Verfügbarkeit: Elektrische Energiespeichersysteme

Elektrische Energiespeichersysteme:

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Schmiegel, Armin U. (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	München Hanser [2024]
Schlagworte:	Energiespeicherung Elektrischer Speicher Elektrische Energie ELEK2023 Energiespeicher Energiewende Energiespeicher Roadmap Energiespeicher Zukunft Energiespeichertechnologien Energiewende Deutschland Energiewende Technologien FBETENUT: Energie- und Umwelttechnik FBLEHR: Lehrbuch Quaschning Erneuerbare Energien Speichertechnologie Zukunft Speichertechnologie erneuerbare Energie regenerative Energiesysteme Ökobilanz Energiespeicher ökologischer Energiespeicher Lehrbuch
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	auf dem Cover: "Grundlagen, Beispiele, Aufgaben"
Beschreibung:	XII, 465 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm
ISBN:	9783446476813

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adam_text	INHALT 1 VERWENDUNG VON ENERGIESPEICHERN . 1 1.1 EINLEITUNG . 1 1.2 WOFUER SPEICHER GENUTZT WERDEN . 1 1.2.1 ENERGIE UND LEISTUNG . 2 1.2.2 EFFIZIENZ - DIE KOSTEN DER UMWANDLUNG . 4 1.2.3 LADE UND ENTLADELEISTUNG . 6 1.3 ENERGIESPEICHERSYSTEME IN DER ANWENDUNG . 7 1.3.1 MOBILE GERAETE - VOM SMARTPHONE BIS ZUM RASENMAEHER . 7 1.3.2 ELEKTROMOBILITAET UND MOBILE MASCHINEN . 12 1.3.3 MOBILE ARBEITSMASCHINEN . 18 1.3.4 STATIONAERE SPEICHERANWENDUNGEN . 23 1.4 ZUSAMMENFASSUNG . 31 2 ALLGEMEINE BESCHREIBUNG VON ENERGIESPEICHERSYSTEMEN . 33 2.1 EINLEITUNG . 33 2.2 MATHEMATISCHE BESCHREIBUNG DES AUFBAUS UND DER FUNKTION VON SPEICHERSYSTEMEN . 36 2.2.1 DER WIRKUNGSGRAD EINES LEISTUNGSTRANSFERS . 37 2.2.2 SELBSTENTLADUNG VON SPEICHERSYSTEMEN . 42 2.3 BESCHREIBUNG EINES SPEICHERSYSTEMS DURCH DAS LEISTUNGSFLUSSDIAGRAMM . 44 2.3.1 BESTIMMUNG DER TECHNISCHEN RAHMENBEDINGUNGEN . 48 2.3.2 BESTIMMUNG DER VERLUSTLEISTUNGEN . 49 2.3.3 DEFINITION DER ZIELFUNKTION . 56 2.3.4 BESTIMMUNG DER OPTIMALEN BETRIEBSFUEHRUNG . 59 2.3.5 VERGLEICH DER TECHNISCHEN LOESUNGSVARIANTEN . 64 2.4 BEWERTUNG VON SYSTEMKONZEPTEN UNTER FINANZIELLEN GESICHTSPUNKTEN . 72 2.4.1 MATERIALKOSTEN, PRODUKTIONS UND PRODUKTKOSTEN-WIE DIE KOSTEN EINES ENERGIESPEICHERSYSTEMS ERMITTELT WERDEN . 73 2.4.2 EINFUEHRUNG IN DIE INVESTITIONSKOSTENRECHNUNG . 78 2.5 ZUSAMMENFASSUNG . 86 3 EINFUEHRUNG IN DIE ANFORDERUNGSANALYSE UND DEN SYSTEMENTWURF 89 3.1 EINFUEHRUNG . 89 3.2 ANFORDERUNGEN UND KOMPONENTEN . 90 3.3 BASISANFORDERUNGEN AN ENERGIESPEICHERSYSTEME . 105 3.4 BASISKOMPONENTEN EINES ENERGIESPEICHERSYSTEMS . 108 3.5 ZUSAMMENFASSUNG . 110 4 EINFUEHRUNG IN DIE LEISTUNGSELEKTRONIK . 113 4.1 EINFUEHRUNG . 113 4.2 ELEKTRONISCHE KOMPONENTEN FUER LEISTUNGSELEKTRONISCHE WANDLER . 115 4.2.1 REALISIERUNG EINES TIEFSETZSTELLERS MITHILFE VON OHMSCHEN WIDERSTAENDEN - DER SPANNUNGSTEILER . 115 4.2.2 REALISIERUNG EINES TIEFSETZSTELLERS MIT EINEM KONDENSATOR UND ELEKTRISCHEN SCHALTERN - DIE LADUNGSPUMPE . 118 4.2.3 DER SYNCHRONE TIEFSETZSTELLER - EINE REALISIERUNG MIT SPULE UND SCHALTER . 127 4.2.4 WIE MAN WECHSELSTROM IN GLEICHSTROM UMWANDELT - DIE DIODE ALS GLEICHRICHTER . 138 4.2.5 WIE MAN WECHSELSTROM UMWANDELT . 143 4.2.6 WENN DIE FREQUENZ GLEICH BLEIBT DER TRANSFORMATOR ALS WECHSELSTROMWANDLER . 144 4.2.7 WENN ALLES EINGESTELLT WERDEN MUSS - DER FREQUENZUMRICHTER . 146 4.2.8 ELEKTRISCHE ANTRIEBSTECHNIK - WIE AUS BEWEGUNG ELEKTRISCHE LEISTUNG WIRD UND UMGEKEHRT . 155 4.3 BESCHREIBUNG DER LEISTUNGSELEKTRONISCHEN KOMPONENTEN AUS SICHT DES SYSTEMINGENIEURS . 167 4.4 ANFORDERUNGEN AN SPEICHERSYSTEME, DIE ELEKTRISCHE KOMPONENTEN VERWENDEN 172 4.5 ZUSAMMENFASSUNG . 175 5 MECHANISCHE SPEICHER . 177 5.1 ANFORDERUNGEN AN MECHANISCHE SPEICHERSYSTEME . 178 5.2 ENERGIESPEICHERUNG DURCH POTENZIELLE ENERGIE - PUMPSPEICHERKRAFTWERKE UND ANDERE KONZEPTE . 179 5.3 ENERGIESPEICHERUNG DURCH NUTZUNG DER ROTATIONSENERGIE - DER SCHWUNGRADSPEICHER . 187 5.4 ENERGIESPEICHERUNG MIT POTENZIELLER ENERGIE TEIL 2 - RUECKSTELLKRAFT EINER FEDER 198 5.5 ANWENDUNGSBEISPIEL - AUFRUESTUNG EINES PUMPSPEICHERKRAFTWERKS FUER DEN LEISTUNGSMARKT . 207 5.6 ZUSAMMENFASSUNG . 213 6 ELEKTRISCHE SPEICHER . 215 6.1 EINFUEHRUNG . 215 6.2 DAS SPEICHERN VON ELEKTRISCHEM STROM . 216 6.2.1 GRUNDLEGENDER MECHANISMUS DER STROMSPEICHERUNG . 216 6.2.2 ANFORDERUNGEN AN EINEN STROMSPEICHER . 219 6.2.3 SUPRALEITUNG IN KUERZE . 219 6.2.4 BEISPIEL FUER DIE REALISIERUNG EINES SUPRALEITENDEN MAGNETISCHEN ENERGIESPEICHERS (SMES) . 223 6.2.5 ZUSAMMENFASSUNG . 225 6.3 SPANNUNGSSPEICHERSYSTEME . 227 6.3.1 AGGREGATION VON KONDENSATOREN - WIE EINE KONDENSATORBATTERIE AUFGEBAUT SIND . 227 6.3.2 DOPPELSCHICHT- UND PSEUDOKAPAZITAET - WIE SUPERCAPS SUPER WERDEN . 232 6.3.3 ANFORDERUNGEN FUER KONDENSATORBATTERIEN MIT SUPERCAPS . 237 6.4 ANWENDUNGSBEISPIEL - REKUPERATION EINES PERSONENAUFZUGS . 244 6.4.1 ANFORDERUNGSANALYSE . 246 6.4.2 ERSTELLEN EINES ERSTEN SYSTEMENTWURFS . 248 6.4.3 DAS LEISTUNGSFLUSSDIAGRAMM DES REKUPERIERENDEN PERSONENAUFZUGS . 251 6.4.4 ENERGIEMANAGEMENT DES REKUPERIERENDEN AUFZUGS MIT SPANNUNGSSTEUERUNG . 253 6.4.5 AUSLEGUNG DER SUPERKONDENSATORBATTERIE . 254 6.4.6 SYSTEMKOMPONENTEN UND REQUIREMENT TRACEABILITY MATRIX . 259 6.5 ZUSAMMENFASSUNG . 263 7 ELEKTROCHEMISCHE SPEICHERSYSTEME . 265 7.1 EINFUEHRUNG . 265 7.2 ALLGEMEINE UEBERLEGUNGEN ZU ELEKTROCHEMISCHEN SPEICHERTECHNOLOGIEN . 265 7.2.1 DIE GRUNDLEGENDE ELEKTROCHEMISCHE REAKTION . 266 7.2.2 ANFORDERUNGEN UND SYSTEMKOMPONENTEN . 273 7.2.3 DIE LEIDEN DES ALTERNS - BATTERIELEBENSDAUER UND KAPAZITAETSMANAGEMENT . 280 7.2.4 BALANCING-SYSTEME . 285 7.2.5 SOFT TURN-OFF UND ALTERUNGSRESERVEN - KAPAZITAETSMANAGEMENT VON BATTERIESYSTEMEN . 289 7.2.6 SYSTEMKOMPONENTEN ELEKTROCHEMISCHER SPEICHERSYSTEME . 291 7.2.7 ZUSAMMENFASSUNG . 295 7.3 BLEISAEUREBATTERIE . 295 7.3.1 PRIMAERE UND SEKUNDAERE REAKTIONEN . 296 7.3.2 VERHALTEN UND ANFORDERUNGEN - VOM UMGANG MIT BLEIBATTERIEN . 300 7.3.3 ANWENDUNGSBEISPIEL - VERSORGUNG EINES MOBILEN FUNKUEBERTRAGUNGSMASTES . 307 7.3.4 ZUSAMMENFASSUNG . 324 7.4 LITHIUM-IONEN-BATTERIEN . 324 7.4.1 DIE ZELLCHEMIE VON LITHIUM-IONEN-BATTERIEN . 325 7.4.2 VERHALTEN UND ANFORDERUNGEN - VOM UMGANG MIT LITHIUM-IONEN-BATTERIEN . 327 7.4.3 ANWENDUNGSBEISPIEL - SOLARSTROMSPEICHERSYSTEM FUER WOHNGEBAEUDE . 335 7.4.4 ZUSAMMENFASSUNG . 357 7.5 HOCHTEMPERATURBATTERIEN . 358 7.5.1 PRIMAERREAKTION . 358 7.5.2 ANFORDERUNGEN UND KOMPONENTEN . 360 7.5.3 ANWENDUNGSBEISPIEL - INTEGRATION EINER NATRIUM-SCHWEFEL-BATTERIE IN EINEN WINDPARK . 366 7.5.4 ZUSAMMENFASSUNG . 384 7.6 REDOX-FLOW-BATTERIEN . 385 7.6.1 HAUPTREAKTIONEN . 385 7.6.2 ANFORDERUNGEN UND VERHALTEN VON REDOX-FLOW-BATTERIEN . 387 7.6.3 ANWENDUNGSBEISPIEL - 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BATTERIELEBENSDAUER UND KAPAZITAETSMANAGEMENT . 280 7.2.4 BALANCING-SYSTEME . 285 7.2.5 SOFT TURN-OFF UND ALTERUNGSRESERVEN - KAPAZITAETSMANAGEMENT VON BATTERIESYSTEMEN . 289 7.2.6 SYSTEMKOMPONENTEN ELEKTROCHEMISCHER SPEICHERSYSTEME . 291 7.2.7 ZUSAMMENFASSUNG . 295 7.3 BLEISAEUREBATTERIE . 295 7.3.1 PRIMAERE UND SEKUNDAERE REAKTIONEN . 296 7.3.2 VERHALTEN UND ANFORDERUNGEN - VOM UMGANG MIT BLEIBATTERIEN . 300 7.3.3 ANWENDUNGSBEISPIEL - VERSORGUNG EINES MOBILEN FUNKUEBERTRAGUNGSMASTES . 307 7.3.4 ZUSAMMENFASSUNG . 324 7.4 LITHIUM-IONEN-BATTERIEN . 324 7.4.1 DIE ZELLCHEMIE VON LITHIUM-IONEN-BATTERIEN . 325 7.4.2 VERHALTEN UND ANFORDERUNGEN - VOM UMGANG MIT LITHIUM-IONEN-BATTERIEN . 327 7.4.3 ANWENDUNGSBEISPIEL - SOLARSTROMSPEICHERSYSTEM FUER WOHNGEBAEUDE . 335 7.4.4 ZUSAMMENFASSUNG . 357 7.5 HOCHTEMPERATURBATTERIEN . 358 7.5.1 PRIMAERREAKTION . 358 7.5.2 ANFORDERUNGEN UND KOMPONENTEN . 360 7.5.3 ANWENDUNGSBEISPIEL - INTEGRATION EINER NATRIUM-SCHWEFEL-BATTERIE IN EINEN WINDPARK . 366 7.5.4 ZUSAMMENFASSUNG . 384 7.6 REDOX-FLOW-BATTERIEN . 385 7.6.1 HAUPTREAKTIONEN . 385 7.6.2 ANFORDERUNGEN UND VERHALTEN VON REDOX-FLOW-BATTERIEN . 387 7.6.3 ANWENDUNGSBEISPIEL - INTEGRATION EINER REDOX-FLOW-BATTERIE IN EINEN WINDPARK IN EINEM INSELNETZ . 394 7.6.4 ZUSAMMENFASSUNG . 395 7.7 ZUSAMMENFASSUNG . 396 8 CHEMISCHE SPEICHERSYSTEME . 397 8.1 EINLEITUNG . 397 8.2 ALLGEMEINE FUNKTION UND ANFORDERUNGEN . 399 8.3 WASSERSTOFF ALS SPEICHERTECHNOLOGIE . 402 8.3.1 DIE GEWINNUNG VON WASSERSTOFF . 409 8.3.2 DIE BRENNSTOFFEELLE - WIE WIR AUS GESPEICHERTEM WASSERSTOFF STROM GEWINNEN . 414 8.3.3 ANWENDUNGSBEISPIEL - AUSLEGUNG EINES MIT BRENNSTOFFZELLEN UND BATTERIE BETRIEBENEN NUTZFAHRZEUGS . 419 8.3.4 ZUSAMMENFASSUNG . 437 8.4 METHANISIERUNG YYPOWER TO GAS" ODER YYPOWER TO LIQUID" . 438 8.4.1 DIE GRUNDREAKTION FUER LEISTUNG ZU GAS . 438 8.4.2 ANWENDUNGSBEISPIEL - INTEGRATION VON YYPOWER TO GAS" IN DAS INSELNETZ 440 8.5 ZUSAMMENFASSUNG . 444 TABELLENVERZEICHNIS . 445 LITERATUR . 449 STICHWORTVERZEICHNIS . 461
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