Hybridspeicher: Arten und Bedeutung

Hybridspeicher kombinieren unterschiedliche Technologien, um Energie effizient und verlustarm bevorraten zu können. Während einige Systeme elektrische und thermische Speicher koppeln, setzen andere auf die Verknüpfung mehrerer Batterie-Technologien. Wieder andere Hybridspeicher sollen mit der Verbindung von elektrochemischen und elektrostatischen Lösungen für viel Energie und Leistung sorgen. Wir geben einen Überblick über den aktuellen Stand der Technik und erklären, welche Rolle die Energiespeicher heute und in Zukunft spielen.

Hybridspeicher: Definition und Ziele der Technik

Bei einem Hybriden handelt es sich um ein Gerät oder ein System, das sich aus verschiedenen Technologien zusammensetzt. Besteht eine Hybridheizung zum Beispiel aus einer Gastherme und einer Wärmepumpe, nutzt ein Hybridspeicher verschiedene Lösungen, um Energie bevorraten zu können. Ziel der Kombisysteme ist es, viel Energie zu speichern und eine hohe Leistung bereitzustellen. Die Systeme sollen stabil sowie verlustarm arbeiten und im besten Falle auch preisliche Vorteile bieten.

Verschiedene Hybridspeicher und ihre Funktion 

Abhängig vom Einsatzgebiet sind Hybridspeicher heute in unterschiedlichen Formen bekannt. Während einige Hersteller verschiedene Akkumulatoren verbinden oder elektrochemische mit elektrostatischen Systemen koppeln, schalten andere elektrische und thermische Speicherlösungen zusammen. Wieder andere bauen Hybridspeicher für die Photovoltaik, die den Insel- und den Netzbetrieb ermöglichen.

Hybridspeicher bevorraten überschüssige regenerative Energien
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Elektrochemische und -statische Speicher in Kombination

Bei elektrochemischen Energiespeichern handelt es sich um Akkumulatoren, die zum Beispiel auf Blei- oder Lithium-Basis arbeiten. Die Lösungen haben eine begrenzte Zyklenzahl (Haltbarkeit), können dafür aber viel Energie auf kleinem Raum bevorraten. Elektrostatische Speicher sind Kondensatoren. Sie bevorraten elektrische Ladung statisch in einem elektrischen Feld. Die Vorteile dieser Systeme liegen in hohen Zyklenzahlen und einer vergleichsweise hohen Leistung. Nachteilig sind hingegen die hohe Selbstentladung und die geringere Energiedichte. Hybridspeicher, die beide Lösungen verbinden, führen die Vorteile zusammen. Sie halten lange, bevorraten viel Energie und geben eine hohe Leistung ab.

Hybrid-Stromspeicher mit unterschiedlichen Akkumulatoren

Im Bereich großer Hybridspeicher für Photovoltaik- oder Windkraftanlagen kombinieren Hersteller verschiedene Akkumulatoren. So zum Beispiel Lithium-Ionen- und Natrium-Schwefel-Batterien. Beide Lösungen sind lange bekannt, haben aber ganz unterschiedliche Vorteile. Lithium-Ionen-Akkumulatoren gleichen Netzschwankungen sehr gut aus und sorgen so für eine gleichmäßige Spannung. Natrium-Schwefel-Batterien können das nicht so gut. Dafür eignen sie sich zur Langzeitspeicherung großer Energiemengen. Die Kombination beider Lösungen schafft Hybridspeicher, die flexibel auf Netzschwankungen reagieren und Strom lange verlustarm bevorraten.

Speicherlösungen für elektrische und thermische Energie

Hybridspeicher können auch elektrische und thermische Lösungen kombinieren. Möglich ist das, indem Experten konventionelle Batteriespeicher mit Pufferspeichern zusammenschalten. Ist der Batteriespeicher voll, speist eine intelligente Regelung überschüssige regenerative Energie in die Wärmespeicher ein. Das sorgt für eine besonders hohe Speicherkapazität bei vergleichbar geringen Kosten. Denn anders als Stromspeicher, die heute zwischen 500 und 1.500 Euro pro Kilowattstunde kosten, liegen die Preise für thermische Speicher bei deutlich unter 100 Euro pro Kilowattstunde. Hinzu kommt die Tatsache, dass viele Hausbesitzer bereits Pufferspeicher oder Warmwasserspeicher nutzen. Hier lässt sich also auf vorhandene Technologien aufbauen.

Hybridspeicher für Photovoltaik im Netz- und Inselbetrieb 

Während Sie sich üblicherweise für den Netz- oder den Inselbetrieb ihrer Hausanlage entscheiden müssen, bekommen Sie mit einem Hybrid-Stromspeicher beides. Ist ausreichend Energie vorhanden, trennen diese die Anlage vom Netz, um viel Strom im Haus zu behalten. Sind solare Erträge und eingespeicherte Energiemengen knapp, kommt Strom aus dem Netz hinzu. Vorteil dieser Systeme ist ein maximaler Eigenstromverbrauch. Sie verbrauchen nur im Notfall elektrische Energie aus dem Netz, sparen CO2 und bezahlen weniger für ihren Strom.

Die Rolle hybrider Speicher: Heute und in Zukunft

Soll der Anteil regenerativer Energien an der Stromerzeugung weiter steigen, kommt es auf ausgeklügelte Speicherlösungen an. Denn Grünstrom aus Photovoltaik und Windkraft ist fluktuierend. Er kommt im Überschuss, wenn die Sonne scheint oder der Wind weht, und fehlt nachts sowie bei Flauten. Hybridspeicher, die heute bereits versuchsweise im Einsatz sind, können hier für einen Ausgleich sorgen. Sie schaffen günstige Regelleistung, stabilisieren die Netze und gleichen die Differenzen zwischen Energieangebot und -bedarf günstig aus.

Heizung.de Autor Alexander Rosenkranz
Fazit von Alexander Rosenkranz
Hybridspeicher kombinieren verschiedene Technologien oder Verfahrensweisen in einem System. Sie sorgen für eine hohe Energiedichte, hohe Leistungswerte und gleichen die Differenzen zwischen Energieangebot und Energiebedarf günstig aus. Ihre Bedeutung wächst mit dem Anteil erneuerbarer Energien im Stromnetz.
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