1. Muhtasari
Teknolojia ya kuhifadhi nishati inaweza kugawanywa kwa upana katika hifadhi halisi na hifadhi ya kemikali. Hifadhi halisi inajumuisha teknolojia kama vile hifadhi ya maji iliyosukumwa, hewa iliyoshinikizwa, hifadhi ya gurudumu la kuruka, hifadhi ya mvuto, na hifadhi ya mabadiliko ya awamu. Hifadhi ya kemikali inajumuisha betri za lithiamu-ion, betri za mtiririko, betri za sodiamu-ion, na teknolojia za kuhifadhi hidrojeni (amonia).
Hifadhi mpya ya nishati inarejelea teknolojia za kuhifadhi ambazo hutoa nguvu za umeme kimsingi, bila kujumuisha hifadhi ya maji iliyosukumwa. Ikilinganishwa na hifadhi ya maji iliyosukumwa, teknolojia mpya za kuhifadhi nishati hutoa nafasi inayobadilika, vipindi vifupi vya ujenzi, mwitikio wa haraka, na sifa mbalimbali za utendaji.
Teknolojia mpya za kuhifadhi nishati zinatumika sana katika sekta mbalimbali za mfumo wa umeme, na hivyo kubadilisha sana sifa za uendeshaji wa mifumo ya umeme ya jadi. Zimekuwa vifaa muhimu kwa ajili ya uendeshaji salama, imara, na kiuchumi wa mifumo ya umeme.
2. Hifadhi ya Nishati ya Mitambo
Hifadhi ya nishati ya mitambo inajumuisha hasa hifadhi ya nishati ya hewa iliyoshinikizwa na hifadhi ya nishati ya flywheel.
Hifadhi ya Nishati ya Hewa Iliyoshinikizwa (CAES): CAES hutumia umeme wa ziada wakati wa vipindi vya mahitaji ya chini ili kubana hewa, ambayo huhifadhiwa na baadaye kutolewa wakati wa vipindi vya mahitaji ya juu ili kutoa umeme kwa kuendesha turbine ya gesi. CAES inafaa kwa matumizi makubwa kama vile mashamba ya upepo kutokana na uwezo wake wa kunyoa kilele lakini inahitaji hali maalum za kijiografia.
Hifadhi ya Nishati ya Flywheel: Njia hii hutumia nishati ya umeme kuharakisha rotor iliyowekwa kwenye ombwe, na kubadilisha nishati ya umeme kuwa nishati ya kinetiki kwa ajili ya kuhifadhi. Hifadhi ya nishati ya Flywheel ina sifa ya muda mfupi wa kutokwa na uwezo mdogo, na kuifanya iwe bora kwa matumizi kama vile vifaa vya umeme visivyovunjika (UPS) na udhibiti wa masafa. Hata hivyo, msongamano wake wa nishati ni mdogo kiasi, na hivyo kudumisha nguvu kwa sekunde chache hadi dakika chache tu.
3. Hifadhi ya Nishati ya Kielektroniki
Hifadhi ya nishati ya kielektroniki ni uwanja maarufu unaojumuisha aina mbalimbali za betri:
Betri za Lithiamu-Ioni: Teknolojia ya kuhifadhi kemikali ya kielektroniki iliyokomaa zaidi na inayotumika sana, kwa sasa inatengenezwa kwa kiwango kikubwa na yenye ukuaji wa haraka zaidi na sehemu kubwa zaidi ya soko.
Betri za Asidi ya Risasi: Betri hizi zina elektrodi zilizotengenezwa kimsingi kwa risasi na oksidi zake zenye elektroliti ya asidi ya sulfuriki. Ni teknolojia iliyokomaa yenye utendaji thabiti lakini inakabiliwa na muda mrefu wa kuchaji, uchafuzi mwingi, na maisha mafupi.
Betri za Mtiririko: Bado ziko katika hatua ya matumizi ya maonyesho, betri za mtiririko zinaweza kugawanywa kulingana na mifumo yao ya elektroliti katika betri za mtiririko wa vanadium redoksi, betri za mtiririko wa zinki-chuma, betri za mtiririko wa zinki-bromini, na betri za mtiririko wa chuma-kromiamu. Betri za mtiririko wa vanadium redoksi ndizo zinazouzwa zaidi, huku zingine zikiendelea kuharakisha kuelekea ukuaji wa viwanda.
Betri za Sodiamu-Ioni: Betri hizi hutumia uunganishaji na uondoaji wa ioni za sodiamu kati ya anodi na kathodi kwa ajili ya kuchaji na kutoa chaji. Teknolojia ya sodiamu-ioni bado ni ya majaribio, ikifanyiwa utafiti na majaribio zaidi.
4. Hifadhi ya Nishati ya Sumaku-umeme
Hifadhi ya nishati ya sumaku-umeme inajumuisha hifadhi ya nishati ya sumaku inayofanya kazi kwa nguvu zaidi (SMES) na hifadhi ya nishati ya supercapacitor, inayofaa kwa matumizi yanayohitaji kutokwa haraka na nguvu nyingi.
Hifadhi ya Nishati ya Sumaku Inayoongoza kwa Uendeshaji wa Superconducting (SMES): Huhifadhi nishati ya umeme katika uwanja wa sumaku wenye uwezo wa kuchaji/kutoa chaji haraka na msongamano mkubwa wa nguvu. Licha ya upatikanaji wa bidhaa za kibiashara za SME zenye halijoto ya chini na halijoto ya juu, matumizi yao katika gridi za umeme bado ni machache kutokana na gharama kubwa na utunzaji tata wa vifaa vya superconducting, na kuviweka katika awamu ya majaribio.
Vipima Nguvu: Hifadhi nishati ya umeme kwa kutumia kanuni za umeme tuli, huku volteji ya chini ikistahimili nyenzo za dielektri. Kwa hivyo, vipima nguvu vina uwezo mdogo wa kuhifadhi nishati, msongamano mdogo wa nishati, na gharama kubwa za uwekezaji.
5. Hifadhi ya Nishati ya Kemikali
Hifadhi ya nishati ya kemikali hurejelea zaidi teknolojia za kuhifadhi hidrojeni. Hizi hubadilisha umeme wa vipindi au wa ziada kuwa hidrojeni kupitia elektroli kwa ajili ya kuhifadhi, ambayo inaweza kubadilishwa kuwa nishati ya umeme kwa kutumia seli za mafuta au vifaa vingine vya uzalishaji inapohitajika.
Kulingana na "Utafiti wa Njia ya Maendeleo ya Vituo vya Kunyoa vya Nishati ya Hidrojeni" na Polaris, ufanisi wa sasa wa uzalishaji wa umeme wa mifumo ya seli za mafuta ya hidrojeni ni takriban 45%. Kwa kuzingatia upotevu wa nishati wakati wa elektrolisisi ya maji, ufanisi wa jumla wa mfumo wa uzalishaji wa umeme wa hifadhi ya hidrojeni ni takriban 35%. Kuboresha ufanisi wa ubadilishaji wa nishati ni changamoto muhimu, na maendeleo makubwa ya viwanda ya uhifadhi wa nishati ya hidrojeni yanahitaji muda mwingi.
