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{{QS-Elektrotechnik}}
Unter '''hybriden Speichersystemen''' versteht man eine Kombination verschiedener [[Energiespeicher]]-Verfahren mit dem Ziel, deren Stärken zu verbinden. Da viele Speicher entweder auf [[Energie]] oder [[Leistung (Physik)|Leistung]] optimiert sind, ist es wünschenswert beide Eigenschaften zu vereinen.<ref>{{Literatur |Autor=Thomas Zimmermann, Peter Keil, Markus Hofmann, Max F. Horsche, Simon Pichlmaier, Andreas Jossen |Titel=Review of system topologies for hybrid electrical energy storage systems |Sammelwerk=Journal of Energy Storage |Band=8 |Datum=2016-10-11 |Sprache=en |DOI=10.1016/j.est.2016.09.006 |Seiten=78–90}}</ref> So benötigt man zum Beispiel für ein [[Elektrofahrzeug]] eine große Energie (= höhere Reichweite) und eine hohe Leistung (= bessere Beschleunigung).

== Eigenschaften von elektrochemischen und elektrostatischen Speichern ==

Mit elektrochemischen Speichern ([[Akkumulator]]en) ist nur eine geringe Zyklenzahl (ca. 500–1500), jedoch eine große [[Energiedichte]] und eine geringe [[Selbstentladung]] möglich. Im Gegensatz dazu sind mit elektrostatischen Speichern ([[Kondensator (Elektrotechnik)|Kondensatoren]]) hohe Zyklenzahlen (< 10.000) und große Leistungen möglich. Allerdings ist die Energiedichte geringer und die Selbstentladung hoch. Ziel ist, die Vorteile beider Technologien zu vereinen. Dies ist entweder durch eine integrierte Kombination oder durch eine äußere Kopplung über Klemmen oder Kontaktierung möglich.

== Blei-DSK-Hybride ==

Hierbei handelt es sich um eine Kombination aus [[Bleiakkumulator]] und [[Doppelschichtkondensator]] (DSK). Die Vorteile sind eine viermal höhere Zyklenzahl als bei der Bleibatterie, ein geringerer Preis als z. B. [[Nickel-Metallhydrid-Akkumulator]]en, eine viermal schnellere Ladung als bei einem konventionellen [[Blei]]-Akkumulator, keine Sicherheitsprobleme, ein hoher Temperaturbereich (beginnend bei −50 °C) und ein einfaches [[Recycling]].

Die Firma [[CSIRO]] hat als Ansatz eine negative Elektrode, bestehend aus 50 % Blei und 50 % [[Aktivkohle]]. Die Energiedichte ist hier etwas schlechter als bei dem Bleiakkumulator und die Leistungsdichte etwas schlechter als beim DSK. Derzeit  wird dieses Verfahren im [[Honda Insight Hybrid]] über 160.000 km Laufleistung getestet. Eine Produktion wird gerade aufgebaut.

Jedoch kann es vor allem in Europa zu Problemen kommen, da Blei nicht mehr verwendet werden darf. Einzige Ausnahme: Die [[Starterbatterie]] eines [[Kraftfahrzeug]]es.

== Lithium-DSK-Hybride ==

Diese Technik ist gerade in der Forschung. [[Produktreife]] wird in frühestens einigen Jahren erwartet. Die Idee ist, [[Porosität|hochporöse]] DSK-Elektrodenmaterialien mit einer möglichst großen Oberfläche zu erzeugen, welche anschließend mit einer dünnen (ca. 100 nm dick) elektrochemisch aktiven Schicht überzogen werden. Als Kollektormaterial wird bevorzugt nanostrukturiertes [[Metall]] (z. B. [[Nickel]]) und als aktives Oxid genutzt, z. B. [[Mangandioxid]] (MnO2) oder [[Lithiummangan(III,IV)-oxid|Lithiummanganat]] (LiMn2O4).

== Äußere Kopplung ==

Eine Kopplung ist am besten über ein leistungselektronisches Stellglied möglich. Nutzt man nur ein Stellglied, ordnet man das erste Speichersystem links des Stellglieds und das zweite Speichersystem rechts des Stellglieds an. Nimmt man beispielsweise eine herkömmliche Batterie links und einen Doppelschichtkondensator rechts und schaltet den Verbraucher an der rechten Seite an, so muss der DC/DC-Steller nur für eine kleine Leistung der Batterie ausgelegt werden, jedoch der [[Maschinenumrichter]] sehr groß dimensioniert werden, da die Spannung am DSK einbrechen und somit die Stromstärke stark ansteigen kann. Schaltet man den Verbraucher auf die Seite der Batterie, so müssen der DC/DC-Steller und der Maschinenumrichter genau entgegengesetzt dimensioniert werden. Eine Lösung ist die Verwendung eines zweiten Stellglieds, was aber in vielen Bereichen wegen des Mehrgewichts ungünstig ist. Jedoch kann so das Stellglied an der Batterie für niedrige Leistungen und hohe Energien und das Stellglied am DSK genau umgekehrt ausgelegt werden.

== Verwendung ==

Hybride Speichersysteme finden schon in [[Mobiltelefon]]en und Elektrofahrzeugen Verwendung. Moderne Mobiltelefone benötigen oft schnell hohe Leistungen für [[GPRS]], Musikwiedergabe oder den Blitz für ein [[Fotografie|Foto]], welche der Akkumulator nicht sofort bereitstellen kann. Dies wird durch einen DSK geglättet.

== Quellen ==
* {{Literatur |Autor=P. Patel-Predd |Titel=A Battery-Capacitor Hybridfor Hybrids |Sammelwerk=IEEE Spectrum |Band=45 |Nummer=12 |Datum=2008 |Seiten=15 |DOI=10.1109/MSPEC.2008.4687354}}


* 
* Hans Georg Herzog: ''Skriptum „Elektrische Energiespeicher“.'' ([[Fachgebiet]] Energiewandlungstechnik; {{Webarchiv |url=http://www.ewt.ei.tum.de/index.php?id=ei0403 |wayback=20140309144755 |text=Seminarseite}}).

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Akkumulator]]
[[Kategorie:Kondensator (Elektrotechnik)]]
[[Kategorie:Energiespeichertechnik]]

Hybride Speichersysteme - Versionsgeschichte

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