Kann man Elektrizität speichern? Elektrische Energie muss genau in dem Moment erzeugt werden, in dem sie gebraucht wird. Oder doch nicht?
Die Antwort reicht von ja bis nein. In kleinen Mengen kann man elektrische Energie direkt speichern, zum Beispiel in Batterien, Akkus oder Kondensatoren. In großen Mengen geht das nur über Umwege, also über die Speicherung anderer Energieformen.
Elektrische Energie kann nicht einfach „auf Vorrat liegen bleiben“. Wenn Kraftwerke mehr Energie erzeugen, als gerade gebraucht wird, muss diese Energie sofort umgewandelt werden.
Große Energiespeicher: der Umweg über andere Energieformen
Ein bekanntes Beispiel sind Speicherkraftwerke. Wenn zu viel elektrische Energie im Netz vorhanden ist, werden damit Pumpen betrieben. Diese pumpen Wasser in hochgelegene Stauseen.
Die Energie liegt dann nicht mehr elektrisch vor, sondern als potenzielle Energie des hochgelegenen Wassers. Wird später wieder viel Strom gebraucht, lässt man das Wasser abfließen und treibt damit Generatoren an.
Jede Energieumwandlung ist mit Verlusten verbunden. Ein Teil der Energie geht als Wärme verloren. Man spricht vom Wirkungsgrad. Er ist immer kleiner als 100 Prozent.
Kleine Energiespeicher: Batterie und Kondensator
Elektrische Energie ist gespeichert, wenn elektrische Ladungen getrennt vorliegen. Diese Trennung geschieht durch Arbeit.
Kondensatoren speichern Ladung.
Ein Kondensator besteht aus zwei Bereichen: einem positiv geladenen und einem negativ geladenen. Dazwischen befindet sich ein elektrisches Feld, in dem die Energie gespeichert ist.
Batterien speichern Energie chemisch.
In einer Batterie wird chemische Energie in elektrische Energie umgewandelt. Dabei werden elektrische Ladungen getrennt gehalten.
Wird der Stromkreis geschlossen, fließen die Ladungen wieder zurück. Es entsteht elektrischer Strom.
Die erste Batterie wurde 1800 von Alessandro Volta gebaut. Zu seinen Ehren heißt die Einheit der Spannung Volt.
Energiespeicherung in der Natur
Auch die Natur speichert Energie: Pflanzen speichern Sonnenenergie in chemischen Verbindungen.
In Gewittern wird elektrische Energie gespeichert, weil Ladungen zwischen Wolken und Erde getrennt werden. Beim Blitz wird diese Energie plötzlich frei.
Auch gespannte Federn, rotierende Räder, komprimierte Gase oder hochgehobene Massen sind Energiespeicher – nur eben nicht elektrisch.
Was muss man sich merken?
Elektrische Energie kann nur begrenzt direkt gespeichert werden. Für große Energiemengen braucht man Umwege über andere Energieformen. Jede Umwandlung kostet Energie.
Wikipedia
Immer noch interessiert?
Gespräch über Energiespeicher: Physikalische Soiree 186 – Was kann man mit überschüssiger elektrischer Energie in Österreich tun?