การจำแนกประเภทของระบบจัดเก็บพลังงานแบบใหม่

2. การเก็บพลังงานเชิงกล
ระบบกักเก็บพลังงานเชิงกลส่วนใหญ่ประกอบด้วยระบบกักเก็บพลังงานจากอากาศอัดและระบบกักเก็บพลังงานจากล้อหมุน

ระบบกักเก็บพลังงานด้วยอากาศอัด (CAES): CAES ใช้ไฟฟ้าส่วนเกินในช่วงที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าต่ำเพื่ออัดอากาศ ซึ่งจะถูกกักเก็บไว้และปล่อยออกมาในภายหลังในช่วงที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าสูง เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าโดยการขับเคลื่อนกังหันก๊าซ CAES เหมาะสำหรับงานขนาดใหญ่ เช่น ฟาร์มกังหันลม เนื่องจากมีศักยภาพในการลดภาระสูงสุด แต่ต้องอาศัยสภาพทางภูมิศาสตร์ที่เฉพาะเจาะจง

ระบบกักเก็บพลังงานแบบฟลายวีล: วิธีนี้ใช้พลังงานไฟฟ้าในการเร่งความเร็วของโรเตอร์ที่วางอยู่ในสุญญากาศ โดยแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานจลน์เพื่อกักเก็บ ระบบกักเก็บพลังงานแบบฟลายวีลมีลักษณะเด่นคือ ระยะเวลาการคายประจุสั้นและความจุต่ำ ทำให้เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันต่างๆ เช่น เครื่องสำรองไฟ (UPS) และการควบคุมความถี่ อย่างไรก็ตาม ความหนาแน่นของพลังงานค่อนข้างต่ำ สามารถจ่ายพลังงานได้เพียงไม่กี่วินาทีถึงไม่กี่นาทีเท่านั้น

3. การเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมี
การกักเก็บพลังงานด้วยไฟฟ้าเคมีเป็นสาขาที่สำคัญ ซึ่งรวมถึงแบตเตอรี่หลายประเภท:

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน: เทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมีที่พัฒนาเต็มที่และใช้งานอย่างแพร่หลายที่สุด ปัจจุบันมีการผลิตในปริมาณมาก มีอัตราการเติบโตเร็วที่สุด และมีส่วนแบ่งการตลาดสูงสุด

แบตเตอรี่ตะกั่วกรด: แบตเตอรี่เหล่านี้มีขั้วไฟฟ้าที่ทำจากตะกั่วและออกไซด์ของตะกั่วเป็นหลัก โดยมีกรดซัลฟิวริกเป็นอิเล็กโทรไลต์ เป็นเทคโนโลยีที่พัฒนามาอย่างดีและมีประสิทธิภาพการทำงานที่เสถียร แต่มีข้อเสียคือใช้เวลานานในการชาร์จ ก่อให้เกิดมลพิษสูง และมีอายุการใช้งานสั้น

แบตเตอรี่แบบไหล: แม้จะยังอยู่ในขั้นตอนการทดลองใช้งาน แต่แบตเตอรี่แบบไหลสามารถแบ่งประเภทตามระบบอิเล็กโทรไลต์ได้เป็น แบตเตอรี่แบบไหลรีดอกซ์วานาเดียม แบตเตอรี่แบบไหลสังกะสี-เหล็ก แบตเตอรี่แบบไหลสังกะสี-โบรมีน และแบตเตอรี่แบบไหลเหล็ก-โครเมียม แบตเตอรี่แบบไหลรีดอกซ์วานาเดียมเป็นประเภทที่มีการนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์มากที่สุด ในขณะที่ประเภทอื่นๆ ยังอยู่ในช่วงเร่งพัฒนาไปสู่การผลิตในระดับอุตสาหกรรม

แบตเตอรี่โซเดียมไอออน: แบตเตอรี่เหล่านี้ใช้กระบวนการแทรกตัวและปลดปล่อยโซเดียมไอออนระหว่างขั้วบวกและขั้วลบเพื่อการชาร์จและการคายประจุ เทคโนโลยีโซเดียมไอออนยังอยู่ในขั้นตอนการทดลองและอยู่ระหว่างการวิจัยและทดสอบเพิ่มเติม

4. การเก็บพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า
ระบบกักเก็บพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าประกอบด้วยระบบกักเก็บพลังงานแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวด (SMES) และระบบกักเก็บพลังงานซูเปอร์คาปาซิเตอร์ ซึ่งเหมาะสำหรับงานที่ต้องการการคายประจุอย่างรวดเร็วและกำลังสูง

ระบบกักเก็บพลังงานแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวด (Superconducting Magnetic Energy Storage: SMES): กักเก็บพลังงานไฟฟ้าในสนามแม่เหล็กด้วยความสามารถในการชาร์จ/คายประจุอย่างรวดเร็วและมีความหนาแน่นของกำลังสูง แม้ว่าจะมีผลิตภัณฑ์ SMES อุณหภูมิต่ำและอุณหภูมิสูงวางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์แล้ว แต่การนำไปใช้งานในระบบส่งไฟฟ้ายังคงมีข้อจำกัดเนื่องจากต้นทุนสูงและการบำรุงรักษาวัสดุตัวนำยิ่งยวดที่ซับซ้อน ทำให้เทคโนโลยีนี้ยังคงอยู่ในขั้นตอนการทดลอง

ซูเปอร์คาปาซิเตอร์: เก็บพลังงานไฟฟ้าโดยใช้หลักการทางไฟฟ้าสถิต โดยที่วัสดุไดอิเล็กทริกสามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าต่ำได้ ดังนั้น ซูเปอร์คาปาซิเตอร์จึงมีขีดจำกัดด้านความจุในการเก็บพลังงาน ความหนาแน่นของพลังงานต่ำ และต้นทุนการลงทุนสูง

5. การเก็บพลังงานเคมี
เทคโนโลยีการกักเก็บพลังงานเคมีส่วนใหญ่หมายถึงเทคโนโลยีการกักเก็บไฮโดรเจน เทคโนโลยีเหล่านี้จะแปลงไฟฟ้าที่ไม่สม่ำเสมอหรือไฟฟ้าส่วนเกินให้เป็นไฮโดรเจนผ่านกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสเพื่อกักเก็บ ซึ่งสามารถแปลงกลับเป็นพลังงานไฟฟ้าได้อีกครั้งโดยใช้เซลล์เชื้อเพลิงหรืออุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าอื่นๆ เมื่อจำเป็น

จากรายงาน "การวิจัยเส้นทางการพัฒนาสถานีลดภาระการใช้พลังงานไฮโดรเจน" ของบริษัท Polaris พบว่า ประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าของระบบเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนในปัจจุบันอยู่ที่ประมาณ 45% เมื่อพิจารณาถึงการสูญเสียพลังงานระหว่างกระบวนการแยกน้ำด้วยไฟฟ้า ประสิทธิภาพโดยรวมของระบบการผลิตไฟฟ้าจากไฮโดรเจนจึงอยู่ที่ประมาณ 35% การปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลงพลังงานเป็นความท้าทายที่สำคัญ และการพัฒนาอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ด้านการจัดเก็บพลังงานไฮโดรเจนต้องใช้เวลาพอสมควร