تنقسم أنظمة تخزين الطاقة بشكل أساسي إلى خمس فئات: تخزين الطاقة الفيزيائية، وتخزين الطاقة الكهروكيميائية، وتخزين الطاقة الحرارية، وتخزين الطاقة الهيدروجينية، وتخزين الطاقة الكهرومغناطيسية. من بينها، تخزين الطاقة الفيزيائية وتخزين الطاقة الكهروكيميائية هي الأكثر استخداما على نطاق واسع.
تخزين الطاقة الفيزيائية
تخزين الطاقة من خلال الوسائط المادية. تشمل التقنيات الشائعة ما يلي:
تخزين الطاقة المائية بالضخ: من خلال استغلال ساعات الذروة للكهرباء-، يتم ضخ المياه إلى الخزان العلوي لتخزين الطاقة المحتملة، ثم إطلاقها لتوليد الكهرباء خلال ساعات الذروة. تكنولوجيا ناضجة، وسعة كبيرة، وعمر طويل، ولكنها تعتمد على الظروف الجغرافية.
تخزين طاقة الهواء المضغوط: تخزين الهواء المضغوط في كهوف الملح أو الخزانات تحت الأرض خارج ساعات الذروة للكهرباء-، وإطلاقه لتشغيل التوربينات لتوليد الكهرباء خلال ساعات الذروة. مناسب لتخزين الطاقة-على نطاق واسع، وهو اقتصادي، ولكن اختيار الموقع محدود.
تخزين طاقة دولاب الموازنة: تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية لدولاب الموازنة الدوار-عالي السرعة للتخزين. وقت استجابة سريع (ملي ثانية)، مناسب لسيناريوهات التردد-قصيرة المدى وعالية-مثل تنظيم تردد الشبكة.
تخزين طاقة الجاذبية: يستخدم تغيرات الطاقة المحتملة أثناء رفع وخفض الأجسام الثقيلة لتخزين الطاقة. ويتميز بدورة حياة طويلة وعدم وجود تفريغ ذاتي-، ولكنه حاليًا في المراحل الأولى من التطوير.
تخزين الطاقة الكهروكيميائية: يحقق تخزين الطاقة وإطلاقها من خلال التفاعلات الكيميائية الداخلية داخل البطارية. هذه هي التكنولوجيا-الأسرع نموًا حاليًا:
بطاريات الليثيوم-أيون: تهيمن على السوق، حيث تمثل أكثر من 90%، وخاصة بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم. إنها توفر كثافة طاقة عالية ودورة حياة طويلة، وتستخدم على نطاق واسع في أنظمة الطاقة وتخزين الطاقة السكنية والتجارية.
بطاريات أيون الصوديوم-: غنية بموارد الصوديوم ومنخفضة التكلفة، مع أداء جيد في درجات الحرارة المنخفضة-(قدرة الاحتفاظ بالقدرة تتجاوز 90% عند -40 درجة)، وتعتبر مكملاً هامًا لبطاريات الليثيوم وتعمل على تسريع تسويقها.
بطاريات التدفق (على سبيل المثال، بطاريات تدفق الأكسدة والاختزال الفاناديوم): يتم تخزين الطاقة في خزان إلكتروليت خارجي. يمكن تصميم القوة والقدرة بشكل مستقل. إنها توفر أمانًا جوهريًا عاليًا وعمرًا طويلًا، مما يجعلها مناسبة لسيناريوهات تخزين الطاقة على المدى الطويل-.
بطاريات الرصاص-الحمض/الرصاص-الكربون: تكنولوجيا ناضجة ومنخفضة التكلفة، ولكن مع كثافة طاقة منخفضة وعمر افتراضي قصير. يتم استخدامها غالبًا في الأنظمة الصغيرة-غير المتصلة بالشبكة أو كطاقة احتياطية.
