ऊर्जा भंडारण

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वेल्स में Ffestiniog पावर स्टेशन पंपित-भंडारण जलविद्युत का लिलिन स्ट्वालन बांध। निचले पावर स्टेशन में चार जल टर्बाइन हैं जो कई घंटों के लिए कुल 360 मेगावाट वैद्युत उत्पन्न कर सकते हैं, कृत्रिम ऊर्जा भंडारण और रूपांतरण का एक उदाहरण है।
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ऊर्जा भंडारण, ऊर्जा की मांग और ऊर्जा उत्पादन के मध्य असंतुलन को कम करने के लिए[1] बाद में उपयोग के लिए एक समय में उत्पादित ऊर्जा का अधिकृत है। एक उपकरण जो ऊर्जा को संग्रहीत करता है उसे सामान्यतः संचायक (ऊर्जा) या बैटरी (वैद्युत) कहा जाता है। ऊर्जा विकिरण, रासायनिक ऊर्जा, गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा, विद्युत स्थितिज ऊर्जा, वैद्युत, उच्च तापमान, अव्यक्त ऊष्मा और गतिज ऊर्जा सहित कई रूपों में प्रयुक्त है। ऊर्जा भंडारण में ऊर्जा को उन रूपों से परिवर्तित करना सम्मिलित है, जिन्हें संग्रहीत करना सुविधाजनक या आर्थिक रूप से भंडारण योग्य रूपों में करना कठिन है।

कुछ प्रौद्योगिकियां अल्पकालिक ऊर्जा भंडारण प्रदान करती हैं, जबकि अन्य अधिक समय तक सहन कर सकती हैं। बल्क ऊर्जा भंडारण में वर्तमान में जलविद्युत् बांधों का वर्चस्व है, दोनों पारंपरिक और साथ ही पंपित किए गए हैं। संजाल ऊर्जा भंडारण विद्युत पावर संजाल के भीतर बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण के लिए उपयोग की जाने वाली विधियों का एक संग्रह है।

ऊर्जा भंडारण के सामान्य उदाहरण पुनःआवेशनीय बैटरी हैं, जो रासायनिक ऊर्जा को सरलता से सचल दूरभाष यंत्र को संचालित करने के लिए वैद्युत में परिवर्तित कर देती है; जलविद्युत बांध, जो एक जलाशय में ऊर्जा को गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा के रूप में संग्रहीत करता है; और हिम भंडारण वातानुकूलन टैंक, जो रात में अल्पमूल्य ऊर्जा द्वारा जमे हुए हिम को संग्रहीत करते हैं ताकि दिन के समय कूलिंग की चरम मांग को पूर्ण किया जा सके।कोयले और गैसोलीन जैसे जीवाश्म ईंधन जीवों द्वारा सूर्य के प्रकाश से प्राप्त प्राचीन ऊर्जा को संग्रहीत करते हैं जो बाद में मर गए, अन्तर्हित हो गए और समय के साथ इन ईंधनों में परिवर्तित हो गए। आहार (जो जीवाश्म ईंधन के समान प्रक्रिया द्वारा बनाया जाता है) रासायनिक रूप में संग्रहीत ऊर्जा का एक रूप है।


इतिहास

20वीं शताब्दी के संजाल में, विद्युत ऊर्जा बड़े पैमाने पर जीवाश्म ईंधन को जलाने से उत्पन्न हुई थी। जब कम वैद्युत की आवश्यकता होती थी, तो कम ईंधन जलाया जाता था।[2]जलविद्युत, एक यांत्रिक ऊर्जा भंडारण विधि, सबसे व्यापक रूप से स्वीकृत की गई यांत्रिक ऊर्जा भंडारण है, और सदियों से उपयोग में है। बड़े जलविद्युत बांध एक सौ से अधिक वर्षों से ऊर्जा भंडारण स्थल रहे हैं।[3] वायु प्रदूषण, ऊर्जा आयात और जलवायु परिवर्तन से संबंधित चिंताओं ने अक्षय ऊर्जा जैसे सौर और पवन ऊर्जा के विकास को जन्म दिया है।[2] पवन ऊर्जा अनियंत्रित है और ऐसे समय में उत्पन्न हो सकती है जब कोई अतिरिक्त वैद्युत की आवश्यकता नहीं होती है। मेघो के आच्छादन के साथ सौर ऊर्जा परिवर्तित होती रहती है और सर्वोत्तम रूप से केवल दिन के उजाले के पर्यंत ही उपलब्ध होती है, जबकि मांग प्राय: सूर्यास्त के बाद चरम पर होती है (डक वक्र देखें)। इन आंतरायिक स्रोतों से वैद्युत के भंडारण में रुचि बढ़ती है क्योंकि नवीकरणीय ऊर्जा उद्योग समग्र ऊर्जा खपत का एक बड़ा अंश उत्पन्न करना प्रारम्भ कर देता है।Cite error: Invalid <ref> tag; invalid names, e.g. too many


पंपित हाइड्रो

नियाग्रा फॉल्स, कनाडा में सर एडम बेक हाइड्रोवैद्युत जनरेटिंग स्टेशन, जिसमें अत्यधिक मांग की अवधि के पर्यंत अतिरिक्त 174 मेगावाट वैद्युत प्रदान करने के लिए एक बड़ी पंपित-भंडारण हाइड्रोवैद्युतिटी सम्मिलित है।
Main article: पंपित-भंडारण जलविद्युत

विश्व भर में, पंपित-भंडारण जलविद्युत (PSH) सक्रिय संजाल ऊर्जा भंडारण की सबसे बड़ी क्षमता उपलब्ध है, और मार्च 2012 तक, विद्युत ऊर्जा अनुसंधान संस्थान (EPRI) का विवरण है कि थोक भंडारण क्षमता का 99% से अधिक पीएसएच खाता है। विश्व भर में, लगभग 127,000 मेगावाट का प्रतिनिधित्व करता है।[4]PSH ऊर्जा रूपांतरण दक्षता 87% तक के दावों के साथ 70% और 80% के मध्य व्यवहार में भिन्न होती है,[4][5][6][7]।[8]

कम वैद्युत की मांग के समय, अतिरिक्त उत्पादन क्षमता का उपयोग निचले स्रोत से जल को उच्च जलाशय में पंपित करने के लिए किया जाता है। जब मांग बढ़ती है, तो वैद्युत उत्पन्न करने वाली टरबाइन के माध्यम से जल को निचले जलाशय (या जलमार्ग या जल समिति) में वापस छोड़ दिया जाता है। प्रतिवर्ती टरबाइन-जनित्र समन्वायोजन एक पंपित और टरबाइन (सामान्यतः एक फ्रांसिस टर्बाइन प्रारुप) दोनों के रूप में कार्य करती हैं। लगभग सभी सुविधाएं दो जल निकायों के मध्य ऊंचाई के अंतर का उपयोग करती हैं। शुद्ध पंपित-भंडारण संयंत्र जलाशयों के मध्य जल को स्थानांतरित करते हैं, जबकि पंपित-पार्श्व दृष्टिकोण पंपित किए गए भंडारण और पारंपरिक जलविद्युत संयंत्रों का एक संयोजन है जो प्राकृतिक धारा-प्रवाह का उपयोग करते हैं।

संपीड़ित वायु

File:Compressed Air Loco.jpg
1928 और 1961 के मध्य एक खदान के भीतर उपयोग किया जाने वाला फायरलेस स्वचालित यंत्र।
Main articles: संपीड़ित वायु ऊर्जा भंडारण and लवण गुंबद

संपीड़ित वायु ऊर्जा भंडारण (CAES) बाद में वैद्युत उत्पादन के लिए वायु को संपीड़ित करने के लिए अधिशेष ऊर्जा का उपयोग करती है।[9] खदान स्वचालित यंत्र के प्रणोदन जैसे अनुप्रयोगों में लघु-स्तरीय प्रणालियों का लंबे समय से उपयोग किया जाता रहा है। संपीड़ित वायु एक भूमिगत जलाशय में संग्रहीत होती है, जैसे कि लवण का गुंबद।

संपीड़ित वायु ऊर्जा भंडारण (CAES) संयंत्र उत्पादन अस्थिरता और भार के मध्य संबंध का अंतर सकते हैं। सीएईएस भंडारण मांग को पूर्ण करने के लिए सरलता से उपलब्ध ऊर्जा को प्रभावी रूप से उपलब्ध कराकर उपभोक्ताओं की ऊर्जा जरूरतों को पूर्ण करते है। पवन और सौर ऊर्जा जैसे नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत अलग-अलग होते हैं। इसलिए कभी-कभी जब वे थोड़ी ऊर्जा प्रदान करते हैं, तो ऊर्जा की मांग को पूर्ण करने के लिए उन्हें ऊर्जा के अन्य रूपों के साथ पूरक करने की आवश्यकता होती है। संपीड़ित वायु ऊर्जा भंडारण संयंत्र ऊर्जा के अति-उत्पादन के समय नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के अधिशेष ऊर्जा उत्पादन में ले सकते हैं। इस संग्रहीत ऊर्जा का उपयोग बाद के समय में किया जा सकता है जब वैद्युत की मांग बढ़ जाती है या ऊर्जा संसाधन की उपलब्धता कम हो जाती है।[10]

वायु के संपीडन से ऊष्मा उत्पन्न होती है; संपीड़न के बाद वायु उष्ण होती है। ऊष्मीय विस्तार के लिए ऊष्मा की आवश्यकता होती है। यदि कोई अतिरिक्त ऊष्मा नहीं जोड़ी जाती है, तो विस्तार के बाद वायु बहुत शीतल हो जाएगी। यदि संपीड़न के पर्यंत उत्पन्न ऊष्मा को विस्तार के पर्यंत संग्रहीत और उपयोग किया जा सकता है, तो दक्षता में काफी सुधार होता है।[11]एक सीएईएस प्रणाली ऊष्मा से तीन प्रकार से व्यवहार सकती है। वायु भंडारण स्थिरोष्म, दियबाटिक या समतापीय हो सकती है। एक अन्य दृष्टिकोण वैद्युत वाहनों के लिए संपीड़ित वायु का उपयोग करता है।[12][13]


गतिपालक चक्र

File:Example of cylindrical flywheel rotor assembly.png
एक विशिष्ट गतिपालक चक्र के मुख्य घटक।
File:Flybrid Systems Kinetic Energy Recovery System.jpg
फ्लाईब्रिड काइनेटिक ऊर्जा रिकवरी प्रणाली फ्लाईव्हील ऊर्जा भंडारण। फार्मूला वन पर उपयोग के लिए निर्मित, यह ब्रेकिंग के पर्यंत कैप्चर की गई गतिज ऊर्जा को पुनर्प्राप्त करने और पुन: उपयोग करने के लिए नियोजित है।
Main articles: गति पालक चक्र ऊर्जा भंडारण and गति पालक चक्र भंडारण ऊर्जा प्रणाली

गतिपालक चक्र ऊर्जा भंडारण (CAES) एक घूर्णक (एक गतिपालक चक्र) को बहुत तेज गति से गति प्रदान कर कार्य करता है, ऊर्जा को घूर्णी ऊर्जा के रूप में धारण करता है। जब ऊर्जा जोड़ी जाती है, तो गतिपालक चक्र की घूर्णी गति बढ़ जाती है, और जब ऊर्जा निकाली जाती है, तो ऊर्जा के संरक्षण के कारण गति कम हो जाती है।

अधिकांश एफईएस प्रणालियां गतिपालक चक्र को तीव्र और धीमा करने के लिए वैद्युत का उपयोग करती हैं, परन्तु सीधे यांत्रिक ऊर्जा का उपयोग करने वाले उपकरणों पर विचार किया जा रहा है।[14]

एफईएस प्रणाली में उच्च ऊर्जा वाले कार्बन तंतु संयोजन से बने घूर्णक होते हैं, जो चुम्बकीय दिक्‍कोण द्वारा निलंबित होते हैं और एक निर्वात अंतर्वेश में 20,000 से 50,000 से अधिक परिक्रमण प्रति मिनट (rpm) की गति से घूर्णन करते हैं।[15] ऐसे गतिपालक चक्र कुछ ही मिनटों में अधिकतम गति (चार्ज) तक पहुंच सकते हैं। गतिपालक चक्र प्रणाली एक संयोजन विद्युत चालक/जनित्र से जुड़ा होता है।

FES प्रणालियों का जीवनकाल अपेक्षाकृत दीर्घ होता है (कम या बिना संरक्षण वाले दशकों तक चलने वाला);[15]गतिपालक चक्र के लिए उद्धृत पूर्ण-चक्र जीवनकाल 105 से अधिक, 107 तक,[16] उच्च विशिष्ट ऊर्जा (100–130 W·h/kg, या 360–500 kJ/kg)[16][17] और ऊर्जा घनत्व के चक्रों तक होता है।

ठोस द्रव्यमान गुरुत्वाकर्षण

Main article: गुरुत्वाकर्षण बैटरी

ठोस द्रव्यमान की ऊँचाई को परिवर्तित करने से विद्युत चालक/जनित्र द्वारा संचालित एक उत्थापक प्रणाली के माध्यम से ऊर्जा को संग्रहीत या उन्मुक्त किया जा सकता है। अध्ययनों से ज्ञात होता है कि ऊर्जा को 1 सेकंड की चेतावनी के साथ प्रारम्भ हो सकती है, जिससे भार को संतुलित करने के लिए वैद्युत संजाल में एक उपयोगी पूरक संभरण विधि बन जाती है।[18]

दक्षता संग्रहीत ऊर्जा की 85% पुन:प्राप्ति जितनी अधिक हो सकती है।[19]

इसे पुराने ऊर्ध्वाधर खदान शाफ्ट या विशेष रूप से निर्मित टावरों के भीतर लोगों को बैठाकर प्राप्त किया जा सकता है, जहां ऊर्जा को संग्रहीत करने के लिए भारी भार को ऊपर की ओर खींचा जाता है और इसे नियंत्रित करने के लिए नियंत्रित अवरोहण की अनुमति दी जाती है। 2020 में स्कॉटलैंड के एडिनबर्ग में एक आद्यरूप ऊर्ध्वाधर संग्रहीत बनाया जा रहा है [20]

कैलिफोर्निया स्वतंत्र प्रणाली संचालक के सहयोग से 2013 में स्थितिज ऊर्जा भंडारण या गुरुत्वाकर्षण ऊर्जा भंडारण सक्रिय विकास के अधीन था।[21][22][23]इसने वैद्युत स्वचालित यंत्र द्वारा संचालित पृथ्वी से संपूरित हॉपर वाहन की निचली से ऊंची ऊंचाई तक की गतिविधि की जांच की।[24]

अन्य प्रस्तावित विधियों में सम्मिलित हैं:-

  • भार ऊपर और नीचे ले जाने के लिए रेल ,[24][25] भारोत्तोलन यंत्र,[19] या उन्नयन[26]का उपयोग करना;
  • उच्च-ऊंचाई वाले सौर-संचालित संचयक प्लेटफॉर्म का उपयोग करके उनके नीचे रखे ठोस द्रव्यमान को ऊपर उठाने और कम करने के लिए विंचेस का समर्थन करता है,[27]
  • समुद्र की सतह और समुद्र तल के मध्य 4 किमी (13,000 फ़ीट) की ऊँचाई के अंतर का लाभ उठाने के लिए महासागर द्वारा समर्थित विंचेस का उपयोग करना,[28]
File:Fernwärmespeicher Theiss.jpg
2 जीडब्ल्यूएच की ऊष्मीय क्षमता के साथ निचला ऑस्ट्रिया में डेन्यूब पर क्रेम्स के पास थिस से जिला ताप संचय टावर

तापीय

Main articles: तापीय ऊर्जा भंडारण, गलित लवण, and मौसमी तापीय ऊर्जा भंडारण

तापीय ऊर्जा भंडारण (TES) ताप का अस्थायी भंडारण या निष्कासन है।

संवेदनशील ऊष्मा तापीय

संवेदनशील ऊष्मा भंडारण ऊर्जा को संग्रहित करने के लिए सामग्री में प्रत्यक्ष ऊष्मा का लाभ उठाता है।[29]

मौसमी तापीय ऊर्जा भंडारण (STES) अपशिष्ट ऊर्जा या प्राकृतिक स्रोतों से एकत्र किए जाने के महीनों बाद ऊष्मा या शीतल का उपयोग करने की अनुमति देता है। सामग्री को भूगर्भीय कार्यद्रव्य जैसे कि रेत या पारदर्शी मूल सिद्धान्त में बोरहोल के समूहों, कंकड़ और जल से भरे हुए गड्ढों या जल से भरे खदानों में संग्रहीत किया जा सकता है।[30]मौसमी तापीय ऊर्जा भंडारण (STES) परियोजनाओं का प्राय: चार से छह वर्षों में प्रतिफल मिलता है।[31]एक उदाहरण कनाडा में ड्रेक अवतरण सौर समुदाय है, जिसके लिए मोटरघर की छतों पर सोलर-ऊष्मीय संग्रहकर्ता द्वारा साल भर की 97% ऊष्मा प्रदान की जाती है, जो बोरहोल ऊष्मीय ऊर्जा संग्रहीत (BTES) द्वारा सक्षम होती है।[32][33][34] ब्रेडस्ट्रुप, डेनमार्क में, समुदाय की सौर जिला तापन प्रणाली भी 65 °C (149 °F) के तापमान पर एसटीईएस का उपयोग करती है। एक ऊष्मा पम्प, जो तभी चलता है जब अधिशेष पवन ऊर्जा उपलब्ध होती है। इसका उपयोग वितरण के लिए तापमान को 80 °C (176 °F) तक बढ़ाने के लिए किया जाता है। जब पवन ऊर्जा उपलब्ध नहीं होती है, तो वाष्प से चलने वाले वाष्पित्र का उपयोग किया जाता है। ब्रेडस्ट्रुप की ऊष्मा का बीस प्रतिशत सौर है।[35]


अव्यक्त ऊष्मा तापीय (LHTES)

अव्यक्त ऊष्मा तापीय ऊर्जा भंडारण प्रणालियाँ अपने चरण को परिवर्तित करने के लिए या किसी सामग्री से ऊष्मा स्थानांतरित करके कार्य करती हैं। एक चरण-परिवर्तन गलन, घनीकरण, वाष्पीकरण या द्रवीकरण है। ऐसी सामग्री को चरण-परिवर्तन सामग्री (PCM) कहा जाता है। एलएचटीईएस में उपयोग की जाने वाली सामग्रियों में प्राय: उच्च अप्रत्यक्ष ऊष्मा होती है ताकि उनके विशिष्ट तापमान पर, चरण परिवर्तन बड़ी मात्रा में ऊर्जा को प्रत्यक्ष ऊष्मा से कहीं अधिक अवशोषित कर लेता है,।[36]

भाप संचायक एक प्रकार का एलएचटीईएस है जहां चरण परिवर्तन तरल और वाष्प के मध्य होती है और जल के वाष्पीकरण की अप्रत्यक्ष ऊष्मा का उपयोग करती है। हिम संग्रहीत वातानुकूलक प्रणाली जल को हिम में हिमीकरण कर शीतल को संग्रहीत करने के लिए ऑफ-पीक वैद्युत का उपयोग करते हैं। हिम में जमी शीतल पिघलने की प्रक्रिया के पर्यंत अवमुक्त होती है और उत्कर्ष आवर्स में शीतल करने के लिए उपयोग किया जा सकता है।

निम्नतापीय तापीय ऊर्जा भंडारण

Main article: निम्नतापीय ऊर्जा भंडारण

वैद्युत का उपयोग कर शीतल करके वायु को द्रवीभूत किया जा सकता है और उपस्थित प्रौद्योगिकियों के साथ शीतजन के रूप में संग्रहीत किया जा सकता है। तब तरल वायु को टरबाइन के माध्यम से विस्तारित किया जा सकता है और ऊर्जा को वैद्युत के रूप में पुनर्प्राप्त किया जा सकता है। प्रणाली को 2012 में यूके में एक प्रायोगिक संयंत्र में प्रदर्शित किया गया था।[37]2019 में, हाईव्यू ने इंग्लैंड के उत्तर और उत्तरी वरमोंट में 50 मेगावाट का निर्माण करने की योजना की घोषणा की, जिसमें प्रस्तावित सुविधा 250-400 MWh भंडारण क्षमता के लिए पाँच से आठ घंटे ऊर्जा संग्रहीत करने में सक्षम थी।[38]


कार्नाट बैटरी

Main article: कार्नाट बैटरी

विद्युत ऊर्जा को प्रतिरोधी ऊष्मण या ताप पंपितों द्वारा तापीय रूप से संग्रहीत किया जा सकता है, और संग्रहित ऊष्मा को रैंकिन चक्र या ब्रेटन चक्र के माध्यम से वापस वैद्युत में परिवर्तित किया जा सकता है।[39]कोयले से चलने वाले वैद्युत संयंत्रों को जीवाश्म-ईंधन मुक्त उत्पादन प्रणालियों में परिवर्तित करने के लिए इस प्रौद्योगिकी का अध्ययन किया गया है।[40]कोयले से चलने वाले वाष्पित्र को नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों से अतिरिक्त वैद्युत द्वारा चार्ज किए जाने वाले उच्च तापमान ताप भंडारण द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। 2020 में, जर्मन वांतरिक्ष केंद्र ने विश्व की पहली बड़े पैमाने की कार्नोट बैटरी प्रणाली का निर्माण प्रारम्भ किया, जिसमें 1,000 MWh की भंडारण क्षमता है।[41]


विद्युत रासायनिक

पुनःआवेशनीय बैटरी

File:Datacenter Backup Batteries.jpg
एक डेटा सेंटर में निर्बाध वैद्युत आपूर्ति के रूप में उपयोग किया जाने वाला पुनःआवेशनीय बैटरी बैंक
Main articles: पुनःआवेशनीय बैटरी and बैटरी भंडारण ऊर्जा केन्द्र

एक पुनःआवेशनीय बैटरी में एक या एक से अधिक विद्युत रासायनिक सेल होते हैं। इसे 'द्वितीयक सेल' के रूप में जाना जाता है क्योंकि इसकी विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाएँ विद्युत रूप से उत्क्रमणीय होती है। पुनःआवेशनीय बैटरी कई आकृतियों और आकारों में प्राप्त हैं, जिनमें बटन सेल से लेकर मेगावाट संजाल प्रणाली तक सम्मिलित हैं।

पुनःआवेशनीय बैटरी में उपयोग की कुल लागत और गैर-पुनःआवेशनीय (प्रयोज्य) बैटरी की तुलना में पर्यावरणीय प्रभाव कम होता है। कुछ पुनःआवेशनीय बैटरी प्रकार प्रयोज्य के रूप में समान रूप से उपलब्ध हैं। पुनःआवेशनीय बैटरी की प्रारंभिक लागत अधिक होती है परन्तु इसे बहुत सस्ते में पुनः आवेशन किया जा सकता है और कई बार उपयोग में लाया जा सकता है।

सामान्य पुनःआवेशनीय बैटरी रसायनशास्त्र में सम्मिलित हैं:

  • लेड अम्ल बैटरी: लेड अम्ल बैटरियों में वैद्युत संग्रहीत उत्पादों का सबसे बड़ा व्यापार भाग है। चार्ज होने पर एक एकल सेल लगभग 2V उत्पन्न करता है। आवेशित अवस्था में धात्विक लेड ऋणात्मक विद्युतग्र और लेड सल्फेट धनात्मक विद्युतग्र को तनु सल्फ्यूरिक अम्ल (H2SO4) विद्युत् अपघट्य में डुबोया जाता है। अवतारण प्रक्रिया में इलेक्ट्रॉनों को सेल से बाहर धकेल दिया जाता है क्योंकि ऋणात्मक विद्युतग्र पर लेड सल्फेट बनता है जबकि विद्युत् अपघट्य जल में कम हो जाता है।
  • लेड अम्ल बैटरी प्रौद्योगिकी का बड़े पैमाने पर विकास किया गया है। अनुरक्षण के लिए न्यूनतम श्रम की आवश्यकता होती है और इसकी लागत कम होती है। बैटरी की उपलब्ध ऊर्जा क्षमता एक त्वरित अवतारण के अधीन है, जिसके परिणामस्वरूप कम जीवन काल और कम ऊर्जा घनत्व होती है।[42]
  • निकल-कैडमियम बैटरी (NiCd): विद्युतग्र के रूप में निकल ऑक्साइड हाइड्रोक्साइड और धात्विक कैडमियम का उपयोग करती है। कैडमियम एक विषैला तत्व है, और 2004 में यूरोपीय संघ द्वारा अधिकांश उपयोगों के लिए प्रतिबंधित कर दिया गया था। निकेल-कैडमियम बैटरी लगभग पूर्णतया से निकल-धातु हाइड्राइड (NiMH) बैटरी से परिवर्तित कर दी गई हैं।
  • निकेल-धातु हाइड्राइड बैटरी (NiMH): प्रथम व्यावसायिक प्रकार 1989 में उपलब्ध था।[43]ये अब एक सामान्य उपभोक्ता और औद्योगिक प्रकार हैं। बैटरी में कैडमियम के बदले नकारात्मक विद्युतग्र के लिए हाइड्रोजन-अवशोषित मिश्र धातु है।
  • लिथियम आयन बैटरी: कई उपभोक्ता विद्युतीय के पसंद और सर्वोत्तम विशिष्ट ऊर्जा में से एक है | ऊर्जा-से-द्रव्यमान अनुपात और उपयोग में नहीं होने पर बहुत धीमी गति से स्व-निर्वहन होता है।
  • लिथियम-आयन पॉलिमर बैटरी: ये बैटरी भार में हल्की होती हैं और इन्हें किसी भी आकार में बनाया जा सकता है।
  • इलेक्ट्रोलाइट के रूप में खनिज लवण मणिभ के साथ एल्यूमीनियम-सल्फर बैटरी: एल्यूमीनियम और सल्फर पृथ्वी में प्रचुर मात्रा में हैं और पारंपरिक लिथियम की तुलना में बहुत अधिक सस्ते हैं।[44]


प्रवाह बैटरी
Main articles: प्रवाह बैटरी and वैनेडियम अपोपचयन बैटरी

एक प्रवाह बैटरी एक सेल पर एक उपाय पारित करके कार्य करती है जहां सेल को चार्ज या अवतारण करने के लिए आयनों का आदान-प्रदान किया जाता है। सेल वोल्टता रासायनिक रूप से नेर्नस्ट समीकरण और सीमाओं द्वारा, व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, 1.0 V से 2.2 V तक निर्धारित किया जाता है। भंडारण क्षमता समाधान की मात्रा पर निर्भर करती है। एक प्रवाह बैटरी प्रौद्योगिकी रूप से ईंधन सेल और विद्युत रासायनिक संचायक सेल दोनों के समान है। व्यावसायिक अनुप्रयोग लंबे आधे-चक्र भंडारण जैसे बैकअप संजाल ऊर्जा के लिए हैं।

सुपरकैपेसिटर

File:Expo 2010 Electric Bus.jpg
सुपरकैपेसिटर द्वारा संचालित कैपा वाहन के बेड़े में से एक, एक त्वरित चार्ज स्टेशन-बस स्टॉप पर, एक्सपो 2010 के पर्यंत सेवा में। चार्जिंग रेल को बस के ऊपर लटका हुआ देखा जा सकता है।
Main article: सुपरकैपेसिटर

सुपरकैपेसिटर, जिसे वैद्युत दोहरी परत कैपेसिटर (EDLC) या अल्ट्राकैपेसिटर भी कहा जाता है, विद्युत रासायनिक संधारित्र का एक समूह है।[45]जिसमें पारंपरिक ठोस अचालक नहीं होते हैं। धारिता दो भंडारण सिद्धांतों, दोहरी परत धारिता और स्यूडोकैपेसिटेंस द्वारा निर्धारित की जाता है।[46][47]

सुपरकैपेसिटर पारंपरिक कैपेसिटर और पुनःआवेशनीय बैटरी के मध्य की खाई को पाटते हैं। वे संधारित्र के मध्य प्रति ईकाई आयतन या द्रव्यमान (ऊर्जा घनत्व) में सबसे अधिक ऊर्जा संग्रहीत करते हैं। वे विद्युत - अपघटनी संधारित्र के 10,000 गुना तक 10,000 फैराड/1.2 वोल्ट,[48]तक का समर्थन करते हैं, परन्तु प्रति ईकाई समय (ऊर्जा घनत्व) के आधे से भी कम ऊर्जा प्रदान या स्वीकार करते हैं।[45]

जबकि सुपरकैपेसिटर में विशिष्ट ऊर्जा और ऊर्जा घनत्व होती है जो बैटरी का लगभग 10% होती है, उनका ऊर्जा घनत्व सामान्यतः 10 से 100 गुना अधिक होता है। इसका परिणाम बहुत कम चार्ज/अवतारण चक्र होता है। साथ ही, वे बैटरी की तुलना में कई अधिक चार्ज-अवतारण चक्रों को सहन करते हैं।

सुपरकैपेसिटर के कई अनुप्रयोग हैं, जिनमें सम्मिलित हैं:

  • स्थिर यादृच्छिक-अभिगम मेमोरी (SRAM) में मेमोरी बैकअप के लिए कम आपूर्ति धारा
  • मोटर गाड़ियों, बसों, रेलों, क्रेनों और उन्नयन के लिए वैद्युत, आरोधन से ऊर्जा की पुन:प्राप्ति, अल्पकालिक ऊर्जा भंडारण और प्रस्फोट विधा वैद्युत वितरण सम्मिलित हैं।

रासायनिक

वाष्प की ऊर्जा

Main article: वाष्प की ऊर्जा

वाष्प की ऊर्जा, वैद्युत की गैसीय ईंधन जैसे हाइड्रोजन या मीथेन में रूपांतरण है। विद्युत् अपघटन के माध्यम से हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में जल के विभाजन को कम करने के लिए तीन व्यावसायिक माध्यम वैद्युत का उपयोग करते हैं।

प्रथम विधि में, हाइड्रोजन को प्राकृतिक वाष्प संजाल में अंतःक्षिप्त किया जाता है या परिवहन के लिए उपयोग किया जाता है। द्वितीय विधि हाइड्रोजन को कार्बन डाइआक्साइड के साथ संयोजित करना है ताकि सबेटियर प्रतिक्रिया, या जैविक मेथेनन जैसी मेथेनन प्रतिक्रिया का उपयोग करके मीथेन का उत्पादन किया जा सके, जिसके परिणामस्वरूप 8% की अतिरिक्त ऊर्जा रूपांतरण हानि होती है। इसके पश्चात मीथेन को प्राकृतिक वाष्प संजाल में डाला जा सकता है। जैव गैस की गुणवत्ता को उन्नयन करने के लिए, जैव गैस स्तरोन्नयन को इलेक्ट्रोलाइज़र से हाइड्रोजन के साथ मिश्रित करने के पश्चात, तृतीय विधि काष्ठ गैस जनित्र या जैव गैस संयंत्र के उत्पादन गैस का उपयोग करती है।

हाइड्रोजन
Main article: हाइड्रोजन का भंडारण

तत्व हाइड्रोजन संग्रहित ऊर्जा का एक रूप हो सकता है। हाइड्रोजन ईंधन सेल के माध्यम से हाइड्रोजन ऊर्जा का उत्पादन कर सकता है।

जल के वैद्युतअपघटन से हरित हाइड्रोजन, पंपित-भंडारण जलविद्युत या बैटरी की तुलना में पूंजीगत व्यय के संदर्भ में दीर्घकालिक नवीकरणीय ऊर्जा भंडारण का अधिक अल्पव्ययी साधन है।

संजाल की मांग के 20% से कम अंतः प्रवेशन पर, नवीकरणीय ऊर्जा अर्थव्यवस्था को गंभीर रूप से नहीं परिवर्तित करती है; परन्तु कुल मांग के लगभग 20% से अधिक,[49]बाहरी भंडारण महत्वपूर्ण हो जाता है। यदि इन स्रोतों का उपयोग आयनिक हाइड्रोजन बनाने के लिए किया जाता है, तो उन्हें स्वतंत्र रूप से विस्तारित किया जा सकता है। 2007 में रेमिया, न्यूफ़ाउंडलैंड और लैब्राडोर के दूरस्थ समुदाय में पवन टर्बाइनों और हाइड्रोजन जनित्र का उपयोग करते हुए, 5-वर्षीय समुदाय-आधारित प्रायोगिक कार्यक्रम प्रारम्भ हुआ।[50]इसी प्रकार की एक और परियोजना 2004 में नॉर्वे के एक छोटे से द्वीप उत्सिरा में प्रारम्भ हुई थी।

हाइड्रोजन भंडारण चक्र में सम्मिलित ऊर्जा हानि जल के वैद्युतअपघटन, हाइड्रोजन के द्रवीकरण या संपीड़न और ऊर्जा में रूपांतरण से प्राप्त होते हैं।[51]

एक किलोग्राम हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए लगभग 50 kW·h (180 MJ) सौर ऊर्जा की आवश्यकता होती है, इसलिए ऊर्जा की लागत महत्वपूर्ण है। $0.03/kWh पर, संयुक्त राज्य अमेरिका में एक सामान्य ऑफ-पीक उच्च-वोल्टता प्रणाली दर, हाइड्रोजन की कीमत ऊर्जा के लिए $1.50 प्रति किलोग्राम है, जो ईधंन के लिए $1.50/गैलन के समान है। अन्य लागतों में उच्च दाब वैद्युतअपघटन, हाइड्रोजन संपीडक या तरल हाइड्रोजन, भंडारण और हाइड्रोजन अवसंरचना सम्मिलित हैं।[citation needed]

एल्यूमीनियम के प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले एल्यूमीनियम ऑक्साइड अवरोध को निष्काषित कर और इसे जल में प्रस्तुत कर एल्यूमीनियम और जल से भी हाइड्रोजन का उत्पादन किया जा सकता है। यह विधि लाभप्रद है क्योंकि पुनर्नवीनीकरण एल्यूमीनियम के डिब्बे का उपयोग हाइड्रोजन उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जा सकता है, हालांकि इस विकल्प का उपयोग करने के लिए प्रणाली व्यावसायिक रूप से विकसित नहीं किए गए हैं और वैद्युतअपघटन प्रणाली से कहीं अधिक जटिल हैं।[52]ऑक्साइड परत को निष्काषित करने के सामान्य माध्यमों में दाहक उत्प्रेरक जैसे सोडियम हाइड्रॉक्साइड और गैलियम, मरकरी (तत्व) और अन्य धातुओं के साथ मिश्र धातु सम्मिलित हैं।[53]

भूमिगत हाइड्रोजन भंडारण गुफाओं, लवण गुंबदों और अवक्षेपित तेल और वाष्प क्षेत्रों में हाइड्रोजन भंडारण की प्रक्रिया है।[54][55] प्रतापी रासायनिक उद्योगों द्वारा कई वर्षों तक बिना किसी कठिनाई के बड़ी मात्रा में गैसीय हाइड्रोजन को गुफाओं में संग्रहित किया गया है।[56]यूरोपीय ह्यूंडर परियोजना ने 2013 में संकेत दिया था कि भूमिगत हाइड्रोजन का उपयोग करके पवन और सौर ऊर्जा के भंडारण के लिए 85 गुफाओं की आवश्यकता होगी।[57]

पॉवरपेस्ट एक मैग्नीशियम और हाइड्रोजन-आधारित द्रव जेल है जो जल के साथ प्रतिक्रिया करने पर हाइड्रोजन छोड़ता है। इसका आविष्कार, एकस्वित कराया गया था और फ्राउनहोफर समुदाय के फ्रौनहोफर विनिर्माण प्रौद्योगिकी और उन्नत सामग्री संस्थान (IFAM) द्वारा विकसित किया जा रहा है। पावरपेस्ट 350 डिग्री सेल्सियस और पांच से छह गुना वायुमंडलीय दाब पर आयोजित एक प्रक्रिया में मैग्नीशियम हाइड्राइड बनाने के लिए मैग्नीशियम चूर्ण को हाइड्रोजन के साथ मिलाकर बनाया जाता है। तैयार उत्पाद बनाने के लिए एक एस्टर और एक लवण (रसायन) मिलाया जाता है। फ्रौनहोफर का तात्पर्य है कि वे 2021 में उत्पादन प्रारम्भ करने के लिए एक उत्पादन संयंत्र का निर्माण कर रहे हैं, जो प्रति वर्ष 4 टन पावरपेस्ट का उत्पादन करेगा।[58] फ्रौनहोफर ने संयुक्त राज्य अमेरिका और यूरोपीय संघ में अपने आविष्कार को एकस्वित कराया है।[59] फ्राउनहोफर का अनुरोध है कि पावरपेस्ट समान आयाम की लिथियम-आयन बैटरी की ऊर्जा घनत्व के 10 गुना पर हाइड्रोजन ऊर्जा को संग्रहीत करने में सक्षम है और स्वचालित स्थितियों के लिए सुरक्षित और सुविधाजनक है।[58]


मीथेन
Main article: प्राकृतिक गैस का स्थानापन्न

मीथेन सबसे सरल हाइड्रोकार्बन है जिसका आणविक सूत्र CH4 है। मीथेन को हाइड्रोजन की तुलना में अधिक सरलता से संग्रहीत और परिवहन किया जाता है। भंडारण और दहन अवसंरचना (पाइपलाइन, गैस धारक, वैद्युत संयंत्र) परिपक्व हैं।

सिंथेटिक प्राकृतिक गैस (सिनगैस या एसएनजी) को हाइड्रोजन और ऑक्सीजन से प्रारम्भ करते हुए बहु-चरणीय प्रक्रिया में बनाया जा सकता है। तब हाइड्रोजन को कार्बन डाइऑक्साइड के साथ सबेटियर प्रतिक्रिया में प्रतिक्रिया दी जाती है, जिससे मीथेन और जल का उत्पादन होता है। मीथेन को संग्रहीत किया जा सकता है और बाद में इसका उपयोग वैद्युत उत्पादन के लिए किया जा सकता है। परिणामी जल को पुनर्नवीनीकरण किया जाता है, जिससे जल की आवश्यकता कम हो जाती है। वैद्युतअपघटन चरण में, नाइट्रोजन ऑक्साइड को खत्म करने, आसन्न वैद्युत संयंत्र में शुद्ध ऑक्सीजन वातावरण में मीथेन दहन के लिए ऑक्सीजन संग्रहीत किया जाता है।

मीथेन के दहन से कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) और जल। सबेटियर प्रक्रिया को बढ़ावा देने के लिए कार्बन डाइऑक्साइड का पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है और आगे के वैद्युतअपघटन के लिए जल का पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है। मीथेन उत्पादन, भंडारण और दहन प्रतिक्रिया उत्पादों को पुन: चक्रित करता है।

CO2 ऊर्जा भंडारण वेक्टर के एक घटक के रूप में आर्थिक मूल्य है, न कि कार्बन को पकड़ने और भंडारण की लागत।

द्रव की ऊर्जा

पावर टू लिक्विड, वाष्प की ऊर्जा के समान है, अतिरिक्त इसके कि हाइड्रोजन को मेथनॉल या अमोनिया जैसे तरल पदार्थों में परिवर्तित किया जाता है। गैसों की तुलना में इन्हें संभालना आसान है, और हाइड्रोजन की तुलना में कम सुरक्षा सावधानियों की आवश्यकता होती है। उनका उपयोग विमान सहित परिवहन के लिए किया जा सकता है, परन्तु औद्योगिक उद्देश्यों या वैद्युत क्षेत्र में भी।[60]


जैव ईंधन

Main article: Biofuel

बायोडीजल, सीधे वनस्पति तेल, शराब ईंधन या बायोमास जैसे विभिन्न जैव ईंधन जीवाश्म ईंधन की जगह ले सकते हैं। विभिन्न रासायनिक प्रक्रियाएं कोयले, प्राकृतिक गैस, पौधों और जानवरों के बायोमास और जैविक कचरे में कार्बन और हाइड्रोजन को उपस्थित हाइड्रोकार्बन ईंधन के प्रतिस्थापन के रूप में उपयुक्त लघु हाइड्रोकार्बन में परिवर्तित कर सकती हैं। उदाहरण फिशर-ट्रॉप्स प्रक्रिया | फिशर-ट्रॉप्स डीजल, मेथनॉल, डाइमिथाइल ईथर और सिनगैस हैं। जर्मनी में द्वितीय विश्व युद्ध में इस डीजल स्रोत का व्यापक रूप से उपयोग किया गया था, जिसे कच्चे तेल की आपूर्ति तक सीमित पहुंच का सामना करना पड़ा था। दक्षिण अफ्रीका इसी तरह के कारणों से कोयले से देश के अधिकांश डीजल का उत्पादन करता है।[61]यूएस$35/बीबीएल से ऊपर दीर्घकालीन तेल की कीमत इतने बड़े पैमाने पर सिंथेटिक तरल ईंधन को किफायती बना सकती है।

एल्युमिनियम

एल्युमीनियम को कई शोधकर्ताओं द्वारा ऊर्जा भंडार के रूप में प्रस्तावित किया गया है। इसका विद्युत रासायनिक समकक्ष (8.04 एएच/सेमी3) लिथियम (2.06 एएच/सेमी3) की तुलना में लगभग चार गुना अधिक है।[62]हाइड्रोजन उत्पन्न करने के लिए जल के साथ प्रतिक्रिया करके एल्यूमीनियम से ऊर्जा निकाली जा सकती है।[63]हालाँकि, इसे पहले इसकी प्राकृतिक ऑक्साइड परत से अलग किया जाना चाहिए, एक प्रक्रिया जिसके लिए चूर्णीकरण की आवश्यकता होती है,[64]कास्टिक पदार्थों, या मिश्र धातुओं के साथ रासायनिक प्रतिक्रियाएँ।[53]हाइड्रोजन बनाने की प्रतिक्रिया का उपोत्पाद एल्यूमीनियम ऑक्साइड है, जिसे हॉल-हेरॉल्ट प्रक्रिया के साथ एल्यूमीनियम में पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है, जिससे प्रतिक्रिया सैद्धांतिक रूप से नवीकरणीय हो जाती है।[53]यदि हॉल-हेरोल्ट प्रक्रिया सौर या पवन ऊर्जा का उपयोग करके चलाई जाती है, तो एल्युमीनियम का उपयोग प्रत्यक्ष सौर वैद्युतअपघटन की तुलना में उच्च दक्षता पर उत्पादित ऊर्जा को संग्रहित करने के लिए किया जा सकता है।[65]


बोरॉन, सिलिकॉन, और जिंक

बोरॉन,[66]सिलिकॉन,[67]और जस्ता[68]ऊर्जा भंडारण समाधान के रूप में प्रस्तावित किया गया है।

अन्य रसायन

प्रकाश के संपर्क में आने पर जैविक यौगिक नोरबोर्नैडिएन quadricyclane में परिवर्तित हो जाता है, सौर ऊर्जा को रासायनिक बंधों की ऊर्जा के रूप में संग्रहीत करता है। स्वीडन में आणविक सौर तापीय प्रणाली के रूप में एक कार्य प्रणाली विकसित की गई है।[69]


विद्युत विधियाँ

संधारित्र

Main article: capacitor
File:Mylar-film oil-filled low-inductance capacitor 6.5 MFD @ 5000 VDC.jpg
डाई लेजर को संचालित करने के लिए आवश्यक उच्च-ऊर्जा (70 मेगावाट) और बहुत उच्च गति (1.2 माइक्रोसेकंड) अवतारण प्रदान करने के लिए इस माइलर-फिल्म, तेल से भरे संधारित्र में बहुत कम अधिष्ठापन और कम प्रतिरोध है।

एक संधारित्र (मूल रूप से 'कंडेनसर' के रूप में जाना जाता है) एक निष्क्रियता (इंजीनियरिंग) टर्मिनल (इलेक्ट्रॉनिक्स) है| दो-टर्मिनल इलेक्ट्रॉनिक घटक है जो ऊर्जा को इलेक्ट्रोस्टैटिक रूप से संग्रहीत करने के लिए उपयोग किया जाता है। व्यावहारिक कैपेसिटर व्यापक रूप से भिन्न होते हैं, परन्तु सभी में कम से कम दो विद्युत कंडक्टर (प्लेट) होते हैं जो एक ढांकता हुआ (यानी, इन्सुलेटर (वैद्युत)) से अलग होते हैं। एक संधारित्र अपने चार्जिंग सर्किट से डिस्कनेक्ट होने पर विद्युत ऊर्जा को संग्रहीत कर सकता है, इसलिए इसका उपयोग अस्थायी बैटरी (वैद्युत) या अन्य प्रकार के पुनःआवेशनीय ऊर्जा भंडारण प्रणालियों की तरह किया जा सकता है।[70]बैटरी परिवर्तित करने के पर्यंत वैद्युत की आपूर्ति बनाए रखने के लिए सामान्यतः कैपेसिटर का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में किया जाता है। (यह वाष्पशील मेमोरी में सूचना के हानि को रोकता है।) पारंपरिक कैपेसिटर प्रति किलोग्राम 360 जूल से कम प्रदान करते हैं, जबकि एक पारंपरिक क्षारीय बैटरी का घनत्व 590 kJ/kg होता है।

कैपेसिटर अपनी प्लेटों के मध्य एक विद्युत क्षेत्र में ऊर्जा का भंडारण करते हैं। कंडक्टरों में एक स्थितिज अंतर को देखते हुए (उदाहरण के लिए, जब एक संधारित्र बैटरी से जुड़ा होता है), एक विद्युत क्षेत्र ढांकता हुआ भर में विकसित होता है, जिससे सकारात्मक चार्ज (+ क्यू) एक प्लेट पर इकट्ठा होता है और नकारात्मक चार्ज (-Q) इकट्ठा होता है दूसरी प्लेट। यदि एक बैटरी एक संधारित्र से पर्याप्त समय के लिए जुड़ी हुई है, तो संधारित्र के माध्यम से कोई धारा प्रवाहित नहीं हो सकती है। हालाँकि, यदि संधारित्र के सिरों पर एक त्वरित या वैकल्पिक वोल्टेज लगाया जाता है, तो एक विस्थापन धारा प्रवाहित हो सकती है। कैपेसिटर प्लेट्स के अलावा, चार्ज को डाइवैद्युत लेयर में भी संग्रहीत किया जा सकता है।[71] धारिता को कंडक्टरों के मध्य एक संकरा अलगाव दिया जाता है और जब कंडक्टरों का सतह क्षेत्र बड़ा होता है। व्यवहार में, प्लेटों के मध्य ढांकता हुआ रिसाव (इलेक्ट्रॉनिक्स) की एक छोटी मात्रा का उत्सर्जन करता है और एक विद्युत क्षेत्र ऊर्जा सीमा होती है, जिसे वैद्युत की ख़राबी के रूप में जाना जाता है। हालांकि, हाई-वोल्टेज ब्रेकडाउन के बाद डाइवैद्युत की रिकवरी का प्रभाव नई पीढ़ी के सेल्फ-हीलिंग कैपेसिटर के लिए वादा करता है।[72][73] कंडक्टर और लेड (इलेक्ट्रॉनिक्स) अवांछित समतुल्य श्रृंखला अधिष्ठापन और समतुल्य श्रृंखला प्रतिरोध प्रस्तुत करते हैं।

शोध नैनोस्कोपिक स्केल कैपेसिटर के क्वांटम प्रभावों का आकलन कर रहा है[74] डिजिटल क्वांटम बैटरी के लिए।[75][76]


अतिचालकचुंबक विज्ञान

Main article: Superconducting magnetic energy storage

अतिचालक मैग्नेटिक ऊर्जा भंडारण (एसएमईएस) प्रणाली एक सुपरकंडक्टिविटी कॉइल में एकदिश धारा के प्रवाह द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र में ऊर्जा को संग्रहीत करता है जिसे सुपरकंडक्टिविटी # अतिचालक फेज ट्रांजिशन से नीचे के तापमान पर शीतला किया गया है। एक विशिष्ट एसएमईएस प्रणाली में एक अतिचालक प्रारंभ करनेवाला, पावर कंडीशनिंग प्रणाली और रेफ्रिजरेटर सम्मिलित हैं। एक बार अतिचालक कॉइल चार्ज हो जाने के बाद, करंट का क्षय नहीं होता है और चुंबकीय ऊर्जा को अनिश्चित काल तक संग्रहीत किया जा सकता है।[77]

संग्रहीत ऊर्जा को कॉइल अवतारण करके नेटवर्क में छोड़ा जा सकता है। संबद्ध इन्वर्टर/रेक्टीफायर प्रत्येक दिशा में लगभग 2-3% ऊर्जा हानि के लिए खाते हैं। ऊर्जा भंडारण के अन्य तरीकों की तुलना में एसएमईएस ऊर्जा भंडारण प्रक्रिया में कम से कम वैद्युत खो देता है। SMES प्रणाली 95% से अधिक राउंड-ट्रिप दक्षता प्रदान करते हैं।[78]

प्रशीतन की ऊर्जा आवश्यकताओं और अतिचालक तार की लागत के कारण, एसएमईएस का उपयोग छोटी अवधि के भंडारण जैसे कि वैद्युत की गुणवत्ता में सुधार के लिए किया जाता है। इसमें संजाल संतुलन में भी अनुप्रयोग हैं।[77]


अनुप्रयोग

मिल्स

औद्योगिक क्रांति से पहले क्लासिक आवेदन अनाज प्रसंस्करण या वैद्युत मशीनरी के लिए जल मिलों को चलाने के लिए जलमार्गों का नियंत्रण था। जलाशयों और बांधों की जटिल प्रणालियों का निर्माण आवश्यकता पड़ने पर जल (और इसमें निहित स्थितिज ऊर्जा) को संग्रहित करने और छोड़ने के लिए किया गया था।[79]


घर

Main article: Home energy storage

नवीकरणीय ऊर्जा (विशेष रूप से फोटोवोल्टिक) के वितरित उत्पादन के बढ़ते महत्व और इमारतों में ऊर्जा की खपत के महत्वपूर्ण हिस्से को देखते हुए घरेलू ऊर्जा भंडारण के तेजी से सामान्य होने की उम्मीद है।[80]फोटोवोल्टिक से लैस घर में 40% की आत्मनिर्भरता को पार करने के लिए ऊर्जा भंडारण की आवश्यकता होती है।[80]कई निर्माता ऊर्जा भंडारण के लिए पुनःआवेशनीय बैटरी प्रणाली का उत्पादन करते हैं, सामान्यतः घरेलू सौर या पवन उत्पादन से अधिशेष ऊर्जा रखने के लिए। आज, घरेलू ऊर्जा भंडारण के लिए, ली-आयन बैटरियों को लेड-अम्ल बैटरियों की तुलना में उनकी समान लागत परन्तु बेहतर प्रदर्शन के लिए बेहतर माना जाता है।[81] टेस्ला चालक्स टेस्ला पावरवॉल के दो मॉडल बनाती है। एक बैकअप अनुप्रयोगों के लिए 10 kWh साप्ताहिक चक्र संस्करण है और दूसरा दैनिक चक्र अनुप्रयोगों के लिए 7 kWh संस्करण है।[82] 2016 में, टेस्ला पॉवरपैक 2 के एक सीमित संस्करण की लागत $398(US)/kWh थी, जिसकी कीमत 12.5 सेंट/kWh (US औसत संजाल मूल्य) की वैद्युत को संग्रहीत करने के लिए थी, जिससे एक सकारात्मक Tesla Powerwall#निवेश गणना पर रिटर्न संदिग्ध हो गया, जब तक कि वैद्युत की कीमतें 30 से अधिक न हों। सेंट/kWh.[83] रोज़वाटर ऊर्जा ऊर्जा एंड भंडारण प्रणाली के दो मॉडल, हब 120 का उत्पादन करती है[84] और एसबी 20।[85] दोनों संस्करण 28.8 kWh आउटपुट प्रदान करते हैं, जिससे यह बड़े घरों या हल्के वाणिज्यिक परिसरों को चलाने में सक्षम होता है, और कस्टम इंस्टॉलेशन की सुरक्षा करता है। प्रणाली एक प्रणाली में पाँच प्रमुख तत्व प्रदान करता है, जिसमें स्वच्छ 60 Hz साइन वेव, शून्य स्थानांतरण समय, औद्योगिक-ग्रेड सर्ज सुरक्षा, नवीकरणीय ऊर्जा संजाल सेल-बैक (वैकल्पिक), और बैटरी बैकअप प्रदान करना सम्मिलित है।[86][87] Enphase Energy ने एक एकीकृत प्रणाली की घोषणा की जो घरेलू उपयोगकर्ताओं को वैद्युत का भंडारण, निगरानी और प्रबंधन करने की अनुमति देती है। प्रणाली 1.2 kWh ऊर्जा और 275W/500W पावर आउटपुट संग्रहीत करता है।[88] ऊष्मीय ऊर्जा भंडारण का उपयोग करते हुए पवन या सौर ऊर्जा का भंडारण हालांकि कम लचीला है, बैटरी की तुलना में काफी सस्ता है। एक साधारण 52-गैलन वैद्युत वॉटर हीटर गर्म जल या स्पेसऊष्मण के पूरक के लिए लगभग 12 kWh ऊर्जा संग्रहीत कर सकता है।[89] शुद्ध रूप से वित्तीय उद्देश्यों के लिए उन क्षेत्रों में जहां निर्धारित पैमाइश उपलब्ध है, घर से उत्पन्न वैद्युत को संजाल-टाई इन्वर्टर के माध्यम से भंडारण के लिए बैटरी के उपयोग के बिना संजाल को बेचा जा सकता है।

संजाल वैद्युत और वैद्युत स्टेशन

Main articles: Grid energy storage and Battery storage power station


अक्षय ऊर्जा

File:Abengoa Solar (7336087392).jpg
[90] ताकि सूरज ढलने के बाद वैद्युत उत्पन्न की जा सके और मांग को पूर्ण करने के लिए उत्पादन निर्धारित किया जा सके।[91] 280 मेगावाट सोलाना जनरेटिंग स्टेशन को छह घंटे का भंडारण प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह संयंत्र को एक वर्ष के पर्यंत अपनी निर्धारित क्षमता का लगभग 38% उत्पादन करने की अनुमति देता है।[92]
File:Andasol 3.jpg
स्पेन में नवीकरणीय ऊर्जा में 150 मेगावाट का अंडासोल सौर ऊर्जा स्टेशन एक परवलयिक गर्त सौर तापीय ऊर्जा संयंत्र है जो तापीय ऊर्जा भंडारण#पिघली हुई लवण प्रौद्योगिकी में ऊर्जा का भंडारण करता है ताकि जब सूरज चमक न रहा हो तो यह वैद्युत उत्पन्न करना जारी रख सके।[93]

जलविद्युत बांधों द्वारा अक्षय ऊर्जा का सबसे बड़ा स्रोत और सबसे बड़ा भंडार प्रदान किया जाता है। बांध के पीछे एक बड़ा जलाशय सूखे और गीले मौसम के मध्य नदी के वार्षिक प्रवाह को औसत करने के लिए पर्याप्त जल जमा कर सकता है। एक बहुत बड़ा जलाशय सूखे और गीले वर्षों के मध्य नदी के प्रवाह को औसत करने के लिए पर्याप्त जल जमा कर सकता है। जबकि एक जलविद्युत बांध सीधे आंतरायिक स्रोतों से ऊर्जा का भंडारण नहीं करता है, यह अपने उत्पादन को कम करके और सौर या पवन द्वारा वैद्युत उत्पन्न होने पर अपने जल को बनाए रखते हुए संजाल को संतुलित करता है। यदि पवन या सौर उत्पादन क्षेत्र की जलविद्युत क्षमता से अधिक है, तो ऊर्जा के कुछ अतिरिक्त स्रोत की आवश्यकता होती है।

कई नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत (विशेष रूप से सौर और पवन) परिवर्तनीय नवीकरणीय ऊर्जा का उत्पादन करते हैं।[94]भंडारण प्रणाली आपूर्ति और मांग के मध्य असंतुलन को दूर कर सकते हैं जो इसका कारण बनता है। वैद्युत का उपयोग किया जाना चाहिए क्योंकि यह उत्पन्न होती है या तुरंत संग्रहणीय रूपों में परिवर्तित हो जाती है।[95]

विद्युत संजाल भंडारण की मुख्य विधि पंपित-भंडारण जलविद्युत है। दुनिया के क्षेत्रों जैसे नॉर्वे, वेल्स, जापान और अमेरिका ने जलाशयों के लिए उन्नत भौगोलिक विशेषताओं का उपयोग किया है, उन्हें भरने के लिए विद्युत चालित पंपितों का उपयोग किया है। जरूरत पड़ने पर जल जनित्र से गुजरता है और गिरते जल की गुरुत्वाकर्षण क्षमता को वैद्युत में बदल देता है।[94]नॉर्वे में पंपित भंडारण, जो लगभग सभी वैद्युत हाइड्रो से प्राप्त करता है, की वर्तमान में 1.4 GW की क्षमता है, परन्तु चूंकि कुल स्थापित क्षमता लगभग 32 GW है और इसका 75% नियमित है, इसे महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाया जा सकता है।[96] भंडारण के कुछ प्रकार जो वैद्युत का उत्पादन करते हैं उनमें पंपित-भंडारण जलविद्युत बांध, पुनःआवेशनीय बैटरी, ऊष्मीय ऊर्जा भंडारण सम्मिलित हैं जिसमें पिघला हुआ लवण ऊष्मा भंडारण सम्मिलित है जो कुशलता से बड़ी मात्रा में ऊष्मा ऊर्जा को संग्रहीत और रिलीज कर सकता है,[97]और संपीड़ित वायु ऊर्जा भंडारण, गतिपालक चक्र ऊर्जा भंडारण, निम्नतापीय ऊर्जा भंडारण और अतिचालक चुंबकीय ऊर्जा भंडारण।

अधिशेष ऊर्जा को प्राकृतिक गैस नेटवर्क में स्टॉकेज के साथ वैद्युत से गैस (सबेटियर प्रक्रिया) में भी परिवर्तित किया जा सकता है।[98][99]

2011 में, नॉर्थवेस्टर्न संयुक्त राज्य में बोनविले पावर एडमिनिस्ट्रेशन ने रात में या तूफानी अवधि के पर्यंत उत्पन्न होने वाली अतिरिक्त वायु और जल विद्युत को अवशोषित करने के लिए एक प्रायोगिक कार्यक्रम बनाया, जो तेज वायुओं के साथ होता है। केंद्रीय नियंत्रण के तहत, घरेलू उपकरण भंडारण हीटर में सिरेमिक ईंटों को सैकड़ों डिग्री तक गर्म करके और संशोधित भंडारण वॉटर हीटर के तापमान को बढ़ाकर अधिशेष ऊर्जा को अवशोषित करते हैं। चार्ज करने के बाद, उपकरण आवश्यकतानुसार घरेलू ताप और गर्म जल प्रदान करते हैं। प्रायोगिक प्रणाली को 2010 के एक गंभीर तूफान के परिणामस्वरूप बनाया गया था, जिसने नवीकरणीय ऊर्जा को इस हद तक बढ़ा दिया था कि सभी पारंपरिक वैद्युत स्रोतों को बंद कर दिया गया था, या परमाणु ऊर्जा संयंत्र के मामले में, अपने न्यूनतम संभव परिचालन स्तर तक कम कर दिया गया था, जिससे एक बड़ा हिस्सा निकल गया। क्षेत्र लगभग पूरी तरह से अक्षय ऊर्जा पर चल रहा है।[100][101]

संयुक्त राज्य अमेरिका में पूर्व में सौर परियोजना और स्पेन में जेमासोलर थर्मोसोलर प्लांट में उपयोग की जाने वाली एक और उन्नत विधि ऊष्मीय ऊर्जा भंडारण # पिघली हुई लवण प्रौद्योगिकी का उपयोग सूर्य से प्राप्त ऊष्मीय ऊर्जा को संग्रहीत करने के लिए करती है और फिर इसे परिवर्तित करती है और इसे विद्युत ऊर्जा के रूप में भेजती है। प्रणाली पिघले हुए लवण को एक टॉवर या अन्य विशेष नाली के माध्यम से सूर्य द्वारा गर्म करने के लिए पंपित करती है। इंसुलेटेड टैंक समाधान को संग्रहीत करते हैं। जल को भाप में बदलकर वैद्युत उत्पन्न की जाती है जिसे टर्बाइनों में डाला जाता है।

21वीं सदी की शुरुआत से ही बैटरियों को यूटिलिटी स्केल लोड-लेवलिंग और यूटिलिटी फ्रीक्वेंसी क्षमताओं पर लागू किया गया है।[94]

वाहन-से-संजाल भंडारण में, वैद्युत के वाहन जो ऊर्जा संजाल में प्लग किए जाते हैं, जरूरत पड़ने पर अपनी बैटरी से संग्रहीत विद्युत ऊर्जा को संजाल में पहुंचा सकते हैं।

वातानुकूलक

Main article: Ice storage air conditioning

ऊष्मीय ऊर्जा भंडारण (TES) का उपयोग वातानुकूलन के लिए किया जा सकता है।[102]यह एकल बड़ी इमारतों और/या छोटे भवनों के समूहों को शीतला करने के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। चरम विद्युत भार में वाणिज्यिक वातानुकूलक प्रणाली का सबसे बड़ा योगदान है। 2009 में, 35 से अधिक देशों में 3,300 से अधिक भवनों में ऊष्मीय भंडारण का उपयोग किया गया था। यह रात में सामग्री को शीतला करके और गर्म दिन के समय शीतला करने के लिए शीतला सामग्री का उपयोग करके कार्य करता है।[97]

सबसे लोकप्रिय प्रौद्योगिकी ऊष्मीय ऊर्जा भंडारण # वातानुकूलक है, जिसमें जल की तुलना में कम जगह की आवश्यकता होती है और यह ईंधन कोशिकाओं या गतिपालक चक्र से सस्ता है। इस एप्लिकेशन में, हिम के ढेर का उत्पादन करने के लिए रात में एक मानक चिलर चलता है। जल दिन के पर्यंत ढेर के माध्यम से जल को शीतला करने के लिए प्रसारित होता है जो सामान्यतः चिलर का दिन का उत्पादन होता है।

एक आंशिक भंडारण प्रणाली दिन में लगभग 24 घंटे चिलर चलाकर पूंजी निवेश को कम करती है। रात में, वे भंडारण के लिए हिम का उत्पादन करते हैं और दिन के पर्यंत वे जल को शीतला करते हैं। पिघलने वाली हिम के माध्यम से बहने वाला जल शीतले जल के उत्पादन को बढ़ाता है। इस तरह की प्रणाली दिन में 16 से 18 घंटे हिम बनाती है और दिन में छह घंटे हिम को पिघलाती है। पूंजीगत व्यय कम हो जाता है क्योंकि चिलर पारंपरिक, नो-भंडारण डिज़ाइन के लिए आवश्यक आकार का केवल 40% - 50% हो सकता है। आधे दिन की उपलब्ध ऊष्मा को संग्रहित करने के लिए पर्याप्त भंडारण सामान्यतः पर्याप्त होता है।

पीक लोड घंटों के पर्यंत एक पूर्ण भंडारण प्रणाली चिलर को बंद कर देती है। पूंजीगत लागत अधिक होती है, क्योंकि ऐसी प्रणाली के लिए बड़े चिलर और बड़े हिम भंडारण प्रणाली की आवश्यकता होती है।

इस हिम का उत्पादन तब होता है जब विद्युत उपयोगिता दर कम होती है।[103]ऑफ-पीक कूलिंग प्रणाली ऊर्जा लागत को कम कर सकते हैं। यू.एस. ग्रीन बिल्डिंग काउंसिल ने कम पर्यावरणीय प्रभाव वाली इमारतों के प्रारुप को प्रोत्साहित करने के लिए ऊर्जा और पर्यावरण डिज़ाइन में नेतृत्व (LEED) कार्यक्रम विकसित किया है। ऑफ-पीक कूलिंग LEED सर्टिफिकेशन की दिशा में मदद कर सकता है।[104] शीतला करने की तुलना मेंऊष्मण के लिए ऊष्मीय भंडारण कम आम है। ऊष्मीय भंडारण का एक उदाहरण रात मेंऊष्मण के लिए उपयोग की जाने वाली सौर ऊष्मा का भंडारण है।

प्रौद्योगिकीी चरण-परिवर्तन सामग्री (पीसीएम) में छिपी हुई ऊष्मा को भी संग्रहित किया जा सकता है। इन्हें कमरे के तापमान को मध्यम करने के लिए दीवार और छत के पैनलों में समझाया जा सकता है।

परिवहन

तरल हाइड्रोकार्बन ईंधन परिवहन में उपयोग के लिए ऊर्जा भंडारण का सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला रूप है, इसके बाद बैटरी वैद्युत वाहनों और हाइब्रिड वैद्युत वाहनों का उपयोग बढ़ रहा है। अन्य ऊर्जा वाहक जैसे हाइड्रोजन का उपयोग ग्रीनहाउस गैसों के उत्पादन से बचने के लिए किया जा सकता है।

ट्राम और ट्रॉलीबस जैसी सार्वजनिक परिवहन प्रणालियों में वैद्युत की आवश्यकता होती है, परन्तु उनकी आवाजाही में परिवर्तनशीलता के कारण, नवीकरणीय ऊर्जा के माध्यम से वैद्युत की स्थिर आपूर्ति चुनौतीपूर्ण होती है। इमारतों की छतों पर स्थापित फोटोवोल्टिक प्रणालियों का उपयोग उस अवधि के पर्यंत सार्वजनिक परिवहन प्रणालियों को वैद्युत देने के लिए किया जा सकता है जब वैद्युत की मांग बढ़ जाती है और ऊर्जा के अन्य रूपों तक पहुंच सरलता से उपलब्ध नहीं होती है।[105] परिवहन प्रणाली में आगामी बदलाव भी सम्मिलित हैं उदा। फेरी और वायुई जहाज, जहां एक दिलचस्प विकल्प के रूप में वैद्युत की आपूर्ति की जांच की जाती है।[106]


इलेक्ट्रॉनिक्स

प्रत्यावर्ती धारा को पारित करने की अनुमति देते हुए प्रत्यक्ष धारा को अवरुद्ध करने के लिए विद्युत सर्किट में कैपेसिटर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। एनालॉग फिल्टर नेटवर्क में, वे वैद्युत आपूर्ति के आउटपुट को सुचारू करते हैं। एलसी सर्किट में वे रेडियो को विशेष आवृत्ति पर ट्यून करते हैं। विद्युत ऊर्जा संचरण प्रणाली में वे वोल्टेज और पावर फ्लो को स्थिर करते हैं।[107]


मामलों का प्रयोग करें

Main article: अमेरिकी ऊर्जा विभाग अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा भंडारण डेटाबेस

अमेरिकी ऊर्जा विभाग अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा भंडारण डेटाबेस (IESDB), यूनाइटेड स्टेट्स डिपार्टमेंट ऑफ़ ऊर्जा ऑफिस ऑफ़ इलेक्ट्रिसिटी और सैंडिया नेशनल लैब्स द्वारा वित्त पोषित ऊर्जा भंडारण परियोजनाओं और नीतियों का एक फ्री-एक्सेस डेटाबेस है।[108]


क्षमता

भंडारण क्षमता ऊर्जा भंडारण उपकरण या प्रणाली से निकाली गई ऊर्जा की मात्रा है; सामान्यतः जूल या किलोवाट घंटे | किलोवाट-घंटे और उनके गुणकों में मापा जाता है, यह पावर प्लांट नेमप्लेट क्षमता पर वैद्युत उत्पादन के घंटों की संख्या में दिया जा सकता है; जब भंडारण प्राथमिक प्रकार (यानी, ऊष्मीय या पंपित-जल) का होता है, तो आउटपुट केवल पावर प्लांट एम्बेडेड भंडारण प्रणाली के साथ ही प्राप्त होता है।[109][110]


अर्थशास्त्र

ऊर्जा भंडारण का अर्थशास्त्र कड़ाई से अनुरोधित आरक्षित सेवा पर निर्भर करता है, और कई अनिश्चितता कारक ऊर्जा भंडारण की लाभप्रदता को प्रभावित करते हैं। इसलिए, प्रत्येक भंडारण विधि प्रौद्योगिकीी और आर्थिक रूप से कई MWh के भंडारण के लिए उपयुक्त नहीं है, और ऊर्जा भंडारण का इष्टतम आकार बाजार और स्थान पर निर्भर है।[111] इसके अलावा, ESS कई जोखिमों से प्रभावित होता है, उदाहरण:Cite error: Closing </ref> missing for <ref> tag पंपित-भंडारण जलविद्युत विश्व स्तर पर उपयोग की जाने वाली अब तक की सबसे बड़ी भंडारण प्रौद्योगिकी है।[112] हालाँकि, पारंपरिक पंपित-हाइड्रो भंडारण का उपयोग सीमित है क्योंकि इसके लिए ऊंचाई के अंतर वाले इलाके की आवश्यकता होती है और इसमें बहुत अधिक सतही ऊर्जा घनत्व भी होता है।[113] उपयुक्त प्राकृतिक भूगोल के बिना स्थानों में, भूमिगत पंपित-हाइड्रो भंडारण का भी उपयोग किया जा सकता है।[114] उच्च लागत और सीमित जीवन अभी भी बैटरी को डिस्पैचेबल पीढ़ी के लिए एक कमजोर विकल्प बनाते हैं, और दिनों, हफ्तों या महीनों तक चलने वाले परिवर्तनीय नवीकरणीय ऊर्जा अंतराल को कवर करने में असमर्थ हैं। उच्च VRE शेयर वाले संजाल मॉडल में, भंडारण की अत्यधिक लागत पूरे संजाल की लागत पर हावी हो जाती है - उदाहरण के लिए, केवल कैलिफोर्निया में VRE के 80% हिस्से के लिए 9.6 TWh संग्रहण की आवश्यकता होगी, परन्तु 100% के लिए 36.3 TWh की आवश्यकता होगी। 2018 तक राज्य में केवल 150 GWh भंडारण था, मुख्य रूप से पंपित भंडारण में और बैटरी में एक छोटा अंश। एक अन्य अध्ययन के अनुसार, वीआरई से 80% अमेरिकी मांग की आपूर्ति के लिए पूरे देश को कवर करने वाले एक स्मार्ट संजाल या 12 घंटे के लिए पूरे प्रणाली की आपूर्ति करने में सक्षम बैटरी भंडारण की आवश्यकता होगी, दोनों की अनुमानित लागत $2.5 ट्रिलियन होगी।[115][116] इसी तरह, कई अध्ययनों में पाया गया है कि केवल वीआरई और ऊर्जा भंडारण पर भरोसा करने से तुलनीय प्रणाली की तुलना में लगभग 30-50% अधिक लागत आएगी जो वीआरई को परमाणु ऊर्जा संयंत्र या संयंत्रों को ऊर्जा भंडारण के बजाय कार्बन कैप्चर और भंडारण के साथ जोड़ती है।[117][118]


अनुसंधान

जर्मनी

जर्मन ऊर्जा भंडारण एसोसिएशन के एक प्रतिनिधि के अनुसार, 2013 में, जर्मन संघीय सरकार ने अनुसंधान के लिए €200M (लगभग US$270M) आवंटित किया, और आवासीय रूफटॉप सौर पैनलों में बैटरी भंडारण को सब्सिडी देने के लिए एक और €50M आवंटित किया।[119]

Siemens ने 2015 में Zentrum für Sonnnenergie und Wasserstoff (ZSW, जर्मन सेंटर फॉर सोलर ऊर्जा एंड हाइड्रोजन रिसर्च इन द बाडेन-वुर्टेमबर्ग। स्टेट ऑफ़ बाडेन-वुर्टेमबर्ग) में एक उत्पादन-अनुसंधान संयंत्र प्रारम्भ किया, जो स्टटगार्ट में एक विश्वविद्यालय/उद्योग सहयोग है। , उल्म और विडरस्टॉल, लगभग 350 वैज्ञानिकों, शोधकर्ताओं, इंजीनियरों और तकनीशियनों द्वारा कार्यरत हैं। संयंत्र एक कम्प्यूटरीकृत स्काडा (एससीएडीए) प्रणाली का उपयोग करके नई निकट-उत्पादन निर्माण सामग्री और प्रक्रियाएं (एनपीएमएम एंड पी) विकसित करता है। इसका उद्देश्य बढ़ी हुई गुणवत्ता और कम लागत के साथ पुनःआवेशनीय बैटरी उत्पादन के विस्तार को सक्षम करना है।[120][121]


संयुक्त राज्य

2014 में, ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकियों के मूल्यांकन के लिए अनुसंधान और परीक्षण केंद्र खोले गए। उनमें विस्कॉन्सिन राज्य के मैडिसन में विस्कॉन्सिन विश्वविद्यालय में उन्नत प्रणाली परीक्षण प्रयोगशाला थी, जिसने बैटरी निर्माता जॉनसन नियंत्रण के साथ भागीदारी की थी।[122]प्रयोगशाला को विश्वविद्यालय के नए खोले गए विस्कॉन्सिन ऊर्जा संस्थानों के भागो के रूप में बनाया गया था। उनके लक्ष्यों में संजाल पूरक के रूप में उनके उपयोग सहित अत्याधुनिक और आगामी पीढ़ी के वैद्युत वाहन बैटरी का मूल्यांकन सम्मिलित है।[122]

न्यूयॉर्क (राज्य) ने रोचेस्टर, न्यूयॉर्क में ईस्टमैन व्यवसायी उद्यान में अपने न्यूयॉर्क बैटरी और ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी (NY-BEST) परीक्षण और व्यावसायीकरण केंद्र का अनावरण किया, इसकी लगभग 1,700 m2 प्रयोगशाला के लिए $23 मिलियन की लागत से अनावरण किया गया। भविष्य ऊर्जा केंद्र प्रणाली, इथाका, न्यूयॉर्क के कॉर्नेल विश्वविद्यालय और ट्रॉय, न्यूयॉर्क में रेंससेलर बहुशिल्प विज्ञान संस्थान के मध्य एक सहयोग सम्मिलित है। NY-BEST वाणिज्यिक उपयोग के उद्देश्य से विभिन्न प्रकार के ऊर्जा भंडारण का परीक्षण, सत्यापन और स्वतंत्र रूप से प्रमाणित करता है।[123]

27 सितंबर, 2017 को मिनेसोटा के सीनेटर अल फ्रैंक और न्यू मैक्सिको के मार्टिन हेनरिक ने एडवांसिंग संजाल भंडारण एक्ट (AGSA) प्रस्तुत किया, जो संयुक्त राज्य अमेरिका में ऊर्जा भंडारण को प्रोत्साहित करने के लिए अनुसंधान, प्रौद्योगिकीी सहायता और अनुदान में $1 बिलियन से अधिक समर्पित करेगा।[124]

उच्च परिवर्तनीय नवीकरणीय ऊर्जा शेयर वाले संजाल मॉडल में, भंडारण की अत्यधिक लागत पूरे संजाल की लागत पर हावी हो जाती है - उदाहरण के लिए, अकेले कैलिफ़ोर्निया में VRE के 80% हिस्से के लिए 9.6 TWh भंडारण की आवश्यकता होगी, परन्तु 100% के लिए 36.3 TWh की आवश्यकता होगी। एक अन्य अध्ययन के अनुसार, वीआरई से 80% अमेरिकी मांग की आपूर्ति के लिए पूरे देश को कवर करने वाले एक स्मार्ट संजाल या 12 घंटे के लिए पूरे प्रणाली की आपूर्ति करने में सक्षम बैटरी भंडारण की आवश्यकता होगी, दोनों की अनुमानित लागत $2.5 ट्रिलियन होगी।[115][116]


यूनाइटेड किंगडम

यूनाइटेड किंगडम में, लगभग 14 उद्योग और सरकारी संस्थाओं ने मई 2014 में ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी अनुसंधान और विकास के समन्वय में सहायता के लिए सुपरजेन ऊर्जा भंडारण हब बनाने के लिए सात ब्रिटिश विश्वविद्यालयों के साथ गठबंधन किया।[125][126]


यह भी देखें


संदर्भ

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अग्रिम पठन

Journals and papers

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