Innovative Energiespeicher-Systeme

Energie steht im Überfluss zur Verfügung, aber wie speichert man sie? Ob eine Energiegewinnung wirtschaftlich ist, entscheidet sich letztlich an der Frage, wie viel davon nutzbar ist und wie viel verloren geht.

Ist Hanf womöglich der beste Rohstoff für die Energiespeicherung? Foto (C) Michael Wunderli / flickr CC BY 2.0
Ist Hanf womöglich der beste Rohstoff für die Energiespeicherung? Foto (C) Michael Wunderli / flickr CC BY 2.0

 

Stromspeicher sind immer dann erforderlich, wenn die Erzeugung der Energie nicht zeitgleich mit dem Verbrauch erfolgen kann. Dies ist vor allem bei witterungsabhängigen Anlagen der Fall. Bei der Anschaffung von Solaranlagen heißt es vorsichtig sein, weil die Gesamtkosten oft versteckt werden hinter täuschenden Finanzierungsmodellen mit geringen Anzahlungen oder Monatsraten. Außerdem rechnet kaum jemand nach, was die angegebenen Kenndaten in der Praxis bedeuten.

 

Akku, der bis zu 500 Jahre lang hält

Die Erfinderin ist (beziehungsweise war) eine Studentin an der University of California Irvine. Mya Le Thai experimentierte mit Nanodrähten aus Gold, die sehr gute Leiter sind und eine große Oberfläche für die Speicherung von Elektronen aufweisen. Die Nachricht von dem neuen Wunder-Akku ging im Jahr 2016 durch die Presse. Um diese Leistung zu erreichen, müssen die Golddrähte in einem Elektroyt-Gel liegen, nachdem sie mit Mangandioxid beschichtet wurden. Ein gewöhnlicher Lithium-Ionen-Akku schafft 300 bis 1000 Ladezyklen bei einer Leistung von 80 Prozent. Der Akku von Mya Le Thai hielt innerhalb von drei Monaten 200.000 Ladezyklen aus – und das ohne Leistungsabfall. Es stellt sich allerdings die Frage, ob sich der höhere Preis wirklich rechnet, denn wer braucht einen Akku für 500 Jahre? Auf jeden Fall wurde mit dieser Entdeckung eine Möglichkeit gefunden, die Lebensdauer von Akkus wesentlich zu verlängern und die Nachhaltigkeit von Batterie-Geräten zu verbessern.

 

Der Powerwall Heimspeicher von Tesla Motors

Die erste Version dieser neuen Batterie für die Zwischenspeicherung von Solar- und Windstrom kam im Jahr 2015 auf den Markt und war bis Mitte 2016 ausverkauft. Die Version 2.0 ist ein verbessertes Nachfolgemodell. Es handelt sich um ein Lithium-Ionen-System für Zuhause, um Solarstrom zu speichern. Das Gerät ist in zwei Größen erhältlich, nämlich mit 7 kWh und mit 10 kWh Speichervolumen. Diese Größen sind für Privathaushalte und kleinere Unternehmen ausreichend. Die formschöne Powerwall für den Hausgebrauch arbeitet im Bereich von 350 bis 450 Volt. Sie entstand ursprünglich aus einem Autobatterie-Speicher und das Design hat gewisse Ähnlichkeiten mit einer Flunder. Das flache Gehäuse ist isoliert und wird wie ein Heizkörper an der Wand montiert. Es enthält ein Klimasystem, um das Gerät kühl zu halten und um von der Umgebungstemperatur unabhängig zu sein. Daher kann es auch im Winter im Freien hängen.

Um die Spannung anzupassen, ist ein Wechselrichter notwendig. Bei Bedarf lassen sich die Geräte auch in Serie schalten – bis zu 9 Stück hintereinander sind möglich. Es werden bis zu 7.500 Ladezyklen versprochen bei einer Leistung von 80 Prozent. Die Lebensdauer des Gerätes kann für eine Nutzung von zirka 38.400 Kilowattstunden binnen 15 Jahren veranschlagt werden. Bei einem Preis von zirka 3.500 Euro rechnet sich die Anschaffung derzeit allerdings noch nicht. Ein neueres Modell mit 13,5 kWh und integriertem Wechselrichter kostet zirka 6.000 Euro.

 

Super-Kondensatoren auf Hanf-Basis

Als Superkondensatoren bezeichnet man Speicher, die sich schnell aufladen lassen und über eine hohe Kapazität verfügen. Sie bestehen üblicherweise aus teurem Graphen, das aus Graphit hergestellt wird. Die Hanf-Akkus sind wesentlich preiswerter und liefern eine höhere Energiedichte als Graphen. Man kann sie bis zu 100.000 Mal aufladen, wobei die Ladezeit nur wenige Minuten beträgt.

Diese höchst ungewöhnliche Kondensator-Technik wurde erstmals im Sommer 2014 präsentiert. Als Erfinder wird Dr. David Mitlin von der kanadischen University of Alberta in Edmonton genannt. Es ist seinem Forschungsteam gelungen, aus Hanfbast hochwertige Karbon-Elektroden herzustellen. In einem zweistufigen Erhitzungsprozess-Prozess zerfallen die Hanffasern zu Nano-Karbonschichten, die besonders viel Energie speichern können. Man kann das Material auch als hauchfeine Hanf-Aktivkohle bezeichnen, was im Grunde nichts anderes ist als feinstes Graphen mit größerer Oberfläche als herkömmliches Graphen.

 

 

 

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Irmgard Brottrager, Dipl.Ing. für Architektur und Innenarchitektur,

Ganzheitliche Raum-Gestaltung und Europäisches Fengshui 

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Literatur-Übersicht

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1 Kommentar

  1. Diese Smart Home Sache ist sehr innovativ. Man kann soviele technische Lösungen miteinander verknüpfen. Beispielsweise kann mit den Speichersystem auch die Klimasysteme des Hauses betreiben. Dazu müssen die Geräte eben aber natürlich auch fähig sein sowie das Toshiba VRF.

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