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Ü Ü bersicht bersicht ü ü ber die Vorlesung Solarenergie ber die Vorlesung Solarenergie Vorläufige Terminplanung Vorlesung „Solarenergie“ WS 2005/2006 Stand: 10.11.2005 Termin Thema Dozent Di. 25.10. Wirtschaftliche Aspekte/Energiequelle Sonne Lemmer/Heering Fr. 04.11. - verschoben wg. Krankheit Di. 01.11. Allerheiligen - Di. 08.11. Symposium Automobile Displaytechnik - Fr. 11.11. Halbleiterphysikalische Grundlagen Lemmer Di. 15.11. Kristalline pn-Solarzellen Heering Fr. 18.11. Elektrische Eigenschaften Heering Di. 22.11. Optimierung kristalliner Solarzellen Lemmer Fr. 25.11. Technologie kristalliner Solarzellen Lemmer Di. 29.11. Anorganische Dünnschichtsolarzellen Lemmer Di. 6.12. Organische Dünnschichtsolarzellen Lemmer Fr. 9.12. Third generation Photovoltaics Lemmer Di. 13.12. Photovoltaische Systeme I Heering Fr. 16.12. Photovoltaische Systeme II Heering Di. 20.12. Solarkollektoren Heering Weihnachtsferien Di. 10.01. Passive Sonnenenergienutzung Heering Di. 17.01. Solarthermische Kraftwerke I Lemmer Fr. 20.01. Energiespeiche/Solarchemie Heering Di. 24.01. Kostenrechnungen zu Solaranlagen Heering Di. 31.01. Energieszenarien Lemmer Anfang Februar Exkursion Heering/Lemmer

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ÜÜbersicht bersicht üüber die Vorlesung Solarenergieber die Vorlesung Solarenergie

Vorläufige Terminplanung Vorlesung „Solarenergie“ WS 2005/2006 Stand: 10.11.2005 Termin Thema Dozent Di. 25.10. Wirtschaftliche

Aspekte/Energiequelle Sonne Lemmer/Heering

Fr. 04.11. - verschoben wg. Krankheit Di. 01.11. Allerheiligen - Di. 08.11. Symposium Automobile

Displaytechnik -

Fr. 11.11. Halbleiterphysikalische Grundlagen Lemmer Di. 15.11. Kristalline pn-Solarzellen Heering Fr. 18.11. Elektrische Eigenschaften Heering Di. 22.11. Optimierung kristalliner Solarzellen Lemmer Fr. 25.11. Technologie kristalliner Solarzellen Lemmer Di. 29.11. Anorganische

Dünnschichtsolarzellen Lemmer

Di. 6.12. Organische Dünnschichtsolarzellen Lemmer Fr. 9.12. Third generation Photovoltaics Lemmer Di. 13.12. Photovoltaische Systeme I Heering Fr. 16.12. Photovoltaische Systeme II Heering Di. 20.12. Solarkollektoren Heering Weihnachtsferien Di. 10.01. Passive Sonnenenergienutzung Heering Di. 17.01. Solarthermische Kraftwerke I Lemmer Fr. 20.01. Energiespeiche/Solarchemie Heering Di. 24.01. Kostenrechnungen zu Solaranlagen Heering Di. 31.01. Energieszenarien Lemmer Anfang Februar Exkursion Heering/Lemmer

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Solare Photoelektrochemie (PEC)Solare Photoelektrochemie (PEC)

Potenziale der solaren PEC:

•Elektrochemische SolarzelleDer Übergang zwischen einem festen p- und einem festen n-Halbleiter wird ersetzt durch einen Übergang zwischen einem dotierten Halbleiter und einem Elektrolyten

•Solare RedoxbatterieZwei Halbzellen werden durch eine ionenaustauschende Membran getrennt; Energie wird in Form von Reaktionsprodukten gespeichert.

•Solare WasserstofferzeugungIst die erreichbare Photospannung der elektrochemischen Solarzelle(nkombination) größer als die Zersetzungsspannung – für Wasser 1,23 V - kann Wasser oder Kohlendioxid etc. direkt mit Solarenergie gespalten werden. Nicht sehr ökonomisch ist die indirekte Elektrolyse von Wasser mit Hilfe externer Solarzellen – erprobt u.a. mit dem deutsch/saudiarabischen Hysolar-Projekt

•Solarer Schadstoffabbau in Wasser – AOP (Advanced Oxidation Processes)Ein solar angeregter Katalysator- Eg(TiO2)=3,2 eV - oxidiert im Wasser Substanzen, die mit den Schadstoffen reagieren unter Bildung von H2O, CO2 und verdünnten Säuren.

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Prinzipien der photoelektrochemischen EnergiekonversionPrinzipien der photoelektrochemischen Energiekonversion

1. Durch Lichtabsorption Anregung von Elek-tronen in einen Zustand ausreichender Lebensdauer; wie in der Photovoltaik muss das Halbleitermaterial einem zum Solar-spektrum passenden Bandabstand besitzen.

2. Ladungstrennung des angeregten Elektrons vom Loch durch ein elektrisches Feld, generiert durch die Raumladung zwischen Halbleiterelektrode und Elektrolyt

3. Oxidation bzw. Reduktion geeigneter Mole-küle im Elektrolyten durch Ladungstransfer von Löchern bzw. Elektronen in den Elektro-lyten, d.h. in das gelöste Redoxsystem

4. Schließen des elektrischen Kreises über Gegenelektrode (im Elektrolyten) und Lastkreis

Regenerative PEC-Solarzelle

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RedoxsystemeRedoxsysteme

Redoxpaar = Paar von Molekülen bzw. Ionen im oxidierten bzw. reduzierten Zustand; z. B. H2/H+, OH-/O2, Br-/Br2, Fe/Fe+, I-/I3- etc.: Ox + n·e- → Red

Redoxpotenzial E eines Redoxpaars = Arbeit / e, um ein oder mehrere (n) Elektronen von der reduzierten Form in die oxidierte Form (und umgekehrt) zu übertragen =elektrisches Potential, das durch den Elektronentransport vom Elektronen-Donatorzum Elektronen-Akzeptor entsteht. Das Redoxpotenzial ist ein Maß (in V) für die Elektronenaffinität verglichen mit der von Wasserstoff. Das Redoxpotenzial von H2/H+ wird zu Null normiert. Oxidierende, d.h. Elektronen aufnehmende Stoffe, die stärker elektronegativ als Wasserstoff sind, haben positive Redoxpotenziale; reduzierende, d.h. Elektronen abgebende Stoffe, die weniger stark elektronegativ als Wasserstoff sind, haben negative Redoxpotenziale.

Redoxpotenziale von Metallen, Wasserstoff und Fluor

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Nernstsche GleichungNernstsche Gleichung

Nernstsche Gleichung:

a Aktivität (wirksame Konzentration in mol/l) des betreffenden Redoxpartners, E0Standardpotenzial = Redoxpotenzial einer 1-aktiven Lösung, n Zahl der übertragenen Elektronen, R allg. Gaskonstante, F Faradaykonstante

Konvention: E0( H2/H+) = 0; tatsächlich lädt sich eine Normal-Wasserstoffelektrode(NHE) in einer 1-aktiven Lösung von Wasserstoffionen (aH

+=1 mol/l realisiert durch wasserstoffumspülte Platinelektrode in HCl) gegen die Elektrolyten negativ auf:

e·E(NHE) = - 4,7 eV bezogen auf das Vakuum-Niveau!

Beispiel:Redoxpotential von H2/H+ in einer neutralen Lösung mit pH-Wert = 7 (pH = -lg a(H+)) :E(H2/H+) = 0 – (kT/e)ln(10-7) = -0,42 V bei T = 300 KRedoxpotential von OH-/O2 für pH = 7: E(OH-/O2)= +0,81 V ⇒thermodyn. Zersetzungsenergie von H2O: e·{E(OH-/O2) - E(H2/H+)} = 1,23 eV

0 ln ox

red

ak TE En e a⋅

= −⋅

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HalbleiterHalbleiter--ElektrolytElektrolytüübergang als Verarmungsrandschichtbergang als Verarmungsrandschicht

Verhalten wie ein Halbleiter-Metall – Schottky-Kontakt

A: n- Halbleiter und p- Halbleiter getrennt vom Elektrolyten, des-sen Standard-Redoxpotenzial(e) E0 hier tiefer bzw. höher liegen als das Ferminiveau des n- bzw. p-Halbleiters. Abstände von EF bzw. E0 zum Vakuumniveau (E=0) thermische Austrittsarbeiten!

B: Halbleiter im Kontakt mit den Elektrolyten im therm. Gleichge-wicht ⇒ horizontaler Verlauf von EF: Elektronen treten vom n-Hbl. mit der kleineren Austrittsarbeit ins Redoxsystem, d.h. reduzieren es, bzw. es gelangen Löcher in Redoxsystem und oxidieren es. Folge: Verarmung an Majoritäten im Halbleiter und Bandverbiegung am Übergang. Es entsteht eine ortsfeste Raumladung im Halb-leiter, deren elektrisches Feld den Gradienten im chemischen Potential kompensiert

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Bestrahlte nBestrahlte n-- bzw. pbzw. p--Halbleiter im ElektrolytenHalbleiter im Elektrolyten

Durch Lichtabsorption Generierung von Elektron-Lochpaaren. Die Majoritäten driften im Raumladungs-feld ins Innere des Halbleiters, die Minoritäten driften zum Elektrolyt-Kontakt. Am n-Halbleiterrand wird positive Ladung zum Redoxsystem transferiert, es wird dort oxidiert. Am p-Halbleiter-Kontakt werden Elektronen übertragen, das Redoxsystem reduziert. Die oxidierten bzw. reduzierten Formen diffundie-ren weg von den Kontakten. In dem Maße, in dem damit die Bandverbiegung reduziert wird, tritt eine äußere Photospannung zwischen Rückkontakt und Elektrolyt auf. Sie stellt sich dar in einer Aufspal-tung in Quasi-Ferminiveaus.

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Regenerative PECRegenerative PEC--ZellenZellen

In einer regenerativen (nassen) Solarzelle mit einem n-Halbleiter wird durch Einstrahlung und Ladungstransfer die reduzierte Form des Redoxsystems, z.B. S2-, oxidiert, diese selbst aber wieder durch Reduktion, hier von S0, an der Metallgegenelektrode wieder regeneriert.

Im Labormaßstab wurden Wir-kungsgrade von über 12% erreicht. Eine oxidative Photokorrosion des n-Halbleiters würde die Stabilität begrenzen.

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Speicherung chemischer Energie in solaren PECSpeicherung chemischer Energie in solaren PEC--BatterienBatterien

Gespeicherte chemische Energie ist proportional der Differenz der freien Energien der gebildeten beiden Produkte

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Farbstoffsensibilisierte solare PECFarbstoffsensibilisierte solare PEC--ZellenZellen

TCOPoröses TiO2

FarbstoffI/I2-Elektrolyt

Pt-belegtes TCO

Eine Farbstoff-Monoschicht D aus einem organischen Rutheniumkomplex, die direkt auf einer porösen und damit großflächigen n-Halbleiterschicht adsorbiert ist, absorbiert längerwelliges Licht.

Das angeregte Elektron wird in den Halbleiter mit großem Bandabstand übertragen unter Zurücklas-sung oxidierten Farbstoffs D+.

Der resultierende Strom treibt einen Strom mittels der Redoxpaare im Elektrolyten, welche den Farbstoff auch wieder entladen (reduzieren).

Vorteil: Längerwelliges Licht, als es dem Bandab-stand entspricht, führt zu einem Photostrom.

Wirkungsgrad für ein solches System ca. 11%.

TCO = transparentes leitendes Oxidhochporöse TiO2-Elektrode mit einem Sol-Gelprozess hergestellt

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Elektrolyse von WasserElektrolyse von Wasser

Die kostengünstige Erzeugung von Wasser-stoff hat für zukünftige technische Entwick-lungen, wie z.B. die Brennstoffzelle, eine überragende Bedeutung, zumal der Einsatz von Wasserstoff die Umweltbelastung drastisch reduzieren kann. Die Herstellung unter Einsatz von Solarenergie ist besonders ökologisch.

Die elektrolytische Zersetzung von Wasser unter Verwendung externer Halbleiter-Solar-zellen, z.B. Si-Solarzellen, ist wegen der rel. hohen Kosten und bescheidenen Wirkungs-grade der Solarzellen und der Verluste bei der Kopplung mit dem Elektrolyseur nicht wirtschaftlich.

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Direkte solare WasserspaltungDirekte solare Wasserspaltung

VoraussetzungenErreichbare Photospannung (Aufspaltung der Quasiferminiveaus) muss größer als die Summe aus Zersetzungsspannung (1,23 V) und Diffusionsüberspannung (ca. 0,4 V) sein!

Da die e ⋅ Photospannung kleiner ist als der Bandabstand und auch bei Belichtung das el. Feld (und die Bandverbiegung) noch großgenug sein muss, sind nur Halbleiter mit rel. großen Bandabstand einzusetzen.

Für den Ladungstransfer von Elektronen an der Metall-oder p-Halbleiterelektrode (Katho-de) zur Reduktion des H2/H+-Redoxsystemsunter Bildung von H2 sowie von Löchern an der n-Halbleiterelektrode (Anode) zur Oxida-tion des OH-/O2-Redoxpaars unter Bildung von O2 müssen die Bandkanten geeignet liegen.

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Bandkantenlagen von Halbleitern in wBandkantenlagen von Halbleitern in wäässrigen Lssrigen Löösungensungen

Bedingungen für die direkte Wasseraufspal-tung bei ausreichend hohen Überspannungen i.w. nur für SrTiO3 erfüllt!

Überspannungsabbau durch Katalysierung des Minoritätsträger-Transfers durch Beschichtung der Halbleiteroberfläche mit metallenen Nanoparti-keln.

Valenzbandoberkante muss soweit unterhalb des OH-/O2-Redoxpotentials und die Leitungsbandunterkantekante (= Potential der Metall- bzw. p-Halbleiter-Kathode) soweit oberhalb des H2/H+-Redoxpotentials liegen, dass o.g. Zersetzungsbedin-gungen erreicht werden.

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22--PhotoelektrodenPhotoelektroden--PECPEC--Systeme zur WasseraufspaltungSysteme zur Wasseraufspaltung

Theoretischer Wirkungsgrad der solaren Wasser-spaltung in Abhängigkeit vom Bandabstand für a) 0 mV, b) 300 mV, c) 500 mV und d) 700 mV erforderliche (verlustbehaftete) Überspannung,und zwar

A mit Halbleiter- und Metallelektrode

B mit p-Halbleiter- und n-Halbleiterelektrode glei-chen Bandabstands

Im Fall B werden bei Überspannungen höhere Wirkungsgrade als im Fall A erzielt, weil ein größerer Teil des Sonnenspektrums (AM0) genutzt werden kann.

Das einzige produktionsnahe System, entwickelt von TI, ist geeignet für die direkte Spaltung von HBr mit p- und n-Silizium Photoelektroden.

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Solarer Schadstoffabbau in WasserSolarer Schadstoffabbau in Wasser

ndeigenleiteTiOTiOnmhv

2

380

2 →<

+•+ ++→+ HHOTiOOHhTiO adsorb 222 )()(

•−+ +→+ HOTiOHOhTiO adsorb 22 )()(

Photoleitender KatalysatorPhotoleitender Katalysator

Oxidation von auf dempositiven Halbleiter adsorbierten Wassermolekülenbzw. Hydroxidionen

Oxidation von auf dempositiven Halbleiter adsorbierten Wassermolekülenbzw. Hydroxidionen

−+ +→+ 2222 )( OhTiOOndeigenleiteTiOElektronentransfer auf z.B. O2Elektronentransfer auf z.B. O2

Da TiO2 nur unterhalb 380 nm absorbiert, wird nur das UV der Solarstrahlung genutzt. Ausweg: Dotierung mit Übergangsmetallionen zum Shift ins VIS!

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Energiespeicher fEnergiespeicher füür Solaranlagenr Solaranlagen

•Ein Großteil der Sonnenenergie fällt zu Tages-und Jahreszeiten an, in denen sie nicht genutzt werden kann. Dementsprechend werden zum Ausgleich Kurz- und Langzeitspeicher benötigt.

•Man verwendet Hoch- und Mitteltemperatur-speicher für solarthermische Kraftwerke, Niedertemperaturwärmespeicher für Gebäude und elektrische Speicher für Photovoltaikan-lagen.

•Für die Speicherauswahl sind Energieform, Energie- und Leistungsdichte, Zykluswirkungs-grad und –dauer, Selbstentladungsrate, System-lebensdauer, Zuverlässigkeit und Kosten wesentliche Größen.

•Die primären Energiespeicher wie Wasserstoff, und die fossilen Kohlenwasserstoffe besitzen die bei weitem höchsten Energiedichten.

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Auswirkung eines Speichers auf ein thermisches SolarkraftwerkAuswirkung eines Speichers auf ein thermisches Solarkraftwerk

SV>1,0

SV=1,0

SV>1,0

SV=1,0

SV=Pth,Solarfeld,Auslegungszeitpunkt/Pth,Nenn,Kraftwerksblock | EEntl=EBel * ηBel,Speichern,Entl

EEntl

EBel

Darstellung der zeitlichen Leistungsabgabe für zwei unterschiedliche große Solarfelder

Steigerung der jSteigerung der jäährlichen solaren Nennleistungsstunden bei entspr. grhrlichen solaren Nennleistungsstunden bei entspr. größößerem Serem SVV

Zeitliches Zeitliches SchiftenSchiften der solaren Stromproduktion vom Tag in den Abend, der solaren Stromproduktion vom Tag in den Abend, „Ü„Überbrberbrüückencken““ von durchziehenden von durchziehenden Wolkenfelder. VergleichmWolkenfelder. Vergleichmäßäßigung des Kraftwerkbetriebes bei rein solarer Betriebsweiseigung des Kraftwerkbetriebes bei rein solarer Betriebsweise

VorwVorwäärmen des Kraftwerks beim rmen des Kraftwerks beim morgentlichenmorgentlichen AnfahrenAnfahrenFrostschutz des PrimFrostschutz des Primäärkreislaufs bei kalten Nrkreislaufs bei kalten Näächten (chten (synthetsynthet. W. Wäärmetrrmeträägergerööl erstarrt unterhalb +12l erstarrt unterhalb +12°°C)C)

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Speicherarten fSpeicherarten füür den Hochr den Hoch-- und Mitteltemperaturbereichund Mitteltemperaturbereich

Thermische Energiespeicher fThermische Energiespeicher füür den Hoch & Mitteltemperaturbereich:r den Hoch & Mitteltemperaturbereich:Speicher fSpeicher füühlbarer Whlbarer Wäärmerme-- Direkte Speicher Direkte Speicher -- flflüüssiges Speichermedium ssiges Speichermedium üübernimmt direkt die Solarenergie bernimmt direkt die Solarenergie -- Indirekte Speicher Indirekte Speicher -- festes Medium speichert, Wfestes Medium speichert, Wäärmetauscher frmetauscher füührt Whrt Wäärme abrme ab

DampfspeicherDampfspeicherSpeicher latenter WSpeicher latenter WäärmermeThermochemische Thermochemische EnergieEnergie--speicherspeicher

Solarkraftwerk SEGS 1 in Barstow, Cal.Pel, max : 14 MWelWärmeTrägerFluid: MineralölbasisϑWTF, min / max. : 240 / 307°CDirekte Speicherung des WTF in einem 2-Tank SpeicherSpeicherkapaz.: 115 MWhth

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Direkte HochDirekte Hoch-- und Mitteltemperaturspeicherund Mitteltemperaturspeicher

2-Tank fl. Salzspeicher „Solar Two“, Barstow, Cal.

Wärmeträgerfluid: NaNO3 (60%)/KNO3 (40%)Kristallisationspunkt: 221 °CBetriebstemperatur: 290 °C – 565 °CTankvolumen: je 875 m3

Kapazität: 115 MWhth / 3h Nennlast

( ) p

p min/ max

6k tc d

0

Q m c

(t) e− ⋅ρ⋅ ⋅

= ⋅ ⋅∆ϑ

∆ϑ = ∆ϑ

Speicherkapazität mit Masse m und spezif. Wärme cp

Zeitliche Temperaturabnahme eines kubi-schen Speichers der Kantenlänge d, Massen-dichte ρ und mit k-Wert der Wärmeisolation

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Daten flDaten flüüssiger Speichermedienssiger Speichermedien

Für eine große Speicherkapazität – und dauer sollten die auf das Volumen bezogene spezif. Wärmekapazität und das Speichervolumen möglichst groß sein; der Wärmeinhalt skaliert mit dem Volumen, die Verluste mit der Oberfläche.

Die Wärmedämmung verlängert stark die nutzbare Dauer der Wärmespeicherung.

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Feste Speichermedien fFeste Speichermedien füür indirekte Speicherr indirekte Speicher

Fließbild eines SEGS-Kraftwerks mit indirektem Speicher aus 2 Tanks

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LatentwLatentwäärmespeicherrmespeicher

ϑ

ϑm

u fest flüssig

Die Energien, die Speichermaterialien bei einer Phasenänderung von fest nach flüssig unter relativ kleiner Volumen- und Druckänderung oder von flüssig nach dampfförmig aufnehmen und beim Erstarren bzw. Kondensieren abgeben sind wesentlich größer als die reinen Wärmekapazitäten.Speicherkapazität Q = m * fNutzung * (cps,m*∆ϑmin/melt + ∆hmelt + cps,m*∆ϑmelt/max)

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Vergleich verschiedener SpeicherartenVergleich verschiedener Speicherarten

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

150 200 250 300 350 400 450Temperatur in °C ->

Wasser (flüssig)

Santotherm VP-1 (flüssig)

Hitec (flüssig)

Beton (fest)

NaNO3 (PWM)

KNO3 (PWM)

MgCl-KCl-NaCl (PWM)

10 bar

374 °C221 bar

100 bar

2,5 bar

398 °C12 bar

Phasenwechsel

+ : therm. Stabilitätsgrenzen

+ +

+

spei

cher

bare

Ene

rgie

in k

J/kg

(ab

150°

C) -

>

Der Phasenwechsel flüssig-gasförmig wird im technischen Maßstab in Heißdampfspeichern genutzt. Der relativen großen gewichtsspezifischen Speicherkapazität von Wasser steht der Aufwand für große Speichervolumen und hohe Drücke entgegen.

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Thermochemische SpeicherThermochemische Speicher

Prinzip: Zwei Materialien reagieren chemisch miteinander und geben dabei Reaktionswärme ab oder nehmen sie auf.Vorteil gegenüber anderen Speicherarten: Wärme wird erst bei der Reaktion abgegeben, die Wärmespeicherung ist verlustfrei. Keine Isolation wird benötigt!

1) Katalytische Reaktionen

Grundformel Beispiel

A B H C DR

BeladenKatalysator

EntladenKatalysator

+ + ⎯ →⎯⎯⎯⎯← ⎯⎯⎯⎯ +∆ *

224 22 HCOHCOCH R +⎯⎯⎯←⎯⎯→⎯∆++

Kat.

Kat.

mit ∆HR = 250 kJ/molCH4

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Thermische Dissoziation und AdsorptionsvorgThermische Dissoziation und Adsorptionsvorgäängenge

1/TT

ln p

AB2 A AB1 B

U

1

2.1 2.2

Gas

Flüssigkeit)()/(

*)/(

22

11

,

,gls

Rls BA

pT

pTHAB

Entladen

Beladen

+⎯⎯⎯ ⎯←⎯⎯⎯ →⎯∆+

)(2)()(2)( gsRs OHCaOHOHCa +⎯⎯←⎯→⎯∆+

mit ∆HR = 105 kJ/molCa(OH)2

Grundformel

Beispiel

Dissoziation eines Gases B aus einer flüssigen Lösung AB im ln(p) – 1/T van‘t Hoff Diagramm

2) Thermische Dissoziation

3) AdsorptionsvorgängeBei den Sorptionsspeichern werden Gase oder Dämpfe, z.B. Wasserdampf in Materialien mit gro-ßen Oberflächen, z.B. Mx/n[(AlO2)x(SiO2)y] ·z H2O , unter Wärmeabgabe eingebunden. Bei Wärme-zufuhr wird der adsorbierte Stoff wieder freigesetzt. Energiedichte von Zeolith/Wasser = 175 Wh/l

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NiedertemperaturwNiedertemperaturwäärmespeicher rmespeicher -- BrauchwasserspeicherBrauchwasserspeicher

Brauchwasserspeicher fBrauchwasserspeicher füür solare Brauchwassererwr solare Brauchwassererwäärmungrmung

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NiedertemperaturwNiedertemperaturwäärmespeicher rmespeicher -- PufferspeicherPufferspeicher

Pufferspeicher für solare Brauchwassererwärmung und Heizungsunterstützung

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NiedertemperaturwNiedertemperaturwäärmespeicher rmespeicher -- SaisonalspeicherSaisonalspeicher

Heißwasser-Wsp. Kies/Wasser-Wsp. Erdsonden-Wsp. Aquifer-Wsp.1,5 bis 2,5 m³/m²FK 2,5 bis 4 m³/m²FK 8 bis 10 m³/m²FK 4 bis 6 m³/m²FK

Grober Richtwert des Speichervolumens je m² Kollektorfläche für einen solaren Deckungsanteil von 50 % (FK: Flachkollektor)

Kies-Wasserspeicher bei Steinfurt: Volumen 1500 m3, Kollektorfläche 510 m2, δmax=90 °C

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NiedertemperaturwNiedertemperaturwäärmespeicher rmespeicher -- LatentwLatentwäärmespeicherrmespeicher

Na (CH3COO) x 3 H2O: Dieses Trihydrat bildet große, farblose Kristalle und ist gut wasserlöslich und schmilzt ab 58°C, kristallisiert beim Abkühlen jedoch nicht sofort wieder aus, das heißt, es bildet sich eine unterkühlte Schmelze. Diese gibt beim Kristallisieren Latentwärme ab.

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Elektrochemische SpeicherElektrochemische Speicher

Elektrochemische EnergiespeicherElektrochemische Energiespeichermit mit integriertemintegriertem SpeicherSpeicher-- PrimPrimäärzellen (rzellen („„BatterienBatterien““))-- SekundSekundäärzellen (rzellen („„AkkumulatorAkkumulator““ oder auch oder auch „„wiederaufladbare Batterienwiederaufladbare Batterien““))

Elektrochemische Energiespeicher mit Elektrochemische Energiespeicher mit externemexternem Speicher:Speicher:-- ElektrolyseurElektrolyseur (elektrolytische (elektrolytische Erzeugung von HErzeugung von H22) ) →→ Speicherung Speicherung von Hvon H22 →→ Brennstoffzelle (Erzeugung Brennstoffzelle (Erzeugung von el. Strom aus Hvon el. Strom aus H22 und Ound O22))-- RedoxRedox FlowFlow ZellenZellen

KapazitKapazitäät eines Akkus mit 100 Ah t eines Akkus mit 100 Ah NennkapazitNennkapazitäät in Abht in Abhäängigkeit des ngigkeit des EntladestromsEntladestroms

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Batterieanlage des Energieparks Mont Batterieanlage des Energieparks Mont CenisCenis in Hernein Herne

Stromquelle:10.000 m2 Photovoltaik-Anlage mit 1 MW el. Peakleistung

Speicher:1,2 MWhelZellentyp: PbBaujahr: 1997Baukosten: 800.000 €