Schwungradspeicher: Prinzip, Aufbau und Vorteile

Question 1

Welches physikalische Prinzip liegt der Funktionsweise eines Schwungradspeichers zugrunde?

Accepted Answer

Erhaltung des Drehimpulses

Answer

Induktive Kopplung

Answer

Phasenübergang

Answer

Elektrochemie

Question 2

Nennen Sie die drei Hauptbestandteile eines Schwungradspeichers.

Accepted Answer

Rotor, Lager, Motor/Generator

Answer

Solarzelle, Wechselrichter, Speichermedium

Answer

Elektrolyt, Elektrode, Separator

Answer

Turbine, Generator, Transformator

Question 3

In welcher Form wird Energie in einem Schwungradspeicher gespeichert?

Accepted Answer

Als Rotationsenergie

Answer

Als elektrische Energie

Answer

Als thermische Energie

Answer

Als chemische Energie

Question 4

Welche potenziellen Nachteile haben Schwungradspeicher?

Accepted Answer

Begrenzte Speicherkapazität, Sicherheitsrisiken

Answer

Niedriger Wirkungsgrad, lange Ladezeiten

Answer

Hohe Kosten, komplexe Steuerung

Answer

Kurze Lebensdauer, hohe Wartungskosten

Question 5

Welches Prinzip nutzen Schwungradspeicher zur Energiespeicherung?

Accepted Answer

Drehimpulserhaltung

Answer

Elektrochemische Reaktion

Answer

Thermodynamik

Answer

Elektromagnetische Induktion

Question 6

Welches Material wird üblicherweise für die Herstellung des Rotors in Schwungradspeichern verwendet?

Accepted Answer

Verbundwerkstoffe aus Kohlenstofffasern und Kunstharz

Answer

Stahl

Answer

Aluminium

Question 7

Wie wird die Energie aus einem Schwungradspeicher entnommen?

Accepted Answer

Durch einen Generator, der die kinetische Energie in elektrische Energie umwandelt

Answer

Durch eine Pumpe, die mechanische Energie in Druckenergie umwandelt

Answer

Durch eine Turbine, die mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt

Question 8

Im Vergleich zu Blei-Säure-Batterien sind Schwungradspeicher:

Accepted Answer

Langlebiger, aber teurer

Answer

Günstiger, aber weniger leistungsfähig

Answer

Weniger langlebig, aber leistungsfähiger

Answer

Gleichermaßen langlebig und kostengünstig

Question 9

Welche Anwendung ist besonders gut für Schwungradspeicher geeignet?

Accepted Answer

Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV)

Answer

Speicherung von Wärmeenergie

Answer

Mobiler Energiespeicher für Elektrofahrzeuge

Answer

Langzeitspeicherung erneuerbarer Energien

Question 10

Welche Faktoren beeinflussen die Energiespeicherkapazität eines Schwungrads?

Accepted Answer

Rotormasse und Drehzahl

Answer

Chemische Zusammensetzung und Spannung

Answer

Größe und Form des Gehäuses

Answer

Luftfeuchtigkeit und Umgebungstemperatur

Question 11

Welche Maßnahme kann den Wirkungsgrad eines Schwungradspeichers verbessern?

Accepted Answer

Verwendung von Lagern mit geringer Reibung

Answer

Erhöhung der Drehzahl über die sichere Grenze hinaus

Answer

Verstärkung der Rotorachse

Answer

Verringerung der Rotormasse

Question 12

Welche aufstrebende Technologie hat das Potenzial, die Energiedichte von Schwungradspeichern zu erhöhen?

Accepted Answer

Nanotechnologie

Answer

Biokraftstoffe

Answer

Wasserstoffbrennzellen

Answer

Elektrostatische Entladung

Question 13

Welche Herausforderung besteht bei der großflächigen Implementierung von Schwungradspeichern?

Accepted Answer

Hohe Herstellungskosten und Skalierbarkeitshindernisse

Answer

Sicherheitsrisiken

Answer

Soziale Akzeptanz

Answer

Umweltbedenken

Question 14

Welches physikalische Prinzip ist die Grundlage für die Funktionsweise eines Schwungradspeichers?

Accepted Answer

Erhaltung des Drehimpulses

Answer

Coulombsches Gesetz

Answer

Newtonsches Gravitationsgesetz

Answer

Faradaysches Induktionsgesetz

Question 15

Welche Komponente eines Schwungradspeichers ist für die Energiespeicherung verantwortlich?

Accepted Answer

Rotor

Answer

Gehäuse

Answer

Lager

Answer

Stator

Question 16

Welche technische Lösung wird eingesetzt, um die Lagerreibung in Schwungradspeichern zu minimieren?

Accepted Answer

Magnetlager

Answer

Schmiermittel

Answer

Reduzierung des Rotordurchmessers

Answer

Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit

Question 17

Welches Kriterium ist entscheidend bei der Auswahl des Materials für den Rotor eines Schwungradspeichers?

Accepted Answer

Hohe Festigkeit und Dichte

Answer

Hohe Wärmeleitfähigkeit

Answer

Hohe Elastizität

Answer

Geringe elektrische Leitfähigkeit

Question 18

Welches Prinzip beschreibt die Energiespeicherung in einem Schwungradspeicher am besten?

Accepted Answer

Die gespeicherte Energie ist direkt proportional zum Quadrat der Drehzahl.

Answer

Die gespeicherte Energie ist unabhängig von der Drehzahl.

Answer

Die gespeicherte Energie ist direkt proportional zur Drehzahl.

Question 19

Welcher Vorteil von Schwungradspeichern gegenüber anderen Speichertechnologien ist besonders hervorzuheben?

Accepted Answer

Hohe Energie-Leistungsdichte

Answer

Lange Lebensdauer

Answer

Kostengünstigkeit

Answer

Wartungsfreiheit

Question 20

Wie wird die gespeicherte Energie in einem Schwungradspeicher in nutzbare elektrische Energie umgewandelt?

Accepted Answer

Durch einen angeschlossenen Generator

Answer

Durch eine Batterie

Answer

Durch einen Wechselrichter

Answer

Durch einen Transformator

Question 21

Welche der folgenden Maßnahmen kann die Lebensdauer eines Schwungradspeichers verlängern?

Accepted Answer

Sorgfältige Wartung

Answer

Unabhängigkeit von der Lade- und Entladefrequenz

Answer

Unbegrenzte Lebensdauer

Question 22

Welches physikalische Prinzip liegt der Funktionsweise von Schwungradspeichern zugrunde?

Accepted Answer

Erhaltung des Drehimpulses

Answer

Faradaysches Induktionsgesetz

Answer

Thermische Energiespeicherung

Question 23

Wie wird in Schwungradspeichern Energie aufgenommen?

Accepted Answer

Durch Beschleunigung der Schwungmasse

Answer

Durch Druckaufbau

Answer

Durch Erzeugung von Wärme

Answer

Durch chemische Reaktion

Question 24

Welcher Prozess wird in Schwungradspeichern zur Energieentnahme genutzt?

Accepted Answer

Abbremsen der Schwungmasse

Answer

Druck abbauen

Answer

Chemische Reaktion auslösen

Answer

Erhitzen der Schwungmasse

Question 25

Welcher wesentliche Vorteil zeichnet Schwungradspeicher im Vergleich zu anderen Speichertechnologien aus?

Accepted Answer

Sehr hohe Lade- und Entladeleistung

Answer

Günstige Anschaffungskosten

Answer

Hohe Energiedichte

Answer

Lange Lebensdauer

Question 26

Wie berechnet sich die Effizienz von Schwungradspeichern?

Accepted Answer

Verhältnis von gespeicherter zu entladener Energie

Answer

Verhältnis von Lade- zu Entladezeit

Answer

Verhältnis von Energie zu Masse

Answer

Verhältnis von Drehzahl zu Drehimpuls

Question 27

Welche Aussage zur Lebensdauer von Schwungradspeichern ist korrekt?

Accepted Answer

Typischerweise bis zu 20 Jahre

Answer

Abhängig von der Anzahl der Lade-Entlade-Zyklen

Answer

Weniger als 5 Jahre

Answer

Über 50 Jahre

Question 28

Welche Faktoren haben Einfluss auf die Dimensionierung eines Schwungradspeichers?

Accepted Answer

Energiebedarf, Lade- und Entladeleistung, Effizienz

Answer

Materialkosten

Answer

Montageort

Question 29

Welches physikalische Prinzip bildet die Grundlage für die Energiespeicherung in Schwungradspeichern?

Accepted Answer

Drehimpulserhaltungssatz

Answer

Thermodynamische Entropie

Answer

Photovoltaischer Effekt

Answer

Elektrochemische Reaktion

Question 30

Welche Komponente ist in Schwungradspeichern für die Speicherung der Rotationsenergie verantwortlich?

Accepted Answer

Schwungrad

Answer

Brennstoffzelle

Answer

Transformator

Answer

Batterie

Question 31

Welches Bauteil wird zur Entnahme der gespeicherten Energie aus einem Schwungradspeicher verwendet?

Accepted Answer

Drehstromgenerator

Answer

Solarzelle

Answer

Elektrolyseur

Answer

Brennstoffzelle

Question 32

Welcher Vorteil von Schwungradspeichern ist für Anwendungen mit hohem Bedarf an schneller Energiebereitstellung entscheidend?

Accepted Answer

Hohe Leistungsdichte

Answer

Lange Lebensdauer

Answer

Niedrige Anschaffungskosten

Answer

Hohe Energiedichte

Question 33

Im Vergleich zu elektrochemischen Speichern weisen Schwungradspeicher tendenziell eine geringere:

Accepted Answer

Energiedichte

Answer

Leistungsdichte

Answer

Umweltverträglichkeit

Answer

Lebensdauer

Question 34

Welcher Entwicklungstrend wird bei Schwungradspeichern beobachtet?

Accepted Answer

Forschung an neuen Materialien für verbesserte Energiedichte

Answer

Erhöhung der Produktionskosten

Answer

Reduzierung der Effizienz

Question 35

Was ist das zugrundeliegende Funktionsprinzip eines Schwungradspeichers?

Accepted Answer

Speicherung von Energie als Bewegungsenergie in einem rotierenden Schwungrad

Answer

Speicherung von Energie in Form von chemischer Energie

Answer

Umwandlung von Bewegungsenergie in potentielle Energie

Answer

Speicherung von Energie in Form von Wärme

Question 36

Welches der folgenden Materialien ist für die Herstellung eines Schwungrads in einem Schwungradspeicher am geeignetsten?

Accepted Answer

Kohlefaser

Answer

Holz

Answer

Stahl

Answer

Beton

Question 37

Welcher Faktor hat den größten Einfluss auf die in einem Schwungradspeicher gespeicherte Energiemenge?

Accepted Answer

Rotationsgeschwindigkeit

Answer

Dichte des Schwungrads

Answer

Temperatur des Schwungrads

Answer

Größe des Schwungrads

Question 38

Nennen Sie einen Nachteil von Schwungradspeichern.

Accepted Answer

Relativ hohe Selbstentladungsrate

Answer

Nicht kompatibel mit erneuerbaren Energiequellen

Answer

Geringere Umweltverträglichkeit als andere Speichertechnologien

Answer

Komplizierte Wartung

Question 39

Wie wird die Rotationsenergie in einem Schwungradspeicher in nutzbare elektrische Energie umgewandelt?

Accepted Answer

Mittels eines im Schwungrad integrierten Generators

Answer

Mithilfe chemischer Reaktionen

Answer

Durch direkte Verbindung mit dem Stromnetz

Question 40

Welche Funktion hat ein Vakuum in einem Schwungradspeicher?

Accepted Answer

Reduzierung von Luftreibung und Energieverlusten

Answer

Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit

Answer

Stabilisierung des Schwungrads

Answer

Kühlung des Schwungrads

Question 41

Welche innovative Technologie wird in modernen Schwungradspeichern zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit eingesetzt?

Accepted Answer

Magnetische Lagerung

Answer

Wasserkühlung

Answer

Solarzellenbeschichtung

Question 42

Wie wirkt sich die steigende Nachfrage nach energiespeichernden Technologien auf die Entwicklung von Schwungradspeichern aus?

Accepted Answer

Förderung von Forschung und Entwicklung neuer, effizienterer Systeme

Answer

Abnahme der Bedeutung von Schwungradspeichern

Answer

Verlangsamung des technologischen Fortschritts

Question 43

Welches Material eignet sich am besten für den Rotor eines Schwungradspeichers, um eine hohe Energiedichte und geringe Verluste zu erreichen?

Accepted Answer

Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK)

Answer

Aluminium

Answer

Stahl

Answer

Beton

Question 44

Welche Auswirkung hat eine höhere Drehzahl auf einen Schwungradspeicher?

Accepted Answer

Erhöhte Energiespeicherkapazität

Answer

Niedrigere Kosten

Answer

Längere Lebensdauer

Answer

Geringere Verluste

Question 45

Welcher Faktor hat einen negativen Einfluss auf die Effizienz eines Schwungradspeichers, indem er Energieverluste verursacht?

Accepted Answer

Reibung

Answer

Schwerkraft

Answer

Vakuum

Answer

Temperatur

Question 46

Welchen Vorteil haben Schwungradspeicher im Vergleich zu Batteriespeichern?

Accepted Answer

Höhere Zyklenfestigkeit, d.h. sie können häufiger geladen und entladen werden.

Answer

Geringere Kosten

Answer

Höhere Energiedichte

Answer

Geringere Umweltbelastung

Question 47

Für welche Art von Anwendungen sind Schwungradspeicher am besten geeignet?

Accepted Answer

Kurzzeitige, hochintensive Anwendungen, wie z.B. die Bereitstellung von Spitzenlast.

Answer

Langfristige Energiespeicherung, wie z.B. die saisonale Speicherung von Energie.

Answer

Anwendungen mit hoher Energiedichte, wie z.B. die Speicherung von Energie in Elektroautos.

Question 48

Welche Aufgabe erfüllt das Vakuum in einem Schwungradspeichersystem?

Accepted Answer

Reduzierung der Reibungsverluste, die die Effizienz beeinträchtigen könnten.

Answer

Verstärkung des Schwungrads

Answer

Isolierung des Systems

Answer

Speicherung der Energie

Question 49

Was ist ein Nachteil von Schwungradspeichern im Vergleich zu anderen Speichertechnologien?

Accepted Answer

Begrenzte Energiedichte, d.h. sie können nur eine begrenzte Menge an Energie speichern.

Answer

Lange Lebensdauer

Answer

Geringer Wartungsaufwand

Answer

Umweltfreundlichkeit

Question 50

Wie wird sich die Bedeutung von Schwungradspeichern in Zukunft voraussichtlich entwickeln?

Accepted Answer

Ihre Bedeutung wird voraussichtlich mit dem zunehmenden Bedarf an Energiespeichern weiter wachsen, insbesondere für kurzzeitige, hochintensive Anwendungen.

Answer

Sie werden durch andere Speichertechnologien wie Batterien überholt.

Answer

Ihr Einsatz wird auf Nischenanwendungen beschränkt bleiben.

Question 51

Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten den Hauptvorteil eines Schwungradspeichers im Vergleich zu einer Batterie?

Accepted Answer

Schwungradspeicher haben eine höhere Leistungsdichte und können Energie schneller abgeben.

Answer

Schwungradspeicher sind billiger in der Anschaffung als Batterien.

Answer

Schwungradspeicher haben eine höhere Energiedichte als Batterien.

Question 52

Welches physikalische Prinzip liegt der Funktionsweise eines Schwungradspeichers zugrunde?

Accepted Answer

Die Trägheit des rotierenden Körpers

Answer

Die elektromagnetische Induktion

Answer

Die chemische Reaktion

Answer

Die Wärmeübertragung

Question 53

Welche der folgenden Komponenten ist NICHT Bestandteil eines typischen Schwungradspeichersystems?

Accepted Answer

Solarzellen

Answer

Lager

Answer

Rotor

Answer

Elektromotor/Generator

Question 54

Welche der folgenden Anwendungen ist am besten für den Einsatz eines Schwungradspeichers geeignet?

Accepted Answer

Kurzzeitig hohe Leistungsspitzen ausgleichen, z. B. beim Beschleunigen eines Elektroautos

Answer

Speicherung von Sonnenenergie für den Eigenverbrauch

Answer

Langfristige Energiespeicherung für ein ganzes Haus

Question 55

Wie wirkt sich die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors auf die gespeicherte Energie in einem Schwungradspeicher aus?

Accepted Answer

Die gespeicherte Energie steigt mit dem Quadrat der Rotationsgeschwindigkeit.

Answer

Die gespeicherte Energie steigt linear mit der Rotationsgeschwindigkeit.

Answer

Die gespeicherte Energie ist unabhängig von der Rotationsgeschwindigkeit.

Question 56

Welcher Faktor beeinflusst die Lebensdauer eines Schwungradspeichers am stärksten?

Accepted Answer

Die Anzahl der Lade- und Entladezyklen

Answer

Die Umgebungstemperatur

Answer

Die Spannung der Stromquelle

Question 57

Was ist ein wesentlicher Nachteil von Schwungradspeichern?

Accepted Answer

Relativ geringe Energiedichte im Vergleich zu Batterien

Answer

Geringe Effizienz beim Laden und Entladen

Answer

Hoher Wartungsaufwand

Question 58

Welche der folgenden Maßnahmen kann die Energiedichte eines Schwungradspeichers erhöhen?

Accepted Answer

Verwendung eines Materials mit höherer Festigkeit für den Rotor

Answer

Vergrößerung der Kapazität des Akkus

Answer

Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit

Question 59

In welchem Anwendungsbereich sind Schwungradspeicher besonders vielversprechend, da sie die Nachteile von Batterien in diesem Bereich ausgleichen können?

Accepted Answer

Elektromobilität

Answer

Haushaltsstromspeicher

Answer

Off-Grid-Stromversorgung

Answer

Stationäre Energiespeicher für erneuerbare Energien

Question 60

Welche der folgenden Eigenschaften macht Schwungradspeicher besonders interessant für die Verwendung in der Netzstabilisierung?

Accepted Answer

Schnelle Reaktionszeiten bei der Energiefreisetzung

Answer

Lange Lebensdauer

Answer

Hohe Energiedichte