Τεχνολογία αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας

Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι τεχνολογιών αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας που έχουν εφαρμοστεί στη βιομηχανία, συγκεκριμένα η τεχνολογία αποθήκευσης υδραυλικής ενέργειας, η τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας πεπιεσμένου αέρα και η τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας σφονδύλου. Η τεχνολογία αποθήκευσης υδραυλικής ενέργειας είναι η παλαιότερη, πιο ώριμη τεχνικά και εμπορευματοποιημένη τεχνολογία με τη μεγαλύτερη χωρητικότητα εξοπλισμού. Υπάρχουν περίπου 500 σταθμοί αποθήκευσης υδροηλεκτρικής ενέργειας στον κόσμο, εκ των οποίων οι 35 έχουν χωρητικότητα μεγαλύτερη από 1,000MW. Τα συστήματα αποθήκευσης υδραυλικής ενέργειας έχουν γενικά δύο μεγάλες δεξαμενές αποθήκευσης νερού, η μία σε χαμηλότερη θέση και η άλλη σε υψηλότερη ανυψωμένη θέση. Σε περιόδους χαμηλής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας, το νερό στέλνεται από τις χαμηλότερες δεξαμενές στις υψηλότερες δεξαμενές για αποθήκευση. Όταν απαιτείται ηλεκτρική ενέργεια, η δυναμική ενέργεια της ροής νερού της δεξαμενής υψηλού επιπέδου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κίνηση της υδροηλεκτρικής γεννήτριας για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
Η αποθήκευση ενέργειας πεπιεσμένου αέρα είναι η συμπίεση και η μεταφορά αέρα σε υπόγεια αλατωρυχεία, εγκαταλελειμμένα ορυχεία πετρών, υπόγειες δεξαμενές νερού κ.λπ. σε περιόδους χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας. Όταν το ηλεκτρικό φορτίο είναι μεγάλο, ο πεπιεσμένος αέρας μπορεί να καεί με καύσιμο για να παραχθεί αέριο υψηλής θερμοκρασίας, υψηλής πίεσης, το οποίο οδηγεί τον αεριοστρόβιλο να κάνει εργασία και να παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Η χωρητικότητα του εφαρμοζόμενου εξοπλισμού της μονάδας έχει φτάσει σε αρκετές εκατοντάδες μεγαβάτ. Για παράδειγμα, ο ηλεκτρικός σταθμός Fendorf της Γερμανίας με εγκατεστημένη ισχύ 290 MW τέθηκε σε χρήση το 1980.
Η τεχνολογία παραγωγής ενέργειας αποθήκευσης ενέργειας Flywheel είναι μια νέα τεχνολογία που συνδέεται με το ηλεκτρικό δίκτυο για να πραγματοποιήσει τη μετατροπή ηλεκτρικής ενέργειας. Το σύστημα παραγωγής ενέργειας αποθήκευσης ενέργειας σφονδύλου φαίνεται στο Σχήμα 1.12. Το σύστημα αποτελείται κυρίως από κινητήρες, σφόνδυλους, ηλεκτρονικούς μετατροπείς ισχύος και άλλο εξοπλισμό. Η βασική αρχή της αποθήκευσης ενέργειας του σφονδύλου είναι η μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας στο σύστημα ισχύος στην κινητική ενέργεια της κίνησης του σφονδύλου υπό συνθήκες άφθονης ισχύος. Όταν το σύστημα ισχύος έχει ανεπαρκή ισχύ, η κινητική ενέργεια της κίνησης του σφονδύλου μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια για χρήση από ηλεκτρικούς χρήστες. Σε σύγκριση με άλλες τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας, η τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας με σφόνδυλο έχει τα πλεονεκτήματα της υψηλής απόδοσης (80% έως 90%), του χαμηλού κόστους, της μη ρύπανσης, της ταχείας αποθήκευσης ενέργειας και της αξιόπιστης τεχνολογίας. Έχει προσελκύσει την προσοχή ερευνητών στην Ιαπωνία, τις Ηνωμένες Πολιτείες και τη Γερμανία. Για παράδειγμα, η ιαπωνική Okinawa Electric Power Company ανέπτυξε ένα σύστημα αποθήκευσης ενέργειας με σφόνδυλο 210 MJ. Η Γερμανία ανέπτυξε το 1996 έναν υπεραγώγιμο ηλεκτρικό σταθμό αποθήκευσης ενέργειας με βολάν αποθήκευσης ενέργειας αιώρησης με χωρητικότητα αποθήκευσης ενέργειας 5MW·h/100MW·h, με απόδοση συστήματος 96%.