Stoor van elektriese energiesluit hoofsaaklik superkapasitor-energieberging en supergeleidende energieberging in. Eersgenoemde stoor elektriese energie in 'n elektriese veld, terwyl laasgenoemde elektriese energie in 'n magnetiese veld berg. Elektriese energieberging het aansienlike voordele in kragdigtheid en sikluslewe, kan die impak van oombliklike kragonderbrekings verminder, lae-kragossillasies in die rooster onderdruk en spanning- en frekwensie-eienskappe verbeter.
Superkapasitor energieberging
Superkapasitors, ook bekend as elektrochemiese kapasitors, is energiebergingstoestelle wat energie stoor deur die ophoping van lading op die elektrode-oppervlak. Hul energiebergingsmeganisme verskil van tradisionele batterye; hulle stoor energie deur die lading wat gevorm word deur die dubbellaag by die elektrode-elektroliet-koppelvlak. Superkapasitors beskik oor uiters hoë kragdigtheid, ultra-lang sikluslewe en vinnige laai-ontladingsvermoëns, en vind dus wydverspreide toepassing in elektriese voertuie, regeneratiewe remstelsels, rugsteunkragbronne en roosterfrekwensieregulering. Die energiedigtheid van superkapasitors is egter relatief laag, baie laer as dié van litium-ioonbatterye, wat hulle geskik maak vir toepassings wat kort-, hoë-kragtoepassings vereis. In die toekoms, met vooruitgang in materiaalwetenskap, word verwag dat die energiedigtheid van superkapasitors verder sal toeneem, en sodoende hul toepassings in die energiebergingsmark uitbrei.
Superkapasitors kan hoofsaaklik in drie kategorieë geklassifiseer word: elektriese dubbel-laag kapasitors, Faraday kapasitors en hibriede superkapasitors. Elektriese dubbel-laag kapasitors gebruik koolstofmateriale as elektrodes, waar ladingskeiding plaasvind by die vaste-vloeistofvlak wat gevorm word deur die kontak met die elektroliet, wat 'n elektriese dubbel-laagstruktuur skep. Hierdie kapasitors ondergaan fisiese lading adsorpsie en desorpsie prosesse tydens laai en ontlading. Alhoewel elektriese dubbel-laag kapasitors hoë drywingsdigtheid en lang lewensduur besit, is hul energiedigtheid relatief laag. Tans het hierdie toestelle kommersiële toepassing bereik.
Faraday-kapasitors gebruik metaaloksiede of geleidende polimere as elektrodemateriaal, waar adsorpsiekapasitansie gevorm word deur redoksreaksies op die oppervlak en vlak grootmaatstreke van hierdie materiale. Die werkingsbeginsel van hierdie tipe kapasitor is soortgelyk aan die reaksieproses in 'n battery; gegewe soortgelyke elektrode-oppervlaktes, kan dit verskeie kere die kapasitansie van 'n elektriese dubbel-laag kapasitor verskaf. In terme van drywingskenmerke vir onmiddellike hoë-stroomontlading en sikluslewe, presteer Faraday-kapasitors egter nie so goed soos elektriese dubbel-laagkapasitors nie. Verder staar Faraday-kapasitors ook uitdagings in die gesig, soos hoë vervaardigingskoste en die tegnologie wat nog nie heeltemal volwasse is nie.
Hibriede superkapasitors is bekend vir hul hoë energiedigtheid en lang lewensduur. Alhoewel hulle tans in die vroeë stadiums van kommersialisering is, beskik hulle oor enorme toekomstige ontwikkelingspotensiaal.
Supergeleidende energieberging
Supergeleidende energieberging is 'n elektromagnetiese energiebergingstegnologie wat supergeleiers gebruik om elektriese energie in 'n weerstand-vrye toestand te berg. Die werkingsbeginsel daarvan behels die opwekking van 'n sterk magneetveld deur 'n gelykstroom in 'n supergeleidende spoel, om sodoende energie te stoor, en dit deur stroomontlading vry te stel wanneer nodig. Omdat supergeleiers geen weerstand by lae temperature het nie, kan supergeleidende energiebergingstelsels uiters hoë lading- en ontladingsdoeltreffendheid bereik met feitlik geen energieverlies nie. Verder het supergeleidende energieberging uiters vinnige reaksietye, wat laai en ontlading in millisekondes bereik, wat dit geskik maak vir oombliklike spanningsregulering en frekwensiebeheer in kragstelsels. Die koste van supergeleidende energiebergingstelsels is egter hoog, hoofsaaklik beperk deur die ontwikkeling van supergeleidende materiale en kryogeniese verkoelingstegnologie. Daarom is huidige toepassings meestal gekonsentreer in spesiale velde wat hoë-krag, kort-energieberging vereis, soos roosterstabiliteit en militêre toerusting.
Algemene supergeleidende materiale sluit lae-temperatuur supergeleiers soos Nb-Ti en Nb3Sn in, en hoë-temperatuur supergeleiers soos Yttrium Barium Koperoksied (YBCO) en Bismut Strontium Kalsium Koper Oksied (BSCCO). Hoë-temperatuur supergeleiers het hoër kritieke temperature as lae-temperatuur supergeleiers, wat verkoelingsvereistes verminder en supergeleidende energiebergingstelsels meer prakties en ekonomies maak.