1. Преглед
Технологија складиштења енергије може се грубо поделити на физичко складиштење и хемијско складиштење. Физичко складиштење обухвата технологије као што су складиштење пумпне хидроенергије, компримовани ваздух, складиштење замајцем, гравитационо складиштење и складиштење фазном променом. Хемијско складиштење обухвата литијум-јонске батерије, проточне батерије, натријум-јонске батерије и технологије складиштења водоника (амонијака).
Нове технологије складиштења енергије односе се на технологије складиштења које првенствено производе електричну енергију, искључујући пумпно-хидроелектране. У поређењу са пумпно-хидроелектранама, нове технологије складиштења енергије нуде флексибилно позиционирање, кратке периоде изградње, брз одзив и разноврсне функционалне карактеристике.
Нове технологије складиштења енергије се широко примењују у различитим секторима електроенергетског система, дубоко мењајући оперативне карактеристике традиционалних електроенергетских система. Оне су постале неопходни уређаји за безбедан, стабилан и економичан рад електроенергетских система.
2. Механичко складиштење енергије
Механичко складиштење енергије углавном укључује складиштење енергије компримованог ваздуха и складиштење енергије замајца.
Складиштење енергије компримованог ваздуха (CAES): CAES користи вишак електричне енергије током периода ниске потражње за компримовање ваздуха, који се складишти, а касније ослобађа током периода вршне потражње за производњу енергије покретањем гасне турбине. CAES је погодан за велике примене као што су ветроелектране због својих могућности смањења вршне потражње, али захтева специфичне географске услове.
Складиштење енергије замајца: Ова метода користи електричну енергију за убрзавање ротора смештеног у вакууму, претварајући електричну енергију у кинетичку енергију за складиштење. Складиштење енергије замајца карактерише кратко трајање пражњења и мањи капацитети, што га чини идеалним за примене попут непрекидних извора напајања (UPS) и регулације фреквенције. Међутим, његова густина енергије је релативно ниска, одржавајући снагу само неколико секунди до минута.
3. Електрохемијско складиштење енергије
Електрохемијско складиштење енергије је истакнута област која обухвата разне врсте батерија:
Литијум-јонске батерије: Најзрелија и широко коришћена електрохемијска технологија складиштења, тренутно у великој производњи и са најбржим растом и највећим тржишним уделом.
Оловно-киселинске батерије: Ове батерије имају електроде направљене првенствено од олова и његових оксида са електролитом сумпорне киселине. То је зрела технологија са стабилним перформансама, али пате од дугог времена пуњења, великог загађења и кратког века трајања.
Проточне батерије: Још увек у фази демонстрационе примене, проточне батерије се могу категорисати на основу њихових електролитских система у ванадијум редокс проточне батерије, цинк-гвожђе проточне батерије, цинк-бром проточне батерије и гвожђе-хром проточне батерије. Ванадијум редокс проточне батерије су најкомерцијалније, док остале још увек убрзавају ка индустријализацији.
Натријум-јонске батерије: Ове батерије користе интеркалацију и деинтеркалацију натријумових јона између аноде и катоде за пуњење и пражњење. Технологија натријум-јонских батерија је још увек експериментална и подвргава се даљим истраживањима и тестирањима.
4. Електромагнетно складиштење енергије
Електромагнетно складиштење енергије обухвата суперпроводно магнетно складиштење енергије (SMES) и складиштење енергије суперкондензатором, погодно за примене које захтевају брзо пражњење и велику снагу.
Суперпроводно магнетно складиштење енергије (SMES): Складишта електричну енергију у магнетном пољу са могућностима брзог пуњења/пражњења и високом густином снаге. Упркос доступности комерцијалних SMES производа за ниске и високе температуре, њихова примена у електроенергетским мрежама остаје ограничена због високе цене и сложеног одржавања суперпроводних материјала, што их држи у експерименталној фази.
Суперкондензатори: Складиште електричну енергију користећи електростатички принцип, са ниском напонском отпорношћу диелектричног материјала. Стога, суперкондензатори имају ограничен капацитет складиштења енергије, ниску густину енергије и високе инвестиционе трошкове.
5. Складиштење хемијске енергије
Хемијско складиштење енергије се углавном односи на технологије складиштења водоника. Оне претварају повремену или вишак електричне енергије у водоник путем електролизе за складиштење, који се, када је потребно, може поново претворити у електричну енергију коришћењем горивних ћелија или других уређаја за производњу.
Према „Истраживању путање развоја станица за уклањање вршних струја из складиштења водоничне енергије“ компаније Polaris, тренутна ефикасност система водоничних горивних ћелија за производњу енергије је око 45%. Узимајући у обзир губитак енергије током електролизе воде, укупна ефикасност система за производњу енергије складиштења водоника је приближно 35%. Побољшање ефикасности конверзије енергије је критичан изазов, а индустријски развој складиштења водоничне енергије великих размера захтева значајно време.
