Speichersystematik Gebräuchliche Speichereinteilungen erwecken den Anschein der Vollständigkeit und erschweren die Betrachtung und zieloffene Erörterung der nicht etablierten Speicherarten. Nahezu alle namhaften Speicherstudien verwenden in ihren Gliedrungen z.B. die Gruppe “mechanische Speicher” und fassen dort die drei Speicherarten Pumpspeicher, Druckluftspeicher und Schwungradspeicher zusammen. Wie die nachfolgende Speichersystematik aufzeigt, liegen diesen drei Speicherarten völlig unterschidliche physikalische Kräfte zugrunde, gegen die eine Arbeit verrichtet wird. Die Einteilung der physikalischen Grundkräfte kann auf der oberen Ebene als Gliederungsmerkmal für eine konsistente und umfassende Sytematik aller Speicherarten dienen. Die RauEE Stiftung schlägt eine wiisenschaftliche Studie vor, die den nachfolgenden Entwurf einer Speichersystematik überarbeitet und ergänzt. < nach oben Zusammenfassung der Grundlagen Die Schwerkraft ist an jedem Ort der Erde frei verfügbar. Elektrische Energie kann in Potentielle Energie umgewandelt und wieder zurückgewonnen werden. Es gilt:  1Nm = 1Ws Die potentielle Energie genügt an der Erdoberfläche der Gleichung: EP = m*g*h  Der Hub eines Masseträgers von 1 kg um 1 Meter erzeugt eine potentielle Energie von  9,81 Nm oder 9,81 Ws. Mit dieser einfachen Faustformel kann der Energieinhalt von Hubkraftwerken und Hubspeicherkraftwerken schnell abgeschätzt werden: 1 t Masse * 1 m Hub = 9.810 Ws = 2,72 Wh potentielle Energie Beispiel: Ein Betonquader mit den Kanten: 10 x 5 x 3 m hat ein Volumen von 150m3. Das entspricht dem zweifachen Volumen eines Seecontainers.  Er wiegt ca. 368 t. Hebt man einen solchen Würfel um 100 m an, so enthält er eine potentielle Energie von 100 kWh  Gravitation Die moderne Physik kennt vier Grundkräfte: - die Gravitation (Anziehungskraft zwischen Massen) - die elektromagnetische Wechselwirkung    (Bindekraft zwischen Elektronen und Protonen: Atomhülle, elektrische, chemische Eigenschaften, Licht) - die schwachen Wechselwirkung (Bindekraft zwischen Protonen und Neutronen: Atomkern, Kernkraft) - die starken Wechselwirkung (Bindekraft der Elementarteilchen: Aufbau der Protonen, Neutronen) Die vier Grundräfte der Physik beschreiben alle Erscheinungsformen unseres Universums. Die Gravitation beschreibt die Anziehung von Körpern, die eine Masse besitzen, vom kleinsten Staubkorn über die Planeten bis zur größten Galaxie. Die Gravitation ist der Ursprung aller uns zugänglichen Energieformen. Auf der Sonne verschmelzen Wasserstoffatome unter sehr hohem Druck zu Heliumatomen und setzen Bindungsenergie von Protonen und Neutronen frei. (Kernfussion) Die dabei entstehende elektromagnetische Strahlung trifft die Erde in der Form von Sonnenlicht. Die Gravitationskraft in der Sonne reicht jedoch nicht aus, schwerere Elemente als das Helium zu erzeugen. Inzwischen vermutet man, dass die schweren Elemente wie z.B. Gold, Blei, Uran in riesigen Galaxien mit einer vielfach höheren Masse als der Sonne oder der Milchstraße entstanden sind. Schwerkraft Die Gravitation der Erde bezeichnet man als Schwerkraft. Sie hält jeden Körper auf der Erdoberfläche fest und zieht ihn zum Erdmittelpunkt. Die Schwerkraft sorgt dafür, dass wir uns überhaupt in der gewohnten Weise auf der Erde bewegen können. Die Schwerkraft steht jedermann an jedem Ort der Erde kostenlos zur Verfügung. Im freien Fall (Vakuum vorausgesetzt) wird jeder Masseträger sei es eine Feder, ein Stein oder ein Regentropfen mit der Erdbeschleunigung von g = 9,81 m/s2 auf den Erdmittelpunkt hin beschleunigt. Die Schwerkraft, die den Fall bewirkt, beträgt an der Erdoberfläche: Schwerkraft: FG = m*g  (FG=9,81 N = 9,81 kg*m/s2) Potentielle Energie Energie ist die Fähigkeit eine Arbeit zu leisten. Hebt man ein Gewicht an der Erdoberfläche um 1 m in die Höhe, so ist gegen die Schwerkraft FG eine Hubarbeit WH zu verrichten. Dies verspüren wir, wenn wir z.B. eine Anhöhe erklimmen. Hubarbeit: WH = FG*h = m*g*h Wie wir es an uns selbst erfahren, fällt jeder Körper zum Erdmittelpunkt hin. Sobald der Körper losgelassen wird, kann die Hubarbeit WH zurückgewonnen werden. Diese Fähigkeit Arbeit zu leisten bezeichnet man als potentielle Energie EP. Sie ist genauso groß wie die geleistete Hubarbeit WH  Wird auf der Erdoberfläche ein Gewicht von 1 kg um 1 m angehoben, so beträgt die potentielle Energie: 1 kg * 9,81 m/s2 * 1 m = 9,81 Nm Energieumwandlung Elektrische Energie entsteht aus anderen Energiearten und lässt sich wieder in andere umwandeln. Auch für sie gilt der Satz von der Erhaltung der Energie. Er besagt, dass Energie in einem geschlossenen System weder entstehen noch verschwinden kann. Potentielle Energie, elektrische Energie und Wärmeenergie sind äquivalent, d.h. sie können ineinander umgewandelt werden. Es gilt: 1 Nm (Newtonmeter) = 1 Ws (Wattsekunde) = 1 J (Joule) Umwandlungsverluste Die Umwandlung von potentieller Energie in elektrische Energie geschieht mit der Hilfe von mechanischen und elektrischen Vorrichtungen, die aufgrund von Reibung oder Strahlung Energie an die Umwelt abgeben. Jeder Umwandlungsprozess ist deshalb mit einem Verlust an nutzbarer Energie verbunden. Hubspeicher nutzen die Schwerkraft < nach oben Home Grundlagen Hubspeicher Kraftwerke Projekte Netz-Hubspeicher Projekte Mikro-Hubspeicher Hub Kraftwerke Technikbeispiele Kostenbeispiele Vorteile und Bewertung Ideen/Diskussion Impressum / Stiftung RauEE