Energiespeicher für die Energiewende - Auslegung und Betrieb von Speichersystemen
von: Armin U. Schmiegel
Carl Hanser Fachbuchverlag, 2019
ISBN: 9783446457393
Sprache: Deutsch
250 Seiten, Download: 19332 KB
Format: PDF, auch als Online-Lesen
geeignet für:
Typ: A (einfacher Zugriff)
| Vorwort | 6 | ||
| Inhalt | 8 | ||
| 1 Einleitung | 12 | ||
| 2 Beschreibung von Speichertechnologien | 14 | ||
| 2.1 Grundlegende Funktion, Aufbau von Speichersystemen und deren Beschreibung | 15 | ||
| 2.1.1 Einspeichern, Ausspeichern oder Be- und Entladen | 15 | ||
| 2.1.2 Selbstentladung von Speichern | 18 | ||
| 2.1.3 Beschreibung eines Speichersystems | 18 | ||
| 2.1.4 Entwicklung einer wirtschaftlich optimierten Betriebsführung | 21 | ||
| 2.2 Auslegung von Speichersystemen | 23 | ||
| 2.3 Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen | 29 | ||
| 2.3.1 Investitionskosten | 29 | ||
| 2.3.2 Wirtschaftlichkeitsberechnungen | 32 | ||
| 2.3.3 Wirtschaftliche Bewertung von Speichersystemen | 34 | ||
| 2.4 Weitere Begriffe | 36 | ||
| 2.5 Übungsaufgaben | 39 | ||
| 2.6 Literatur | 40 | ||
| 3 Anforderungen und Systemsystemkomponenten von Speichersystemen | 42 | ||
| 3.1 Anforderungen und Systemkomponenten | 42 | ||
| 3.2 Anforderungen für Speichersysteme | 46 | ||
| 3.3 Systemkomponenten eines Speichersystems | 48 | ||
| 3.4 Übungsaufgaben | 50 | ||
| 3.5 Literatur | 51 | ||
| 4 Mechanische Speicher | 52 | ||
| 4.1 Konversion von mechanischer Energie in elektrische Energie | 52 | ||
| 4.2 Verwendung potenzieller Energie I – Pumpspeicherkraftwerke und alternative Konzepte | 54 | ||
| 4.3 Verwendung von Rotationsenergie – Schwungradspeicher | 60 | ||
| 4.4 Verwendung potenzieller Energie II – Druckluftspeicher | 68 | ||
| 4.5 Anwendungsbeispiel – Ertüchtigung eines Pumpspeicherkraftwerks für den sekundären Energiemarkt | 75 | ||
| 4.6 Übungsaufgaben | 79 | ||
| 4.7 Literatur | 80 | ||
| 5 Thermische Speicher | 82 | ||
| 5.1 Grundlagen | 83 | ||
| 5.2 Sensible Wärmespeicher | 94 | ||
| 5.3 Latentwärmespeicher | 101 | ||
| 5.4 Thermochemische Speicher | 106 | ||
| 5.5 Übungsaufgaben | 108 | ||
| 5.6 Literatur | 109 | ||
| 6 Elektrische Speichersysteme | 110 | ||
| 6.1 Leistungselektronische Komponenten und Transformatoren | 110 | ||
| 6.2 Anforderungen | 116 | ||
| 6.3 Kondensator | 119 | ||
| 6.4 Doppelschichtkondensatoren | 126 | ||
| 6.5 Anforderungen an Doppelschichtkondensatoren | 130 | ||
| 6.6 Anwendungsbeispiel – Rekuperation eines Personenaufzugs | 133 | ||
| 6.7 Übungsaufgaben | 141 | ||
| 6.8 Literatur | 142 | ||
| 7 Elektrochemische Speichersysteme | 144 | ||
| 7.1 Allgemeine Betrachtungen | 145 | ||
| 7.1.1 Elektrochemische Reaktionsgleichungen | 145 | ||
| 7.1.2 Anforderungen und Auslegung | 148 | ||
| 7.1.3 SOC, SOH und Alterung | 153 | ||
| 7.1.4 Modellierung von Zellen | 159 | ||
| 7.1.5 Systemkomponenten EMS und BMS | 160 | ||
| 7.2 Bleibatterien | 163 | ||
| 7.2.1 Haupt- und Nebenreaktionen | 163 | ||
| 7.2.2 Anforderungen und Systemkomponenten von Bleibatteriesystemen | 164 | ||
| 7.2.3 Anwendungsbeispiel – Versorgung eines Mobilfunksendemasts | 168 | ||
| 7.3 Lithium-Ionen-Batterien | 174 | ||
| 7.3.1 Chemie von Lithium-Ionen-Batterien | 174 | ||
| 7.3.2 Anforderungen und Systemkomponenten für den Gebrauch von Lithium-Ionen-Batterien | 176 | ||
| 7.3.3 Alterung und Betriebsführung | 179 | ||
| 7.3.4 Anwendungsbeispiel – Solarstromspeichersystem | 181 | ||
| 7.4 Hochtemperaturbatterien | 193 | ||
| 7.4.1 Hauptreaktion | 193 | ||
| 7.4.2 Anforderungen und Systemkomponenten | 194 | ||
| 7.4.3 Anwendungsbeispiel – Einbindung einer Natrium-Schwefel-Batterie an einen Windpark in einem Inselnetz | 197 | ||
| 7.5 Redox-Flow-Batterien | 202 | ||
| 7.5.1 Chemie und Hauptreaktionen | 202 | ||
| 7.5.2 Anforderungen an Redox-Flow-Batterien | 203 | ||
| 7.5.3 Anwendungsbeispiel – Einbindung einer Redox-Flow-Batterie an einen Windpark in einem Inselnetz | 205 | ||
| 7.6 Übungsaufgaben | 208 | ||
| 7.7 Literatur | 209 | ||
| 8 Chemische Speicher | 212 | ||
| 8.1 Allgemeine Funktion und Anforderungen | 213 | ||
| 8.2 Wasserstofftechnik | 216 | ||
| 8.2.1 Techniken zur Wasserspaltung | 216 | ||
| 8.2.2 Brennstoffzelle | 219 | ||
| 8.2.3 Anwendungsbeispiel – Lastwagen mit Brennstoffzellenantrieb | 221 | ||
| 8.3 Methanisierung | 224 | ||
| 8.3.1 Grundreaktion | 224 | ||
| 8.3.2 Anwendungsbeispiel – Windanlage und Methanisierung | 225 | ||
| 8.4 Übungsaufgaben | 228 | ||
| 8.5 Literatur | 228 | ||
| 9 Lastmanagement | 230 | ||
| 9.1 Grundfunktionen und Anforderungen | 230 | ||
| 9.2 Anwendungsbeispiel – Lastmanagement für einen Gewerbe- und Wohnkomplex | 235 | ||
| 9.3 Übungsaufgaben | 238 | ||
| 9.4 Literatur | 239 | ||
| Index | 240 |
