नवीन ऊर्जा साठवण प्रणालींचे वर्गीकरण

२. यांत्रिक ऊर्जा साठवण
यांत्रिक ऊर्जा साठवणुकीमध्ये प्रामुख्याने संकुचित हवा ऊर्जा साठवणूक आणि फ्लायव्हील ऊर्जा साठवणूक यांचा समावेश होतो.

संकुचित हवा ऊर्जा साठवण (CAES): CAES कमी मागणीच्या काळात अतिरिक्त विजेचा वापर करून हवा संकुचित करते, जी साठवली जाते आणि नंतर जास्त मागणीच्या काळात गॅस टर्बाइन चालवून वीज निर्माण करण्यासाठी सोडली जाते. CAES त्याच्या पीक-शेव्हिंग क्षमतेमुळे पवन ऊर्जा प्रकल्पांसारख्या मोठ्या प्रमाणावरील अनुप्रयोगांसाठी योग्य आहे, परंतु त्यासाठी विशिष्ट भौगोलिक परिस्थितीची आवश्यकता असते.

फ्लायव्हील ऊर्जा साठवण: या पद्धतीत, निर्वात पोकळीत ठेवलेल्या रोटरला गती देण्यासाठी विद्युत ऊर्जेचा वापर केला जातो आणि विद्युत ऊर्जेचे गतिज ऊर्जेत रूपांतर करून ती साठवली जाते. फ्लायव्हील ऊर्जा साठवण पद्धतीची वैशिष्ट्ये म्हणजे तिचा डिस्चार्ज कालावधी कमी असतो आणि क्षमताही लहान असते, ज्यामुळे ती अखंडित वीज पुरवठा (UPS) आणि वारंवारता नियमन यांसारख्या अनुप्रयोगांसाठी आदर्श ठरते. तथापि, तिची ऊर्जा घनता तुलनेने कमी असते, ज्यामुळे ती केवळ काही सेकंद ते मिनिटांपर्यंतच वीजपुरवठा टिकवून ठेवू शकते.

३. इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जा साठवण
इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जा साठवण हे एक प्रमुख क्षेत्र असून त्यात विविध प्रकारच्या बॅटरींचा समावेश होतो:

लिथियम-आयन बॅटरी: सर्वात प्रगत आणि मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे इलेक्ट्रोकेमिकल स्टोरेज तंत्रज्ञान, जे सध्या मोठ्या प्रमाणावर उत्पादनात आहे आणि ज्याची वाढ सर्वात जलद असून बाजारातील हिस्सा सर्वाधिक आहे.

लेड-ऍसिड बॅटरी: या बॅटरींमध्ये प्रामुख्याने शिसे आणि त्याच्या ऑक्साईडपासून बनवलेले इलेक्ट्रोड असतात आणि सल्फ्यूरिक ऍसिडचा इलेक्ट्रोलाइट असतो. हे एक प्रस्थापित तंत्रज्ञान असून त्याची कार्यक्षमता स्थिर असते, परंतु चार्जिंगसाठी लागणारा जास्त वेळ, उच्च प्रदूषण आणि कमी आयुष्यमान यांसारख्या समस्या त्यात आढळतात.

फ्लो बॅटरी: अजूनही प्रात्यक्षिक वापराच्या टप्प्यात असलेल्या फ्लो बॅटरींचे, त्यांच्या इलेक्ट्रोलाइट प्रणालीनुसार व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरी, झिंक-लोह फ्लो बॅटरी, झिंक-ब्रोमिन फ्लो बॅटरी आणि लोह-क्रोमियम फ्लो बॅटरी असे वर्गीकरण केले जाऊ शकते. व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरी सर्वाधिक व्यापारीकरण झालेल्या आहेत, तर इतर प्रकार अजूनही औद्योगिकीकरणाच्या दिशेने वेगाने वाटचाल करत आहेत.

सोडियम-आयन बॅटरी: या बॅटरी चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंगसाठी ॲनोड आणि कॅथोड दरम्यान सोडियम आयनांच्या इंटरकॅलेशन आणि डीइंटरकॅलेशनचा वापर करतात. सोडियम-आयन तंत्रज्ञान अजूनही प्रायोगिक असून, त्यावर पुढील संशोधन आणि चाचणी सुरू आहे.

४. विद्युत चुंबकीय ऊर्जा साठवण
विद्युतचुंबकीय ऊर्जा साठवणुकीमध्ये सुपरकंडक्टिंग मॅग्नेटिक एनर्जी स्टोरेज (SMES) आणि सुपरकॅपॅसिटर ऊर्जा साठवणूक यांचा समावेश होतो, जे जलद डिस्चार्ज आणि उच्च शक्तीची आवश्यकता असलेल्या अनुप्रयोगांसाठी योग्य आहेत.

सुपरकंडक्टिंग मॅग्नेटिक एनर्जी स्टोरेज (SMES): हे चुंबकीय क्षेत्रात विद्युत ऊर्जा साठवते, ज्यात जलद चार्ज/डिस्चार्ज क्षमता आणि उच्च पॉवर डेन्सिटी असते. व्यावसायिकरित्या कमी-तापमान आणि उच्च-तापमान SMES उत्पादने उपलब्ध असूनही, सुपरकंडक्टिंग सामग्रीच्या उच्च खर्चामुळे आणि जटिल देखभालीमुळे पॉवर ग्रिडमधील त्यांचा वापर मर्यादित राहिला आहे, ज्यामुळे ते प्रायोगिक टप्प्यातच आहेत.

सुपरकॅपॅसिटर्स: स्थिरविद्युत तत्त्वांचा वापर करून विद्युत ऊर्जा साठवतात, आणि त्यांच्या डायइलेक्ट्रिक पदार्थाची व्होल्टेज सहन करण्याची क्षमता कमी असते. त्यामुळे, सुपरकॅपॅसिटर्सची ऊर्जा साठवण क्षमता मर्यादित असते, ऊर्जा घनता कमी असते आणि गुंतवणुकीचा खर्च जास्त असतो.

५. रासायनिक ऊर्जा साठवण
रासायनिक ऊर्जा साठवणूक म्हणजे प्रामुख्याने हायड्रोजन साठवणूक तंत्रज्ञान होय. यामध्ये अनियमित किंवा अतिरिक्त विजेचे इलेक्ट्रोलायसिसद्वारे हायड्रोजनमध्ये रूपांतर करून ते साठवले जाते, ज्याला गरजेनुसार फ्युएल सेल किंवा इतर ऊर्जा निर्मिती उपकरणांचा वापर करून पुन्हा विद्युत ऊर्जेमध्ये रूपांतरित करता येते.

पोलारिसच्या "हायड्रोजन ऊर्जा साठवण पीक शेविंग स्टेशन्सच्या विकास मार्गावरील संशोधन" नुसार, हायड्रोजन इंधन सेल प्रणालींची सध्याची वीज निर्मिती कार्यक्षमता सुमारे ४५% आहे. पाण्याच्या इलेक्ट्रोलायसिस दरम्यान होणारा ऊर्जेचा अपव्यय विचारात घेतल्यास, हायड्रोजन साठवण वीज निर्मितीची एकूण प्रणाली कार्यक्षमता अंदाजे ३५% आहे. ऊर्जा रूपांतरण कार्यक्षमता सुधारणे हे एक महत्त्वाचे आव्हान आहे आणि हायड्रोजन ऊर्जा साठवणुकीच्या मोठ्या प्रमाणावरील औद्योगिक विकासासाठी बराच वेळ लागतो.