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Nachhaltige Energiespeicher - ein kompakter Einstieg für Studierende und Ingenieure
Energiespeicher sind ein essentieller Bestandteil von Energiesystemen, um eine verlässliche Energieversorgung zu gewährleisten. Dies gilt insbesondere für erneuerbare Energien. Dabei sollen die Speichertechnologien selbst der Nachhaltigkeit nicht entgegenstehen. Dieses Buch richtet sich an Studierende der Elektro-, Umwelt- und Energietechnik sowie F&E-Ingenieure, die vor der Herausforderung stehen, umweltverträgliche Energiespeicher zu entwickeln, die zugleich wirtschaftlich rentabel und gesellschaftlich akzeptiert sind.
Ausgehend von den physikalisch-chemischen Grundlagen der verschiedenen Speichertechnologien werden Funktionsweise, Anwendung und Komponenten folgender Speichersysteme erläutert:
- Mechanische Energiespeicher: Pumpspeicher, Druckluftspeicher
- Chemische Energiespeicher: Wasserstofftechnik, Methanisierung, biogene und synthetische Kraftstoffe
- Elektrochemische Energiespeicher: Batterien und Akkumulatoren, Brennstoffzellen und Redox-Flow-Systeme
- Thermische Energiespeicher: sensible Wärmespeicher, Latentwärmespeicher, Sorptionsspeicher
Neben den funktionalen Zusammenhängen werden die ökologischen, ökonomischen und sozialen Aspekte der Speichertechnologien dargelegt. Anhand eines Anforderungskataloges wird gezeigt, wie sich die Nachhaltigkeit eines Speichersystems bewerten lässt. Praktische Beispiele für nachhaltige Energiespeicher, z. B. Speicher für die Dunkelflaute, klimafreundliche Fahrzeuge und Solare Inselsysteme oder alternative Kraftstoffe für den Flugverkehr, veranschaulichen, wie sich eine ganzheitliche Energiewende realisieren lässt.