Grundlagen

Question 1

Nennen Sie verschiedene Energieformen und jeweils ein zugehöriges Speichersystem.

Answer 1

1. Thermische Energie: Wärmespeicher
2. Chemische Energie: Galvanische Zelle (Akkumulator, Batterie), Redox-Flow-Batterie
3. Mechanischie Energie (kinetisch und potenziell): Schwungradspeicher, Pumpspeicherkraftwerk
4. Elektrische Energie: Kondensator (E-Feld), Spule (Magnetfeld)

Question 2

Nennen Sie zwei Gründe zum Einsatz von Energiespeichersystemen.

Answer 2

1. Zeitliche Anpassung von Energiebedarf und -erzeugung (vor allem für volatile erneuerbare Energien und Eigenverbrauch)
2. Puffersysteme (z.B. für Stromausfall bei kritischen Einrichtungen wie Krankenhaus)

Question 3

Nennen Sie den Unterschied zwischen einer Primärbatterie und einer Sekundärbatterie.

Answer 3

Primärbatterie: ist eine nicht-wiederaufladbare galvanische Zelle
Sekundärbatterie: ist eine wiederaufladbare galvanische Zelle, es findet eine umkehrbare Reaktion statt bei der chemische Energie in elektrische Energie gewandelt wird und zurück

Question 4

Definieren Sie die Begriffe SOC, DOD und SOH.

Answer 4

SOC = State of Charge = Ladezustand

DOD = Depth of Discharge = 1 - SOC = Entladetiefe

SOH = State of Health = Alterungszustand

Question 5

Wie wird im Allgemeinen das Lebensdauerende eines Batteriespeichers definiert?

Answer 5

EOL = End of Life = 80% der Nenn-Kapazität = 0,8*CN

Question 6

Welche Größen werden in einem Ragone-Diagramm dargestellt? Wozu dient diese Darstellungsform?

Answer 6

Ragone-Diagramm: im kartesianischen Koordinatensystem wird die spezifische Leistung (oder Leistungsdichte W/kg) in Abhängigkeit der spezifischen Energie (Wh/kg) dargestellt. Das Diagramm dient dem Vergleich unterschiedlicher Energiespeichertechnologien. Je weiter rechts-oben, desto besser.

Question 7

Nennen Sie die drei Hauptkomponenten einer Batterie.

Answer 7

1. Zwei Elektroden: Positive Elektrode (Kathode) und Negative Elektrode (Anode)
2. Elektrolyt
3. Separator

Question 8

Nennen Sie die drei Hauptkomponenten einer Elektrode.

Answer 8

1. Aktivmaterial / Aktivmasse
2. Additive
3. Stromableiter / Elektrolyt

Question 9

Faustformel für die Reichweite von BEV in km

Answer 9

2 * spezifische Energie in Wh/kg

Question 10

In Bleibatterien ist die Wasserzersetzung eine unvermeidbare Nebenreaktion. Wie wurde das Problem früher gelöst und was sind heutige Ansätze?

Answer 10

Der Wasserverbrauch in Bleibatterien wurde früher durch Nachfüllen von destilliertem Wasser ausgeglichen. In heutigen Bleibatterien kommen verbesserte Legierungen, Glasfaservliese und Gelelektrolyte vor, die ein Entweichen des Wasserstoffs und Sauerstoffs verhindern. Durch feine Kanäle werden die beiden Gase zusammengeführt und rekombinieren zu Wasser. Der Wasserverlust durch Gasungsnebenreaktionen wird somit drastisch reduziert.