Die Energiespeicherung - Die Zukunft Unserer Energieversorgung - page 258

und kann daher bei geeigneter Dimensionierung der Speicheranlage die Größe η Sp ≈
erreichen. Das ändert aber natürlich nichts an der nur geringen Energiedichte, die ein Cha-
rakteristikum des elektrischen Kondensators ist.
Günstiger sieht es aus, wenn anstelle des elektrischen Felds E ein magnetisches Feld B
als Speichermedium verwendet wird. Äquivalent zu ( 8.13 ) beträgt die Energiedichte eines
magnetischen Felds

B max

μ

w = , (8.18)

wobeidieelektrischeFeldkonstante ε durchdenKehrwertdermagnetischenFeldkonstan-
te μ = m − ersetzt ist.DasmagnetischeFeld wird voneinem durch eine

Spule fließenden elektrischen Strom erzeugt, maximale Feldstärken von B max ≈

− V A −

, ⋅ ⋅ s ⋅ ⋅

T sind

m − in dem
magnetischen Feld und diese Energiedichte ist mehr als 30mal größer als die maximale
Energiedichte eines elektrischen Felds.
Allerdings gibt es auch jetzt ein Problem: Der Strom in einer Spule würde aufgrund
der Ohm'schen Verluste sehr schnell abnehmen, die elektrische Energie verwandelt sich
in thermische Energie. Dieser Totalverlust lässt sich nur vermeiden, wenn der Leitungswi-
derstand verschwindet. In Supraleitern istdasderFall,dieSpulemüssteaussupraleitenden
Material gewickelt sein. Da normaleLeiter erst bei Temperaturen T

ohne Probleme erreichbar. Dies bedeutet eine Energiedichte von w ≈ kWh ⋅

K supraleitend wer-
den, ist dieses Speicherverfahren, in großem Maßstab angewendet, extrem teuer. Aber die
Entwicklung von Hochtemperatur-Supraleitern hat in den letzten Jahren so große Fort-
schritte gemacht, dass Hoffnung besteht, diese Technik in den kommenden 40 Jahren bis
zur Anwendungsreife zu entwickeln. Da in einem Supraleiter keine Umwandlung der elek-
trischen in thermische Energie autritt, besitzt ein derartiger Speicher einen sehr hohen
Speicherwirkungsgrad von η Sp ≈

≈

.

Als Langzeitspeicher für elektrische Energie lassen sich Kondensatoren trotz des
möglichen hohen Speicherwirkungsgrads nicht verwenden. Auch Speicher auf der
Basis der Supraleitung stehen z.Z. nicht zur Verfügung.

Das bedeutet: Die elektrische Energie muss vor der Speicherung in eine andere Ener-
gieform umgewandelt werden, die sich speichern lässt.

Die Speicherung thermischer Energie
Nach dem 1. Hauptsatz der hermodynamik, siehe ( 2.14 ) ,gilt in einem offenen System für
die Änderung der thermischen Energie 4

Δ Q = Δ U + Δ W . (8.19)

4 Siehe Fußnote 15 in Abschn. 6.11.1 .