На основу различитих облика складиштења енергије,технологије складиштења енергијемогу се поделити у пет категорија: технологија складиштења механичке енергије, технологија складиштења електрохемијске енергије, технологија складиштења електричне енергије, технологија складиштења хемијске енергије и технологија складиштења топлотне енергије.
◇Технологија складиштења електричне енергије
◇Технологија складиштења хемијске енергије
◇Технологија термичког складиштења
Технологија механичког складиштења енергије
Као што је познато, у природи постоје различити облици кинетичке и потенцијалне енергије, као што су текућа вода, природни ветар, плима и таласи; људске активности такође стварају велику количину кинетичке и потенцијалне енергије, као што су кретање људи, возила, бродова и течности. Све ове енергије, како оне произведене у природи, тако и оне произведене људским активностима, су обновљиви извори енергије. Механичка енергија је збир кинетичке и потенцијалне енергије, физичка величина која представља стање кретања и надморску висину објекта. Кинетичка и потенцијална енергија објекта могу се претворити једна у другу; у процесу међусобне конверзије између кинетичке и потенцијалне енергије укупна количина механичке енергије остаје константна, односно механичка енергија се чува.
Механичко складиштење енергије је технологија која претвара енергију у механичку енергију за складиштење, а затим је претвара у електричну енергију када је то потребно. Уобичајене методе складиштења механичке енергије укључују пумпно складиштење воде, складиштење компримованог ваздуха и складиштење енергије замајца. Технологије механичког складиштења енергије обично имају велику густину снаге, могућност брзог реаговања и дуг радни век, што их чини погодним за регулацију мреже и напајање у хитним случајевима. Њихово време и обим складиштења варирају у зависности од специфичне технологије, у распону од минута до дана, и могу да задовоље различите потребе складиштења енергије.
Хидро складиште:
Хидроакумулација са пумпом је тренутно најшире коришћена-технологија за складиштење енергије великих размера. Користи електричну енергију да пумпа воду из резервоара ниског-резервоара у резервоар високог-а, чувајући њену потенцијалну енергију. Током периода највеће потражње за електричном енергијом, вода се пушта да би се произвела електрична енергија кроз турбине. Овај метод има релативно високу ефикасност конверзије (обично 70%–85%), погодан је за регулисање вршних-долинских разлика у електричној мрежи и нуди велики капацитет складиштења и стабилан рад.
Хидроакумулација са пумпом се често користи да подржи интеграцију мреже обновљивих извора енергије, уравнотежи флуктуације понуде и потражње, и поседује дуго трајање складиштења и јак резервни капацитет. Његов принцип је приказан на слици 1-1.
Складиштење енергије компримованог ваздуха:
Складиштење енергије компримованог ваздуха укључује компримовање ваздуха помоћу компресора на електрични погон и складиштење у подземним пећинама, резервоарима или посудама под притиском. Када се потражња за електричном енергијом повећа, ускладиштени компримовани ваздух се ослобађа, загрева и користи за погон турбине за производњу електричне енергије. Складиштење енергије компресованог ваздуха обично нуди велике-можности дугорочне-акумулације енергије, са ефикасношћу која се углавном креће од 50% до 70%. Ове ефикасности се могу додатно побољшати када се комбинују са технологијама поврата топлоте. Погодан је за интеграцију са великим-електранама на обновљиве изворе енергије ради побољшања флексибилности и стабилности мреже.
Складиштење енергије замашњака:
Складиштење енергије замашњака користи мотор да покреће замајац великом брзином, претварајући електричну енергију у кинетичку енергију за складиштење. Када је потребно, замајац користи генератор да претвори кинетичку енергију назад у електричну енергију. Технологија за складиштење енергије замашњака позната је по изузетно брзој брзини одзива (обично у опсегу милисекунди) и дугом веку циклуса (до стотине хиљада циклуса), што је чини погодном за краткорочне-сцене складиштења енергије велике снаге, као што су регулација фреквенције мреже и непрекидна напајања (УПС). Складиштење енергије замашњака обично има високу ефикасност конверзије, достижући 85%–95%, али време складиштења је релативно кратко и обично се користи за балансирање краткорочних-окретања снаге. Слика 1-2 приказује шематски дијаграм електроенергетског система за складиштење енергије замајца.
Електрохемијска технологија складиштења енергије
Складиштење електрохемијске енергије је технологија која претвара електричну енергију у хемијску енергију путем електрохемијских реакција, складишти је и затим је поново претвара у електричну енергију када је то потребно. Његово језгро је складиштење и ослобађање енергије кроз процес пуњења и пражњења батерија. Технологија за складиштење електрохемијске енергије има предности као што су брза брзина одзива, висока ефикасност, флексибилна инсталација и модуларни дизајн, што је чини погодном за сценарије као што су -регулација фреквенције повезане са мрежом за обновљиве изворе енергије, регулација вршне{3}}долине и напајање у хитним случајевима. Тренутно, главне технологије за складиштење електрохемијске енергије укључују оловне-киселинске батерије, никл-метал-хидридне батерије, литијум-јонске батерије, натријум-јонске батерије и проточне батерије, свака са својим јединственим перформансама, сценаријима примене и развојним потенцијалом. Са све већим уделом обновљиве енергије, електрохемијско складиштење енергије игра кључну улогу у трансформацији глобалне енергетске структуре и важна је гаранција за постизање чистог,{10}}угљеничног и безбедног енергетског система.
Оловне{0}}батерије:
Оловне{0}}киселинске батерије су дуго-успостављена и широко коришћена технологија електрохемијског складиштења енергије. Њихов принцип укључује коришћење олова и његових оксида као материјала позитивних и негативних електрода, и воденог раствора сумпорне киселине као електролита, за пуњење и пражњење путем електрохемијске реакције. Оловне-киселинске батерије имају предности као што су ниска цена производње, зрела технологија, висока поузданост и јака отпорност на преоптерећење и прекомерно-пражњење и широко се користе у аутомобилским стартним батеријама, резервним изворима напајања и системима за складиштење енергије. Међутим, оловне-киселинске батерије имају ниску густину енергије, ограничен век трајања и садрже токсично олово, које може да загади животну средину ако се неправилно одлаже. Упркос томе, оловне-киселинске батерије и даље заузимају значајно место у одређеним областима, посебно у{10}}осетљивим апликацијама. У будућности, еколошки прихватљиво рециклирање и побољшање перформанси оловних{12}}киселинских батерија биће кључни правци за развој ове технологије.
Никл{0}}метал-хидридне (НиМХ) батерије:
НиМХ батерије су електрохемијска технологија складиштења енергије која користи никл хидроксид као позитивну електроду и никл хидрид као негативну електроду. Они нуде предности као што су висока густина енергије, еколошка прихватљивост и дуг животни век. У поређењу са традиционалним батеријама, НиМХ батерије немају хемијске опасности повезане са кадмијумом и молибденом, што их чини еколошки прихватљивијим. Због тога се широко користе у електричним алатима, хибридним возилима и преносивим електронским уређајима. Такође имају високу ефикасност{4}}пражњења и могу стабилно да раде у различитим окружењима. Кључна карактеристика никл батерија је њихова јака толеранција на прекомерно пуњење и -пражњење, што их чини одличним у апликацијама које захтевају често пуњење и пражњење. Иако је пораст литијум-јонских батерија последњих година довео до пада тржишног удела НиМХ батерија, оне и даље задржавају своје место у одређеним областима примене.
Литијум{0}јонске батерије:
Литијум{0}}јонске батерије су електрохемијска технологија складиштења енергије која постиже пуњење и пражњење уметањем и екстракцијом литијум јона између позитивне и негативне електроде. Мала тежина литијума и велика густина енергије довели су до широке примене литијум{2}}јонских батерија у преносивим електронским уређајима, електричним возилима и складиштењу обновљиве енергије. Литијум{4}}јонске батерије нуде предности као што су дуг животни век и без ефекта меморије, али такође имају одређене безбедносне бриге, као што је топлотни губитак изазван прекомерним пуњењем и{5}}пражњењем. Са технолошким напретком, безбедност и електрохемијске перформансе литијум{7}}јонских батерија су се стално побољшавале, док су трошкови смањени, што их чини једном од најчешће коришћених батерија за складиштење енергије на тржишту данас. Очекује се да ће у будућности развој технологија као што су чврсти-електролити и аноде на бази силицијума{10}} додатно побољшати електрохемијске перформансе и безбедност литијум-јонских батерија.
Натријум{0}јонске батерије:
Натријум{0}}јонске батерије су нова технологија за складиштење електрохемијске енергије која се брзо развија последњих година. Њихов принцип рада је сличан оном код литијум{2}}јонских батерија, где се литијум јони интеркалирају и деинтеркалирају између позитивне и негативне електроде за пуњење и пражњење. Предности натријум{4}}јонских батерија леже у обиљу и ниској цени ресурса натријума и њиховој независности од ограничења литијумских ресурса, што их чини посебно погодним за-апликације за складиштење енергије великих размера. Иако је њихова густина енергије нижа од оне код литијум-јонских батерија, натријум-јонске батерије показују добре перформансе у смислу стабилности циклуса, перформанси на ниским-температурама и безбедности, што представља велико обећање за будући развој. Тренутно се истраживања натријум{11}јонских батерија фокусирају на побољшање густине енергије, продужење животног циклуса и смањење трошкова производње. Уз континуирани технолошки напредак, очекује се да ће натријум{13}}јонске батерије постати једно од важних решења за{14}}акумулацију енергије великих размера у будућности.
Проточна батерија:
Проточне батерије су електрохемијска технологија складиштења енергије где се електролит чува у спољном резервоару. Њихов принцип укључује складиштење и ослобађање енергије кроз електрохемијске реакције између два различита електролита унутар батерије. Значајна карактеристика проточних батерија је њихова независно подесива енергија и излазна снага; капацитет складиштења се може проширити повећањем количине ускладиштеног електролита, што их чини посебно погодним за велике-дуготрајне-апликације за складиштење енергије. Уобичајени типови проточних батерија укључују ванадијум редокс батерије и цинк/бром батерије. Проточне батерије нуде дуг животни век, добру сигурност и еколошку прихватљивост, али њихова почетна инвестиција је велика, а систем батерија је сложен. Са технолошким напретком, потенцијал проточних батерија у великим-акумулацијама енергије се постепено појављује, посебно у интеграцији обновљивих извора енергије и апликацијама за регулацију мреже.