Die Rolle von Schwungräder und Turbinen in Speichern für elektrische Energie
Schwungradspeicher
Beim Aufladen eines Schwungradspeichers wird ein Schwungrad mit Hilfe eines Elektromotors in schnelle Rotation versetzt. Beim Entladen dient in der Regel die gleiche Elektromaschine als Generator zur Stromerzeugung. Solche Speicher sind Kurzzeitspeicher mit hoher Leistung, aber begrenzter Energiedichte. Sie können beispielsweise Energie für das Fahren eines Elektrobusses von einer Haltestelle zur nächsten speichern. Das Nachladen erfolgt beim kurzen Halt an den Haltestellen durch Zufuhr einer hohen elektrischen Leistung.
Druckluftspeicherkraftwerke
Druckluftspeicherkraftwerke benutzen einen großen unterirdischen Hohlraum, der beim Aufladen über Kompressoren mit Druckluft gefüllt wird. Beim Entladen kann diese Druckluft wieder Turbinen antreiben (oder bei kleineren Anlagen einen Gasexpansionsmotor). Kompliziert wird die Sache dadurch, dass die Luft beim Komprimieren heiß wird und beim Entspannen wieder abkühlt. Im Idealfall wird ein annähernd adiabatischer Betrieb erreicht, bei dem die Wärme beim Laden gespeichert wird und beim Entspannen der Luft wieder zugeführt wird. Sonst wird oft eine Kombination mit einem Gasturbinenkraftwerk realisiert, welches Erdgas verbraucht, aber wegen der Energiezufuhr durch die Druckluft in deutlich geringeren Mengen als ein reines Gaskraftwerk.
Druckluftspeicherkraftwerke dienen an manchen Orten der Deckung des Spitzenlastbedarfs. Ihre Energieeffizienz ist deutlich geringer als die von Pumpspeicherkraftwerken, aber sie sind in flachem Gelände eher realisierbar als jene.
(Quelle beider Zitate: https://www.energie-lexikon.info/speicher_fuer_elektrische_energie.htm. In der Quelle wird jeweils auf ausführlichere Artikel im selben Lexikon verwiesen.)
Ein Schwungradspeicher kann elektrische Energie als mechanische Energie (Bewegungsenergie) speichern. Ein Druckluftspeicher speichert elektrische Energie durch Verdichten von Luft in einem Hohlraum. Diese Druckluft kann verwendet werden, um z. B. mit einer Turbine und einem davon angetriebenen Generator wieder elektrische Energie zu erzeugen. Bei einem Schwungradspeicher dient das Schwungrad als Energiespeicher, bei einem Druckluftspeicher dient die Turbine als Energiewandler.
