Warum Strom gespeichert werden muss
Sonne und Wind liefern Strom nicht dann, wenn er gebraucht wird.
- ProblemErzeugung und Verbrauch fallen zeitlich auseinander.
- Speichernimmt Überschüsse auf und gibt sie später wieder ab.
- VerlustEin Teil der Energie geht dabei immer verloren.
- Wirkungsgradsagt, wie viel davon zurückkommt.
Drei Speicher im Vergleich
Jede Technik hat eine eigene Stärke.
- PumpspeicherWasser im Oberbecken als Lageenergie, 75–80 % Wirkungsgrad.
- Hausbatterieüber 90 %, fasst aber nur wenige Kilowattstunden.
- Power-to-GasWasserstoff aus Strom, nur etwa 30 % — dafür riesige Mengen über Monate.
Lageenergie des gehobenen Wassers:
E = m · g · h
E: Gespeicherte Energie in Joule (1 kWh = 3,6·106 J).
m: Masse des Wassers in Kilogramm (kg).
g: Ortsfaktor, 9,81 m/s².
h: Höhenunterschied der Becken in Metern (m).
Problem: Sonne und Wind liefern Strom nicht dann, wenn er gebraucht wird. Ein Speicher nimmt Überschüsse auf und gibt sie später wieder ab, ein Teil geht dabei verloren.
Speicher: Pumpspeicher haben 75 bis 80 % Wirkungsgrad, die Hausbatterie über 90 % bei kleiner Kapazität, Power-to-Gas nur etwa 30 % bei riesigen Mengen über Monate.
Auswahl: Entscheidend sind Kapazität, Leistung, Wirkungsgrad, Speicherdauer und Kosten pro Kilowattstunde.
Welcher Speicher passt, entscheiden fünf Kriterien:
- Kapazitätin kWh und Leistung in kW.
- GüteWirkungsgrad und Speicherdauer.
- Kostenpro gespeicherter Kilowattstunde.
- AlternativeOft ist Lastverschiebung oder Netzausbau günstiger als Speichern.
Die Karte legt die drei Speicher übereinander: nach rechts die Speicherdauer, nach oben die Kapazität, beide in Zehnerpotenzen. Der violette Punkt ist eine Speicheraufgabe — wie viel Energie soll wie lange aufbewahrt werden? Rechts steht, was aus 100 kWh Überschuss wieder herauskommt.
Halte fest: Kein Speicher kann alles. Die Hausbatterie gibt über 90 % zurück, fasst aber nur wenige Kilowattstunden für Stunden. Pumpspeicher verschieben Gigawattstunden über Stunden bis Tage. Nur Power-to-Gas bewahrt Terawattstunden über Monate auf — dafür kommen aus 100 kWh nur rund 30 kWh zurück.
Allgemeine Hinweise
Drei Stellen, an denen bei Speichern falsch gedacht wird.
Kilowattstunde und Kilowatt
kWh sagt, wie viel hineinpasst, kW, wie schnell die Energie fließt.
Erst in Joule rechnen
E = m·g·h zuerst in Joule rechnen, erst am Schluss umwandeln: 1 kWh = 3,6·106 J.
Wirkungsgrad nicht allein entscheidend
Ein kleiner Wirkungsgrad schließt einen Speicher nicht aus — bei Wasserstoff zählen Menge und Dauer.