סיווג מערכות אגירת אנרגיה חדשות

2. אגירת אנרגיה מכנית
אגירת אנרגיה מכנית כוללת בעיקר אגירת אנרגיה באוויר דחוס ואגירת אנרגיה בגלגל תנופה.

אגירת אנרגיה באוויר דחוס (CAES): CAES משתמשת בעודפי חשמל בתקופות של ביקוש נמוך כדי לדחוס אוויר, אשר נאגר ומשוחרר מאוחר יותר בתקופות של ביקוש שיא כדי לייצר חשמל על ידי הנעת טורבינת גז. CAES מתאימה ליישומים בקנה מידה גדול כמו חוות רוח בשל יכולותיה לקיחת שיא, אך דורשת תנאים גיאוגרפיים ספציפיים.

אגירת אנרגיה בגלגל תנופה: שיטה זו משתמשת באנרגיה חשמלית כדי להאיץ רוטור הממוקם בוואקום, וממירה אנרגיה חשמלית לאנרגיה קינטית לאחסון. אגירת אנרגיה בגלגל תנופה מאופיינת בזמני פריקה קצרים ובקיבולות קטנות יותר, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור יישומים כמו ספקי כוח רציף (UPS) וויסות תדרים. עם זאת, צפיפות האנרגיה שלה נמוכה יחסית, ושומרת על הספק למשך מספר שניות עד דקות בלבד.

3. אחסון אנרגיה אלקטרוכימית
אגירת אנרגיה אלקטרוכימית היא תחום בולט הכולל סוגים שונים של סוללות:

סוללות ליתיום-יון: טכנולוגיית האחסון האלקטרוכימית הבשלה והנפוצה ביותר, הנמצאת כיום בייצור בקנה מידה גדול ובעלת הצמיחה המהירה ביותר ונתח השוק הגבוה ביותר.

סוללות עופרת-חומצה: סוללות אלו כוללות אלקטרודות העשויות בעיקר מעופרת ותחמוצותיה עם אלקטרוליט חומצה גופרתית. מדובר בטכנולוגיה בוגרת עם ביצועים יציבים אך סובלות מזמני טעינה ארוכים, זיהום גבוה ואורך חיים קצר.

סוללות זרימה: סוללות זרימה, שעדיין נמצאות בשלבי הדגמה, ניתנות לסווג על סמך מערכות האלקטרוליטים שלהן לסוללות זרימה מסוג ונדיום חמצון-חיזור, סוללות זרימה מסוג אבץ-ברזל, סוללות זרימה מסוג אבץ-ברזל וסוללות זרימה מסוג ברזל-כרום. סוללות זרימה מסוג ונדיום חמצון-חיזור הן הסוללות המסחורות ביותר, בעוד שאחרות עדיין מאיצות לעבר תיעוש.

סוללות יוני נתרן: סוללות אלו משתמשות באינטרקלציה ובדה-אינטרקלציה של יוני נתרן בין האנודה לקתודה לצורך טעינה ופריקה. טכנולוגיית יוני הנתרן עדיין ניסויית, ועוברת מחקר ובדיקות נוספות.

4. אחסון אנרגיה אלקטרומגנטית
אגירת אנרגיה אלקטרומגנטית כוללת אגירת אנרגיה מגנטית מוליך-על (SMES) ואגירת אנרגיה באמצעות סופר-קבלים, המתאימה ליישומים הדורשים פריקה מהירה והספק גבוה.

אגירת אנרגיה מגנטית מוליך-על (SMES): אוגרת אנרגיה חשמלית בשדה מגנטי עם יכולות טעינה/פריקה מהירות וצפיפות הספק גבוהה. למרות הזמינות של מוצרי SMES מסחריים בטמפרטורה נמוכה ובטמפרטורה גבוהה, יישומם ברשתות חשמל נותר מוגבל עקב העלות הגבוהה והתחזוקה המורכבת של חומרים מוליכי-על, מה ששומר אותם בשלב הניסויי.

סופר-קבלים: אוגרים אנרגיה חשמלית באמצעות עקרונות אלקטרוסטטיים, עם עמידות מתח נמוכה של החומר הדיאלקטרי. לכן, לסופר-קבלים קיבולת אחסון אנרגיה מוגבלת, צפיפות אנרגיה נמוכה ועלויות השקעה גבוהות.

5. אחסון אנרגיה כימית
אחסון אנרגיה כימית מתייחס בעיקר לטכנולוגיות אחסון מימן. אלו ממירות חשמל לסירוגין או עודף למימן באמצעות אלקטרוליזה לצורך אחסון, אשר ניתן להמירו בחזרה לאנרגיה חשמלית באמצעות תאי דלק או התקני ייצור אחרים בעת הצורך.

על פי "Development Path Research of Hydrogen Energy Storage Peak Shaving Stations" של Polaris, יעילות ייצור החשמל הנוכחית של מערכות תאי דלק מימן היא כ-45%. בהתחשב באובדן האנרגיה במהלך אלקטרוליזה של מים, יעילות המערכת הכוללת של ייצור חשמל מאגירת מימן היא כ-35%. שיפור יעילות המרת האנרגיה הוא אתגר קריטי, ופיתוח תעשייתי בקנה מידה גדול של אחסון אנרגיה מימן דורש זמן ניכר.