現代儲能裝置，最常見的儲能類型
儲能裝置 是以各種形式儲存能量的系統，例如電化學、動能、勢能、電磁、化學和熱能，使用例如燃料電池、電池、電容器、飛輪、壓縮空氣、液壓蓄能器、超磁體、氫等。 .
儲能設備是一種重要的資源，通常用於提供不間斷電力或在非常短期的不穩定時期支持電力系統，它們在獨立的可再生能源系統中也發揮著重要作用。
特定應用所需的儲能設備的主要標準是：
- 以比能量（以 Wh · kg -1 為單位）和能量密度（以 Wh · kg -1 或 Wh · l -1 為單位）表示的能量；
- 電力，即所需的電力負荷；
- 體積和質量；
- 可靠性;
- 耐久性；
- 安全;
- 價格;
- 可回收；
- 對環境的影響。
選擇儲能裝置時，應考慮以下特點：
- 比功率；
- 存儲容量;
- 比能量；
- 反應時間;
- 效率;
- 自放電率/充電週期；
- 對熱敏感；
- 充放電壽命；
- 對環境的影響；
- 資本/運營成本；
- 服務。
電能存儲設備是以存儲組件（電池、超級電容器和燃料電池）的形式存在於電信設備（移動電話、電話、對講機等）、備用電源系統和混合動力電動汽車中的組成部分。
儲能裝置，無論是電能還是熱能，都是公認的核心清潔能源技術。
長期儲能對於風能和太陽能主導新增發電廠並逐漸取代其他電力來源的世界具有巨大潛力。
風能和太陽能僅在特定時間產生，因此它們需要額外的技術來幫助填補空白。
在一個間歇性、季節性和不可預測的發電量越來越大、與消費不同步的風險越來越大的世界裡，儲能通過吸收能源生產和消費之間的所有相位差使系統更加靈活。
蓄能器主要用作緩衝器，可以更輕鬆地管理和整合電網和建築物中的可再生能源，在沒有風和太陽能的情況下提供一定的自主權。
在發電機系統中，它們可以在發電機效率最低時的低功率需求期間為負載提供服務，從而節省燃料並幫助避免發電機效率低下。
通過緩衝可再生能源發電的波動，儲能還可以降低發電機啟動的頻率。
在具有高穿透力的風力和柴油系統中（安裝的風力發電超過平均負荷），即使是非常小的存儲量也會大大降低柴油機的啟動頻率。
最常見的工業儲能設備類型：
電化學儲能裝置
電池，尤其是鉛酸電池，仍然是主要的儲能設備。
許多有競爭力的電池類型（鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、鈉硫電池、金屬空氣電池、流通電池）在壽命、效率、能量密度等一個或多個性能方面優於鉛酸電池、充電和放電速率、寒冷天氣性能或所需維護。
然而，在大多數情況下，每千瓦時容量的低成本使鉛酸電池成為最佳選擇。
飛輪、超級電容器或儲氫等替代方案在未來可能會在商業上取得成功，但在今天卻很少見。
鋰離子 (Li-ion) 電池現在是所有現代消費電子設備的現代電源。在過去的 15 年中，用於便攜式電子產品的棱柱形鋰離子電池的體積能量密度翻了一番，達到了三倍。
隨著電動汽車和儲能係統等鋰離子電池新應用的出現，電池設計和性能要求不斷變化，給傳統電池製造商帶來了獨特的挑戰。
因此，對高能量、高功率密度鋰離子電池安全可靠運行的高要求成為必然。
電化學儲能裝置在電力行業的應用：
電化學超級電容器
超級電容器是電化學儲能設備，可以在幾秒鐘內充滿電或放電。
與二次電池相比，超級電容器具有更高的功率密度、更低的維護成本、更寬的溫度範圍和更長的佔空比，在過去十年中受到了廣泛的研究關注。
它們還具有比傳統電介質電容器更高的能量密度。超級電容器的存儲容量取決於電解質離子和大表面積電極之間的靜電分離。
與鋰離子電池相比，超級電容器的比能量較低是其廣泛使用的障礙。
提高超級電容器的性能對於滿足從便攜式電子產品到電動汽車和大型工業設備的未來系統的需求是必要的。
超級電容器詳細信息：
離子主義者（超級電容器）——裝置、實際應用、優點和缺點
壓縮空氣儲能
壓縮空氣儲能是一種儲存一次產生的能量以供另一次使用的方式。在公用事業規模上，可以釋放在低能源需求（非高峰）時期產生的能量以滿足高需求（高峰負荷）時期。
壓縮空氣等溫儲存 (CAES) 是一種新技術，它試圖克服傳統（絕熱或絕熱）系統的一些局限性。
低溫儲能
英國計劃建設250兆瓦時的液化空氣儲存庫。它將與一個可再生能源公園相結合，並補償它們的中斷。
調試計劃於 2022 年進行。低溫儲能裝置將與曼徹斯特附近的特拉福德能源公園一起工作，該公園的部分電力生產來自光伏電池板和風力渦輪機。
該存儲設施將補償這些可再生能源的使用中斷。
該裝置的操作原理將基於更換空調的兩個週期。
電能將被用來吸入空氣，然後將其冷卻到非常低的溫度（-196 度），直到它變成液體。然後將其儲存在專門為此用途而設計的大型絕緣低壓罐中。
當需要電能時，將進行第二個循環。低溫液體通過熱交換器加熱，繼續汽化並恢復到氣態。
低溫液體的蒸發導致氣體體積膨脹，從而驅動渦輪機發電。
動能儲存裝置
飛輪是一種旋轉機械裝置，用於儲存旋轉能量。隨著時間的推移，飛輪可以從間歇性能源中獲取能量，並為電網提供持續的電能供應。
飛輪儲能係統使用作為動能存儲的輸入電能。
儘管機械系統的物理原理通常非常簡單（例如轉動飛輪或舉起重物），但能夠有效且高效地使用這些力的技術卻特別先進。
高科技材料、最新的計算機控制系統和創新設計使這些系統適合實際應用。
用於商業動能存儲的 UPS 系統由三個子系統組成：
- 儲能裝置，通常是飛輪；
- 分配裝置；
- 一個單獨的發電機，可以啟動以提供超過儲能容量的容錯電力。
飛輪可與備用發電機集成，通過直接連接機械系統提高可靠性。
有關這些設備的更多信息：
用於電網的高溫超導磁能存儲 (SMES)：