Die Energiespeicherung - Die Zukunft Unserer Energieversorgung - page 259

Diese Gleichung bedeutet: Wird dem System die thermische Energie Δ Q > zugeführt, so
muss sich die innere Energie U des Systems um den Betrag Δ U > oder die mechanische
Energie W um den Betrag Δ W > vergrößern. Gleichung 8.19 weist auf zwei Speicher-
möglichkeiten für thermische Energie hin. Man kann Q speichern durch

1. Erhöhung der inneren Energie des Speichermediums Δ U =̃ nC V Δ T ,

2. Umwandlung in mechanische Energie Δ W = V Δ P .

Im ersten Fall wird die Temperatur T des Speichermediums vergrößert, wobei sein Volu-
men V konstant bleibt. Darauf weist der Index V an der molaren Wärmekapazität C V des
Mediumshin.ImzweitenFallwirdbeikonstantemSpeichervolumenderDruck P in dem
Medium erhöht. Diesen Fall, bei dem es sich eigentlich um die Speicherung von mechani-
scher Energie handelt, werden wir erst im nächsten Abschnitt besprechen.
hermische Energie kann also in innere Energie des Speichermediums umgewandelt
werden nach der Gleichung

= nC V Δ T ,

Δ Q (8.20)

wobei n die Anzahl der Mole in dem Speicher angibt und Δ T die Temperaturerhöhung des
Speichermediums. Daher erscheint es zunächst so, als könne man zwischen unterschiedli-
chen Speicherverfahren wählen:

• Die Speicherung von Hochtemperaturwärme mit Δ T groß und n klein.
• Die Speicherung von Niedertemperaturwärme mit Δ T klein und n groß.

Der ersten Möglichkeit sind aber Grenzen gesetzt, da bei der Speicherung die Exergie des
abgeschlossenen Systems nach Abschn. 2.2 nicht zunehmen darf. Also kann die Endtem-
peratur T f des Speichermediums nicht größer werden als die Temperatur T der Wärme,
die gespeichert wird. Die Hochtemperaturspeicherung eignet sich nur, wenn T selbst sehr
hoch ist. Hochtemperaturwärme lässt sich aber mit gutem Wirkungsgrad auch in andere
Energieformen umwandeln. Die Hochtemperaturspeicherung ist daher von geringer Be-
deutung, wir werden auf sie am Ende diese Abschnitts nur kurz eingehen.
Die Niedertemperaturspeicherung verlangt ein Medium, das eine möglichst große Wär-
mekapazität C V besitzt und das sein Volumen bei der Temperaturerhöhung möglichst
nicht verändert, für das also C V = C gilt. Es kommen als Speichermedium deswegen nur
feste Körper und Flüssigkeiten in Frage. Deren molare Wärmekapazität wird sehr ot auch
ersetzt durch die spezifische Wärmekapazität

C
m Mol ,wobei m Mol die Molmasse des Mediums ist.

c m = (8.21)

Nach dem Dulong-Petit'schen Gesetz besitzt jeder ideale Festkörper die molare Wärme-
kapazität

K − mol − − kWh K − mol − .

C = R = J ⋅ ⋅ = , ⋅ ⋅ ⋅ (8.22)