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Technik

Energie speichern

Speicher gleichen aus, wenn Erzeugung und Bedarf nicht zusammenpassen. Sie unterscheiden sich in Kapazität, Dauer, Verlust und Kosten.

  • ca. 12 Minuten
  • Klasse 8
  • Niveau: Standard

Das lernst du heute

  • Ich kann Speicherarten nennen.
  • Ich kann Speicher nach Kriterien vergleichen.
  • Ich kann die Kapazität eines Akkus berechnen.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Erneuerbare Energien

Die Sonne scheint mittags, doch der Strom wird abends gebraucht. Wind weht, wann er will. Darum braucht man Speicher. Ein Akku speichert Energie chemisch. Ein Pumpspeicherwerk pumpt Wasser bergauf und lässt es später durch eine Turbine zurückfließen. Das ist gespeicherte Lageenergie. Wärmespeicher halten Warmwasser. Fossile Brennstoffe wie Kohle, Öl und Gas sind gespeicherte chemische Energie. Sie lassen sich lange lagern. Wind und Sonnenlicht kann man dagegen nicht direkt lagern. Ihre Energie muss erst umgewandelt und dann gespeichert werden. Speicher unterscheidet man nach der Kapazität, der Speicherdauer, den Verlusten und den Kosten. Ein Akku mit 12 V und 50 Ah speichert 12 V · 50 Ah = 600 Wh. Eine 60-W-Lampe könnte damit 600 : 60 = 10 Stunden leuchten. Beim Speichern gibt es immer Verluste: Nimmt ein Speicher 100 kWh auf und gibt 80 kWh ab, ist der Wirkungsgrad 80 %.

Speicherarten im Vergleich.
SpeicherEnergieformEigenschaft
Akkuchemischschnell, begrenzte Kapazität
PumpspeicherLageenergiegroß, nur an geeigneten Orten
WärmespeicherWärmefür Heizung und Warmwasser
Kohle, Öl, Gaschemischlange lagerbar

Akku-Energie berechnen

  1. Gegeben: 12 V, 50 Ah.
  2. Formel: E = U · Q.
  3. Rechnung: 12 V · 50 Ah = 600 Wh.
  4. Eine 60-W-Lampe leuchtet 600 : 60 = 10 h.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Speicher halten Energie für später.

Kapazität sagt, wie viel hineinpasst.

Ein Teil geht verloren.

Ein Beispiel

Beispiel

Ein Taschenlampen-Akku speichert Energie für wenige Stunden. Ein Pumpspeicher speichert sie für ein ganzes Stadtviertel.

Schritt für Schritt

Du vergleichst zwei Speicher.

  1. Lies Kapazität und Verluste ab.
  2. Berechne die Betriebsdauer oder den Wirkungsgrad.
  3. Vergleiche die Kosten.
  4. Entscheide nach dem Einsatz.

Mit einem Bild erklärt

AkkuEnergieLampe 60 W leuchtet
12 V, 50 Ah600 Wh10 h
12 V, 25 Ah300 Wh5 h
12 V, 100 Ah1200 Wh20 h

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Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Ein Akku hat 12 V und 50 Ah. Wie viele Wh speichert er?

Zeig mir den ersten Schritt

12 · 50.

Lösung ansehen

Lösung: 600

12 V · 50 Ah = 600 Wh.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Der Akku speichert 600 Wh. Eine Lampe braucht 60 W. Wie viele Stunden leuchtet sie?

Zeig mir den ersten Schritt

600 : 60.

Lösung ansehen

Lösung: 10

600 Wh : 60 W = 10 h.

Tipp: Kleine Akkus arbeiten mit Kleinspannung. Trotzdem gilt: Beschädigte oder falsch geladene Akkus können heiß werden oder brennen. Nur mit passendem Ladegerät laden.

Merksatz: Speicher gleichen aus. Kriterien: Kapazität, Dauer, Verlust, Kosten. E = U · Ah.

Typischer Fehler: Viele glauben, ein Speicher gebe alles zurück. Es gibt immer Verluste.

Prüfen

Mini-Quiz

5 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Welcher Speicher speichert Lageenergie?
Lösung ansehen

Lösung: Pumpspeicherwerk

Frage 2 Ein Speicher nimmt 100 kWh auf und gibt 80 kWh ab. Wie groß ist der Wirkungsgrad in Prozent?

Zeig mir den ersten Schritt

80 : 100.

Lösung ansehen

Lösung: 80

80 : 100 = 0,8, also 80 %.

Frage 3 Kohle, Öl und Gas lassen sich gut lagern.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt

Frage 4 Warum braucht man für Sonne und Wind Speicher?
Lösung ansehen

Lösung: Weil Erzeugung und Bedarf zu verschiedenen Zeiten auftreten.

Frage 5 Ein Akku hat 12 V und 25 Ah. Wie viele Wh speichert er?

Zeig mir den ersten Schritt

12 · 25.

Lösung ansehen

Lösung: 300

300 Wh.

Geschafft

Speicher machen Energie später nutzbar. Du vergleichst sie nach Kriterien und rechnest die Kapazität.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

Übungsheft Energie umwandeln und speichern

Kurz erklärt, 43 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

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