Die Energiespeicherung - Die Zukunft Unserer Energieversorgung - page 267

hängt also linear von der effektive Höhe Δ h ab. Nehmen wir an, diese betrage Δ h = m,
so ergibt sich

w = J⋅m − ≈ ,kWh⋅m − .

(8.40)

Dies ist sehr gering, etwa von der gleichen Größenordnung wie die Energiedichte, die sich
in einem Kondensator für die elektrische Energie erzielen lässt. Auf der anderen Seite be-
sitzt ein Speicherkratwerk einen relativ großen Speicherwirkungsgrad. Er ergibt sich aus
dem Wirkungsgrad eines Wasserkratwerks, siehe ( 6.115 ) , zu

η Sp =( η ) ≈ ,. (8.41)

Dieser Wert entspricht den Bedingungen, die wir an einen Energiespeicher gestellt ha-
ben. Aber die geringe Energiedichte von Wasserspeichern verlangt die Bereitstellung ent-
sprechend großer Flächen, wie wir das bereits bei der Speicherung elektrischer Energie
diskutiert haben. Es ist unrealistische anzunehmen, das solche Flächen, welche die Anfor-
derungen für die Speicherung potenzieller Energie erfüllen, zur Verfügung stehen.

Speicherkratwerke sind aufgrund ihres großen Speicherwirkungsgrads sehr gut
geeignet, um kurzfristige Schwankungen im Bedarf nach elektrischer Energie aus-
zugleichen. Sie eignen sich aber wegen ihrer geringen Energiedichte nicht, die
langfristige Schwankungslast von erneuerbaren Energien zu speichern.

Der Druckluftspeicher
Es mag zunächst verwundern, dass ein Drucklutspeicher die kinetische Energie speichert.
Aber nach der kinetischen Gastheorie wird der Druck P hervorgerufen durch die chaoti-
sche Bewegung der Gasteilchen, die diesen eine kinetische Energie gibt, die wiederum eine
Funktion der Gastemperatur T ist. Nach der kinetischen Gastheoriegilt für ein ideales Gas
im Volumen V die Zustandsgleichung

PV = nRT , (8.42)

⋅ mol − die Gaskonstante ist. Nach dieser Gleichung lässt sich
der Gasdruck von dem Atmosphärendruck P auf den Speicherdruck P i dadurch vergrö-
ßern, dass man das Gasvolumen V außerhalb des Speichers auf das Speichervolumen
V verkleinert. Die Volumenverkleinerung oder Druckerhöhung geschieht mittels einer
Kompressionspumpe. Bei der Kompression muss die Gastemperatur nicht unveränder-
lich bleiben, sie kann sich auch verändern je nachdem, wie die Kompression durchgeführt
wird. Normalerweise geschieht die Gaskompressionin einem abgeschlossenen System, das
keinen Energieaustausch mit seiner Umgebung zulässt. Eine derartige Zustandsänderung
nennt man adiabatisch , für sie gelten zusätzlich zu der allgemeinen Zustandsgleichung

wobei R = ,J ⋅ K −