Imbakan ng enerhiyang elektrikalhigit sa lahat ay kinabibilangan ng supercapacitor energy storage at superconducting energy storage. Ang una ay nag-iimbak ng elektrikal na enerhiya sa isang electric field, habang ang huli ay nag-iimbak ng elektrikal na enerhiya sa isang magnetic field. Ang pag-iimbak ng elektrikal na enerhiya ay may malaking pakinabang sa density ng kuryente at buhay ng ikot, maaaring mabawasan ang epekto ng agarang pagkawala ng kuryente, sugpuin ang mababang-frequency power oscillations sa grid, at pagbutihin ang mga katangian ng boltahe at dalas.
Imbakan ng enerhiya ng supercapacitor
Ang mga supercapacitor, na kilala rin bilang mga electrochemical capacitor, ay mga kagamitan sa pag-iimbak ng enerhiya na nag-iimbak ng enerhiya sa pamamagitan ng akumulasyon ng singil sa ibabaw ng elektrod. Ang kanilang mekanismo ng pag-iimbak ng enerhiya ay naiiba sa tradisyonal na mga baterya; nag-iimbak sila ng enerhiya sa pamamagitan ng singil na nabuo ng double layer sa electrode-electrolyte interface. Ang mga supercapacitor ay nagtataglay ng napakataas na densidad ng kapangyarihan, napaka-mahabang cycle ng buhay, at mabilis na pagkarga-ng mga kakayahan, kaya nakakahanap ng malawakang paggamit sa mga de-kuryenteng sasakyan, regenerative braking system, backup na power supply, at grid frequency regulation. Gayunpaman, ang density ng enerhiya ng mga supercapacitor ay medyo mababa, mas mababa kaysa sa lithium-ion na mga baterya, na ginagawang angkop ang mga ito para sa mga application na nangangailangan ng panandaliang-mataas na-power application. Sa hinaharap, sa mga pagsulong sa agham ng mga materyales, ang density ng enerhiya ng mga supercapacitor ay inaasahang tataas, at sa gayon ay mapalawak ang kanilang mga aplikasyon sa merkado ng imbakan ng enerhiya.
Ang mga supercapacitor ay maaaring pangunahing uriin sa tatlong kategorya: electric double-layer capacitors, Faraday capacitors, at hybrid supercapacitors. Ang mga electric double-layer capacitor ay gumagamit ng carbon material bilang mga electrodes, kung saan ang paghihiwalay ng singil ay nangyayari sa solid-liquid interface na nabuo ng contact sa electrolyte, na lumilikha ng electric double-layer structure. Ang mga capacitor na ito ay sumasailalim sa physical charge adsorption at desorption na proseso habang nagcha-charge at naglalabas. Bagama't ang mga electric double-layer capacitor ay nagtataglay ng mataas na power density at mahabang buhay, medyo mababa ang kanilang energy density. Sa kasalukuyan, nakamit ng mga device na ito ang komersyal na aplikasyon.
Ang mga capacitor ng Faraday ay gumagamit ng mga metal oxide o conductive polymer bilang mga materyales sa elektrod, kung saan ang kapasidad ng adsorption ay nabuo sa pamamagitan ng mga reaksyon ng redox sa ibabaw at mababaw na bulk region ng mga materyales na ito. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng ganitong uri ng kapasitor ay katulad ng proseso ng reaksyon sa isang baterya; dahil sa mga katulad na lugar sa ibabaw ng electrode, maaari itong magbigay ng maraming beses ang kapasidad ng isang electric double-layer capacitor. Gayunpaman, sa mga tuntunin ng mga katangian ng kapangyarihan para sa agarang mataas na-kasalukuyang discharge at cycle ng buhay, ang mga Faraday capacitor ay hindi gumaganap nang kasing ganda ng mga electric double-layer capacitor. Higit pa rito, nahaharap din ang mga capacitor ng Faraday sa mga hamon tulad ng mataas na gastos sa pagmamanupaktura at hindi pa ganap na mature ang teknolohiya.
Ang mga hybrid na supercapacitor ay kilala sa kanilang mataas na density ng enerhiya at mahabang buhay. Bagama't kasalukuyang nasa mga unang yugto ng komersyalisasyon, nagtataglay sila ng napakalaking potensyal na pag-unlad sa hinaharap.
Superconducting na imbakan ng enerhiya
Ang superconducting energy storage ay isang electromagnetic energy storage technology na gumagamit ng mga superconductor upang mag-imbak ng electrical energy sa isang resistance-free state. Ang prinsipyo ng pagtatrabaho nito ay nagsasangkot ng pagbuo ng isang malakas na magnetic field sa pamamagitan ng isang direktang kasalukuyang sa isang superconducting coil, sa gayon ay nag-iimbak ng enerhiya, at ilalabas ito sa pamamagitan ng kasalukuyang paglabas kapag kinakailangan. Dahil ang mga superconductor ay walang resistensya sa mababang temperatura, ang mga superconducting na sistema ng pag-iimbak ng enerhiya ay maaaring makamit ang napakataas na kahusayan sa pagsingil at paglabas na halos walang pagkawala ng enerhiya. Higit pa rito, ang superconducting na pag-iimbak ng enerhiya ay may napakabilis na mga oras ng pagtugon, na nakakakuha ng singil at paglabas sa mga millisecond, na ginagawa itong angkop para sa agarang regulasyon ng boltahe at kontrol ng dalas sa mga sistema ng kuryente. Gayunpaman, ang halaga ng mga superconducting energy storage system ay mataas, higit sa lahat ay limitado sa pamamagitan ng pag-unlad ng mga superconducting na materyales at cryogenic cooling technology. Samakatuwid, ang mga kasalukuyang application ay halos puro sa mga espesyal na field na nangangailangan ng mataas na-power, panandaliang-imbak ng enerhiya, gaya ng grid stability at kagamitang militar.
Kabilang sa mga karaniwang superconducting na materyales ang mababang-temperatura superconductors gaya ng Nb-Ti at Nb3Sn, at mataas-temperatura superconductors gaya ng Yttrium Barium Copper Oxide (YBCO) at Bismuth Strontium Calcium Copper Oxide (BSCCO). Ang mga superconductor na may mataas na-temperatura ay may mas mataas na kritikal na temperatura kaysa sa mga superconductor na mababa ang-temperatura, na binabawasan ang mga kinakailangan sa paglamig at ginagawang mas praktikal at matipid ang mga superconducting system ng imbakan ng enerhiya.