Tehnologija shranjevanja električne energije

Obstajajo tri glavne vrste tehnologij za shranjevanje električne energije, ki se uporabljajo v industriji, in sicer tehnologija za shranjevanje hidravlične energije, tehnologija za shranjevanje energije na stisnjen zrak in tehnologija za shranjevanje energije z vztrajnikom. Tehnologija hidravličnega shranjevanja energije je najstarejša, tehnično najbolj zrela in komercializirana tehnologija z največjo zmogljivostjo opreme. Na svetu je približno 500 hidroelektrarn za shranjevanje energije, od tega jih ima 35 zmogljivost več kot 1,000MW. Hidravlični sistemi za shranjevanje energije imajo običajno dva velika rezervoarja za shranjevanje vode, enega na nižjem položaju in drugega na višjem dvignjenem položaju. V obdobjih nizke porabe električne energije se voda prenaša iz nižjih rezervoarjev v višje rezervoarje za shranjevanje. Ko je potrebna električna energija, se lahko potencialna energija vodnega toka visokega rezervoarja uporabi za pogon hidroelektričnega generatorja za proizvodnjo električne energije.
Shranjevanje energije s stisnjenim zrakom je namenjeno ustvarjanju tlaka in transportu zraka v podzemne rudnike soli, zapuščene rudnike kamna, podzemne vodne rezervoarje itd. v obdobjih nizke porabe energije. Ko je električna obremenitev velika, lahko stisnjen zrak zažgemo z gorivom, da proizvedemo plin z visoko temperaturo in visokim pritiskom, ki poganja plinsko turbino, da opravlja delo in proizvaja električno energijo. Zmogljivost uporabljene opreme enote je dosegla nekaj sto megavatov. Na primer, nemška elektrarna Fendorf z nameščeno zmogljivostjo 290 MW je bila dana v uporabo leta 1980.
Tehnologija proizvodnje električne energije za shranjevanje energije vztrajnika je nova tehnologija, ki je povezana z električnim omrežjem za pretvorbo električne energije. Sistem za proizvodnjo električne energije z vztrajnikom je prikazan na sliki 1.12. Sistem je v glavnem sestavljen iz motorjev, vztrajnikov, močnostnih elektronskih pretvornikov in druge opreme. Osnovno načelo shranjevanja energije vztrajnika je pretvorba električne energije v elektroenergetskem sistemu v kinetično energijo gibanja vztrajnika v pogojih obilne moči. Ko elektroenergetski sistem nima dovolj moči, se kinetična energija gibanja vztrajnika pretvori v električno energijo, ki jo uporabljajo uporabniki energije. V primerjavi z drugimi tehnologijami za shranjevanje energije ima tehnologija za shranjevanje energije z vztrajnikom prednosti visoke učinkovitosti (80 % do 90 %), nizkih stroškov, brez onesnaževanja, hitrega shranjevanja energije in zanesljive tehnologije. Pritegnila je pozornost raziskovalcev na Japonskem, v ZDA in Nemčiji. Na primer, japonsko Okinawa Electric Power Company je razvilo sistem za shranjevanje energije z vztrajnikom 210 MJ; Nemčija je leta 1996 razvila superprevodno elektrarno za shranjevanje energije z vztrajnikom za shranjevanje energije magnetne levitacije z zmogljivostjo shranjevanja energije 5 MW · h/100 MW · h, s sistemsko učinkovitostjo 96 %.