energiespeichersystem at Hochschule Hannover

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Was ist elektrochemische Spannungreihe?

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Wie entsteht Galvanische Elemente/ Primärelemente?

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Wie berechnet man die Elektrochemische Spannung?

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Woraus besteht eine Batterie?

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Wie entsteht der Strom bei Entladung der Zelle?

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Vor und Nachteile von Blei-batterie?

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Wie verändert die Kennlinien mit der Zeit? Neigung der Kennlinien? Entladeschlussspannung?.. Batterie

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Welche Einfluss wirkt der Innenwiderstand?

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Vor- und Nachteil von Li-Ion Akku?

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Was ist Nennkapazität?

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Was ist Wirkungsgrad? von Blei und Li-ion-Akku?

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Wie funktioniert die Solarzelle?

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energiespeichersystem

Was ist elektrochemische Spannungreihe?

Das Bestreben von Metall, elektrone abzugeben und als Ionen in Lösung zu gehen -> Lösungdrück. Diese wird als elektrische Spannung in V gemessen -> liefert dann elektrochemische Spannungreihe.

energiespeichersystem

Wie entsteht Galvanische Elemente/ Primärelemente?

Das Element entsteht, wenn man die Lösungsdrück zwischen unterschiedlichen Elementen durch Einbringen in einen Elektrolyten ausnutzt.

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Wie berechnet man die Elektrochemische Spannung?

denta U= U kathode - U Anode


(Anode: e- Abgabe

Kathode: e- Aufnahme)

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Woraus besteht eine Batterie?

  • Elektrolyten
  • Batteriegehäuse
  • zwei Elektroden
  • Separator( Kurzschluss zwischen internen Elektrodenkontakt zu vermeiden, ansonst Übertragung der Elektronen -> kein äußeren Strom)

energiespeichersystem

Wie entsteht der Strom bei Entladung der Zelle?

  • An negative Elektroden (Anode) findet Oxidationsprozess (Auflösung der Anodematerial) statt -> Elektronen wird frei gesetzt.
  • Parallel wird an positive Elektroden (Kathode) die entsprechen Elektronensmenge über Reduktionprozess (Abscheidung des Metall aus der Lösug) aufgenommen.

-> fließt durch äußeren Verbraucherstromkreis ein Elektronenstrom von (-) zu (+).

Innenhalb der Zelle wird ein Strom zwischen den Elektroden durch Ion in ionische leitenden Elektrolyten getragen, wobei Ionen- und Elektronenreaktionen an der Elektroden miteinander gekoppelt wird


energiespeichersystem

Vor und Nachteile von Blei-batterie?

Vorteil:

  • günstige Preis-Leistungs-Verhältnis (50 Euro/KWh)
  • leicht recycelbar
  • hohen Zellenspannung (2V)
  • einfache zu handhabende Ladetechnik

Nachteil:

  • begrenzte Zyklenfestigkeit
  • bescheidene spezifische Energie (30-50 Wh/kg)
  • schwierig in kleinen Einheiten zu produzieren

Anwendung: Starterbatterie, Batterie für Traktion..)

energiespeichersystem

Wie verändert die Kennlinien mit der Zeit? Neigung der Kennlinien? Entladeschlussspannung?.. Batterie

  • Je größer die C-Rate -> kleinere Entladeschlusspannung

Grund: Mangel an Reaktanz bei hohen C-Rate

Je größer die c-Rate -> kleiner wird die abgegebene Kapazität -> mehr Anodematerial unverbrachbar bleibt -> niedrige Entladeschlussspannung zugelassen, um die Gefahr der Zerstörung der Anode zu vermeiden.

  • Neigung der Kurve:
  • Nen'sche Gesetzt: Die Spannung wird mit der zunehmenden Entladezeit immer kleiner.
  • Verlust in inneren Batterie: Je größer der Entladenstrom -> größer der Verlust. (Ukl = Uo - Ient*Rinn) -> Der Strom stimmt, wie die Kurve neigt.

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Welche Einfluss wirkt der Innenwiderstand?

  • Temparatur: je größer T -> Rinn kleiner
  • Zellengröße: je größer die Zelle -> Rinn kleiner
  • Technologie:
  • Aufbau:

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Vor- und Nachteil von Li-Ion Akku?

Vorteil:

  • großen Zyklenzahl
  • schnellladefähig
  • hohen Wirkungsgrad (90%, kann bis 99% sein)

Nachteil:

  • Starke Empfindlichkeit gegenüber Tiefentladung, Überladung und zu hohen Temperatur

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Was ist Nennkapazität?

bezieht sich auf eine Entladung mit dem Strom von 0,1 C

  • Wird mehr Strom bezogen ->sinkt die nutzbare Nennkapazität
  • Umgekehrt

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Was ist Wirkungsgrad? von Blei und Li-ion-Akku?

Verhältnis zwischen Ladeenergiemenge und der entnehbare Entladenenergiemenge.

  • Blei-Akku: 60-70%
  • Li-i0n: 90% , 98% bei kleinem Entladestrom

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Wie funktioniert die Solarzelle?

  • Elektrone im Raumladung werden durch Photonen von Valenzband in Leitungsband angehoben

-> von Atom gelöst

  • Elektron wird in n-gebiet gezogen, entstehende Löcher wandert in P-gebiet -> schließt sich über ein elektrischen Verbraucher ein Stromkreis.

Usz = 0,5 V

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