Formeltabelle zur Berechnung der Effizienz der elektrochemischen Energiespeicherung

Energiespeicher sind ein zentrales Element für das Gelingen der Energiewende. Sie ermöglichen die (partielle) Entkopplung von Energieproduktion und Energieverbrauch, indem sie überschüssige Energie speichern und bei Bedarf wieder abgeben können. Heutzutage werden Energiespeicher insbesondere im Bereich Mobilität und Wärmeversorgung eingesetzt, doch

Wie berechnet man die in Wärme umgewandelte Energiemenge?

Zur Berechnung der in Wärme umgewandelten Energiemenge kann vereinfacht die aktuelle Spannungsdifferenz zur Ruhespannung der ablaufenden Reaktion genutzt werden. Multipliziert mit dem Strom, der in die betrachtete Reaktion fließt, erhält man die aktuelle Wärmeleistung.

Wie berechnet man die elektrische nutzbare Energie?

Die elektrisch nutzbare Energie ergibt sich aus der freien Enthalpie (Gibbs’sche Energie) der Zellreaktion. Mit der Beziehung der Zellspannung zur freien Reaktionsenthalpie erhält man die Anbindung der elektrischen Größen an die Beziehungen der chemischen Thermodynamik:

Welche Faktoren beeinflussen die Energieeffizienz von RFB?

Die Kapazität wiederum ist von der Größe der Tanks abhängig. Es gibt zwei wichtige Faktoren, die zu einer Minderung der Energieeffizienz von RFB führen: 1. Parasitäre Ströme entlang der parallel geschalteten Elektrolytleitungen Dabei handelt es sich um einen Ionenstromfluss, der als Nebenschluss zu den Stromleitungen der Bipolarelektroden fließt.

Was ist der Unterschied zwischen elektrochemischen und thermischen energiespeicherungen?

Ein Vorteil der elektrochemischen Energiespeicherung gegenüber thermischen Prozessen ist die isotherme Prozessführung und damit die Nicht-Abhängigkeit des Umwandlungswirkungsgrads von der Carnot’schen Begrenzung (z. B. Wärmekraftmaschine). Für die Energiespeicherung in Batterien lassen sich verschiedene Kriterien für den Wirkungsgrad angeben.

Wie funktioniert die Energiespeicherung?

Die Energiespeicherung beruht auf der Umwandlung von Nickelhydroxid zum Nickeloxyhydroxid an der positiven Elektrode, bei der ein formaler Wertigkeitswechsel des Nickels von + 2 zu + 3 eintritt. An der negativen Elektrode wird beim Laden Cadmiumhydroxid (Cadmium mit der Wertigkeit + 2) zu metallischem Cadmium (Wertigkeit 0) umgewandelt.

Wie hoch ist die Energieeffizienz?

Ein Merkmal ist die starke, elektrochemisch bedingte Spannungshysterese. Dadurch wird die Energieeffizienz theoretisch auf rund 92 % begrenzt. Praktisch ausgeführte Systeme liegen noch deutlich darunter und haben typisch um 70 % Zyklus-Wirkungsgrad.