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Impressum
5
Inhaltsverzeichnis
6
Vorwort
10
1 Einleitung./.Motivation
12
1.1 Wozu braucht man Energiespeicher?
12
1.1.1 Angebot und Nachfrage
12
1.1.2 Zeitliche Abweichung von Bereitstellung und Bedarf
13
1.2 Wie kann Energie gespeichert werden?
14
1.2.1 Elektrische/elektro-chemische Energiespeicher
15
1.2.2 Mechanische Speicher
15
1.2.3 Chemische Energiespeicher
16
1.2.4 Thermischer Energiespeicher
16
1.2.5 Möglichkeiten durch Umwandlung der Energien
17
1.2.6 Vergleich der Energiespeichertechnologien
17
2 Charakteristische Größen eines thermischen Energiespeichers
20
2.1 Prolog: Was ist thermische Energie? (Physik der Wärme)
20
2.2 Sensibel – Latent – Thermochemisch
23
2.3 Speicherkapazität
25
2.4 Lade- und Entladeleistung
25
2.5 Nutzungsgrad
26
2.6 Speicherzyklen
26
3 Aufbau eines Speichers und Integration in ein Energiesystem
28
3.1 Vom Speichermaterial zum Speichersystem
28
3.1.1 Material
28
3.1.2 Komponente
29
3.1.3 System
29
3.1.4 Zusammenspiel der Ebenen
30
3.2 Kosten und wirtschaftliche Betrachtung
30
4 Speicherklassifikation
34
4.1 Was soll der Speicher in der Anwendung leisten?
34
4.1.1 Klassifikation nach Einsatzbereich
34
4.1.2 Klassifikation nach Temperaturniveau
35
4.1.3 Klassifikation nach Speicherkapazität, thermischer Leistung und Speicherdauer
36
4.2 Das physikalische Speicherprinzip
36
4.2.1 Spezifische Wärmekapazität
37
4.2.2 Schmelzwärme
37
4.2.3 Reaktionsenthalpie
39
4.3 Autarke – nicht-autarke thermische Speicher
41
4.3.1 Thermodynamische Betrachtung nicht-autarker Speicherprozesse
43
4.4 Empirische Regeln zur Abschätzung der Speicherkapazität
45
4.4.1 Sensible Wärmespeicherung
45
4.4.2 Latente Wärmespeicherung
48
4.5 Typische Speichermaterialien
49
4.5.1 Sensible Speichermaterialien
49
4.5.2 Latentwärmespeichermaterialien
51
4.5.3 Thermochemische Speichermaterialien
57
4.6 Speicherdesign: Technische Bauformen
59
4.7 Dämmmaterialien
66
4.7.1 Allgemeines
66
4.7.2 Konventionelle Speicherdämmung
68
4.7.3 Vakuumdämmung und Vakuumsuperisolation (VSI)
70
5 Thermische Energiespeicher in der Anwendung
72
5.1 Sensible Speichersysteme
72
5.1.1 Saisonale Speicherung solarer Wärme
72
5.1.2 Superisolierter Speicher
81
5.2 Latentwärmespeichersysteme
86
5.2.1 Passive Kühlung mit PCM
86
5.2.2 Latentwärmespeicher zur Rückkühlung einer Absorptionskältemaschine
91
5.2.3 PCM-Slurries
97
5.3 Thermochemische Speichersysteme
103
5.3.1 Mobiler Adsorptionsspeicher zur Nutzung industrieller Abwärme
103
5.3.2 Kälte speichern und Klimatisieren mit Salzlösungen
111
5.3.3 Adsorptionsspeicher in einem Geschirrspüler
120
6 Stand der Forschung und Entwicklung
126
7 Nachwort
134
7.1 Mit thermischen Energiespeichern ist es wie mit Handschuhen …
134
7.2 Thermische Energiespeicher können die Welt retten …
135
8 Zitierte Literatur und Abbildungsverzeichnis
138
8.1 Zitierte Literatur
138
8.2 Abbildungsverzeichnis
142
9 Forschungsvorhaben der Bundesregierung
144
9.1 Laufende und kürzlich abgeschlossene Forschungsvorhaben
144
9.2 Forschungsberichte
146
10 Weiterführende Literatur
148
10.1 BINE Informationsdienst
150
11 Autoren
152
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