Μέθοδοι αποθήκευσης ενέργειας

Αποθήκευση ενέργειας μπαταρίας
Οι εφαρμογές υψηλής ισχύος χρησιμοποιούν γενικά μπαταρίες μολύβδου-οξέος, που χρησιμοποιούνται κυρίως για την αποθήκευση περίσσειας ενέργειας σε πηγές ενέργειας έκτακτης ανάγκης, αυτοκίνητα με μπαταρία και σταθμούς παραγωγής ενέργειας. Οι εφαρμογές χαμηλής ισχύος μπορούν επίσης να χρησιμοποιούν επαναφορτιζόμενες ξηρές μπαταρίες, όπως μπαταρίες υδρογόνου νικελίου, μπαταρίες ιόντων λιθίου κ.λπ.
Όλες οι μπαταρίες ροής βαναδίου είναι μια μεγάλη μπαταρία αποθήκευσης ενέργειας που μετατρέπει τη χημική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω αλλαγών στην κατάσταση σθένους των ιόντων βαναδίου, αποθηκεύοντας και απελευθερώνοντας έτσι τις δυνάμεις που παράγονται από την αιολική ή την ηλιακή ενέργεια. Αναφέρεται κοινώς ως το «power bank» στη βιομηχανία. Η βιομηχανία μπαταριών βαναδίου που χρησιμοποιείται για το ξύρισμα αιχμής των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής και την αποθήκευση αιολικής ενέργειας σε ανεπτυγμένες χώρες όπως οι Ηνωμένες Πολιτείες και η Ιαπωνία έχει αναπτυχθεί γρήγορα και η τεχνολογία έχει βασικά ωριμάσει. Σε σύγκριση με τις μπαταρίες λιθίου, το μεγαλύτερο πλεονέκτημα όλων των μπαταριών ροής βαναδίου είναι ότι δεν καίγονται ή εκρήγνυνται.
Αποθήκευση ενέργειας πηνίου
Ο ίδιος ο επαγωγέας είναι ένα στοιχείο αποθήκευσης ενέργειας και η αποθηκευμένη ηλεκτρική ενέργεια είναι ανάλογη με το τετράγωνο της δικής του αυτεπαγωγής και του ρεύματος που διαρρέει από αυτόν: E=L * I * I/2. Δεδομένου ότι η αυτεπαγωγή έχει αντίσταση σε θερμοκρασία δωματίου, η αντίσταση καταναλώνει ενέργεια, έτσι πολλοί χώροι αποθήκευσης ενέργειας χρησιμοποιούν υπεραγωγούς. Η επαγωγική αποθήκευση ενέργειας δεν είναι ακόμη ώριμη, αλλά υπάρχουν και παραδείγματα εφαρμογών που αναφέρονται.
Αποθήκευση ενέργειας πυκνωτή
Ένας πυκνωτής είναι επίσης ένα στοιχείο αποθήκευσης ενέργειας, το οποίο αποθηκεύει ηλεκτρική ενέργεια άμεσα ανάλογη με τη δική του χωρητικότητα και το τετράγωνο της τάσης ακροδεκτών: E=C * U * U/2. Η χωρητική αποθήκευση ενέργειας είναι εύκολο να διατηρηθεί και δεν απαιτεί υπεραγωγούς. Μια άλλη σημαντική πτυχή της χωρητικής αποθήκευσης ενέργειας είναι η ικανότητά της να παρέχει στιγμιαία υψηλή ισχύ, η οποία είναι πολύ κατάλληλη για εφαρμογές όπως λέιζερ και λαμπτήρες φλας.
Οι υπερπυκνωτές, γνωστοί και ως ηλεκτροχημικοί πυκνωτές, είναι ένας νέος τύπος συσκευής αποθήκευσης ενέργειας που βρίσκεται ανάμεσα σε παραδοσιακούς πυκνωτές και επαναφορτιζόμενες μπαταρίες. Η δομή τους είναι παρόμοια με αυτή των μπαταριών, που περιλαμβάνουν κυρίως διπλά ηλεκτρόδια, ηλεκτρολύτες, συλλέκτες ρεύματος και απομονωτές. Έχουν πλεονεκτήματα όπως υψηλή πυκνότητα ισχύος, μεγάλη διάρκεια ζωής, καλή απόδοση σε χαμηλή θερμοκρασία, ασφάλεια, αξιοπιστία και φιλικότητα προς το περιβάλλον. Ωστόσο, λόγω της χαμηλής διηλεκτρικής τάσης αντοχής και της παρουσίας ρεύματος διαρροής, η ενέργεια αποθήκευσης και ο χρόνος διατήρησης είναι περιορισμένοι. Επί του παρόντος, οι υπερπυκνωτές βασίζονται κυρίως σε πυκνωτές διπλής στρώσης με πορώδεις διεπαφές ηλεκτροδίων άνθρακα/ηλεκτρολύτη ή οιονεί πυκνωτές που παράγονται από οξείδια μετάλλων ή αγώγιμα πολυμερή για την επίτευξη αποθήκευσης ενέργειας.