errichtet. Im Inneren des etwa turnhallengroßen Gebäudes speicherten 25.600 Lithium-Manganoxid-Zellen Strom in Millisekunden. Die Batteriezellen hat Samsung SDI geliefert. Fünf Mittelspannungstransformatoren verbinden das Kraftwerk sowohl mit dem regionalen Verteilnetz als auch mit dem nahegelegenen Höchstspannungsnetz.

Die in Schwerin errichtete fünf Megawatt-Batterie ersetze das Regelpotenzial einer konventionellen 50 Megawatt Turbine, heißt es bei WEMAG weiter.
Auch wenn ich persönlich immer wieder den selben Quatsch anhören muss - jede Art von "Speichern" hat seine Berechtigung. Die schönen fossilen Speicherkapazitäten (vor jedem fossilen Wärmekraftwerk liegen Kohle auf Halde - wenn das kein Speicher ist ??? ) werden innerhalb von wenigen Jahren verschwunden sein - samt der Kraftwerke - die durch ihre Masse bislang "netzdienlich" waren - etwas, was ein zukünftig aus EE bestehendes Netz eben anders abbilden muß....

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