नई ऊर्जा भंडारण प्रणालियों का वर्गीकरण

2. यांत्रिक ऊर्जा भंडारण
यांत्रिक ऊर्जा भंडारण में मुख्य रूप से संपीड़ित वायु ऊर्जा भंडारण और फ्लाईव्हील ऊर्जा भंडारण शामिल हैं।

संपीड़ित वायु ऊर्जा भंडारण (CAES): CAES कम मांग वाले समय में अतिरिक्त बिजली का उपयोग करके हवा को संपीड़ित करता है, जिसे संग्रहित किया जाता है और बाद में मांग बढ़ने वाले समय में गैस टरबाइन को चलाकर बिजली उत्पन्न करने के लिए छोड़ा जाता है। CAES अपनी पीक-शेविंग क्षमताओं के कारण पवन फार्म जैसे बड़े पैमाने के अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है, लेकिन इसके लिए विशिष्ट भौगोलिक परिस्थितियों की आवश्यकता होती है।

फ्लाईव्हील ऊर्जा भंडारण: इस विधि में निर्वात में रखे रोटर को गति देने के लिए विद्युत ऊर्जा का उपयोग किया जाता है, जिससे विद्युत ऊर्जा गतिज ऊर्जा में परिवर्तित होकर संग्रहित हो जाती है। फ्लाईव्हील ऊर्जा भंडारण की विशेषता कम समय तक ऊर्जा का प्रवाह होना और कम क्षमता होना है, जो इसे निर्बाध विद्युत आपूर्ति (यूपीएस) और आवृत्ति विनियमन जैसे अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाती है। हालांकि, इसकी ऊर्जा घनत्व अपेक्षाकृत कम है, जो केवल कुछ सेकंड से लेकर कुछ मिनटों तक ही बिजली बनाए रख सकती है।

3. विद्युत रासायनिक ऊर्जा भंडारण
विद्युत रासायनिक ऊर्जा भंडारण एक प्रमुख क्षेत्र है जिसमें विभिन्न प्रकार की बैटरियां शामिल हैं:

लिथियम-आयन बैटरियां: सबसे परिपक्व और व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली इलेक्ट्रोकेमिकल स्टोरेज तकनीक, जो वर्तमान में बड़े पैमाने पर उत्पादन में है और सबसे तेजी से विकास और उच्चतम बाजार हिस्सेदारी रखती है।

लेड-एसिड बैटरी: इन बैटरियों में इलेक्ट्रोड मुख्य रूप से लेड और उसके ऑक्साइड से बने होते हैं और इनमें सल्फ्यूरिक एसिड इलेक्ट्रोलाइट होता है। ये एक विकसित तकनीक हैं जिनका प्रदर्शन स्थिर होता है, लेकिन इनमें चार्जिंग में लंबा समय लगता है, ये अधिक प्रदूषण फैलाती हैं और इनका जीवनकाल कम होता है।

फ्लो बैटरियां: अभी प्रदर्शन अनुप्रयोग चरण में मौजूद, फ्लो बैटरियों को उनके इलेक्ट्रोलाइट सिस्टम के आधार पर वैनेडियम रेडॉक्स फ्लो बैटरियों, जिंक-आयरन फ्लो बैटरियों, जिंक-ब्रोमीन फ्लो बैटरियों और आयरन-क्रोमियम फ्लो बैटरियों में वर्गीकृत किया जा सकता है। वैनेडियम रेडॉक्स फ्लो बैटरियां सबसे अधिक व्यावसायिक रूप से उपयोग में हैं, जबकि अन्य बैटरियां औद्योगीकरण की ओर तेजी से बढ़ रही हैं।

सोडियम-आयन बैटरियां: ये बैटरियां चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के लिए एनोड और कैथोड के बीच सोडियम आयनों के अंतर्संयोजन और निष्कासन का उपयोग करती हैं। सोडियम-आयन तकनीक अभी भी प्रायोगिक अवस्था में है और इस पर आगे शोध और परीक्षण जारी हैं।

4. विद्युतचुंबकीय ऊर्जा भंडारण
विद्युतचुंबकीय ऊर्जा भंडारण में सुपरकंडक्टिंग चुंबकीय ऊर्जा भंडारण (एसएमईएस) और सुपरकैपेसिटर ऊर्जा भंडारण शामिल हैं, जो तीव्र निर्वहन और उच्च शक्ति की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं।

अतिचालक चुंबकीय ऊर्जा भंडारण (एसएमईएस): यह विद्युत ऊर्जा को चुंबकीय क्षेत्र में संग्रहित करता है, जिसमें तीव्र आवेशन/अस्वीकरण क्षमता और उच्च शक्ति घनत्व होता है। कम तापमान और उच्च तापमान वाले एसएमईएस उत्पाद व्यावसायिक रूप से उपलब्ध होने के बावजूद, अतिचालक पदार्थों की उच्च लागत और जटिल रखरखाव के कारण विद्युत ग्रिड में इनका अनुप्रयोग सीमित है, जिसके चलते ये अभी भी प्रायोगिक चरण में हैं।

सुपरकैपेसिटर: ये विद्युतस्थैतिक सिद्धांतों का उपयोग करके विद्युत ऊर्जा को संग्रहित करते हैं, लेकिन इनमें प्रयुक्त परावैद्युत पदार्थ की वोल्टेज सहनशीलता कम होती है। अतः, सुपरकैपेसिटर की ऊर्जा भंडारण क्षमता सीमित होती है, ऊर्जा घनत्व कम होता है और निवेश लागत अधिक होती है।

5. रासायनिक ऊर्जा भंडारण
रासायनिक ऊर्जा भंडारण मुख्य रूप से हाइड्रोजन भंडारण प्रौद्योगिकियों को संदर्भित करता है। ये प्रौद्योगिकियां विद्युत अपघटन द्वारा रुक-रुक कर मिलने वाली या अतिरिक्त बिजली को हाइड्रोजन में परिवर्तित करके संग्रहित करती हैं, जिसे आवश्यकता पड़ने पर ईंधन सेल या अन्य उत्पादन उपकरणों का उपयोग करके वापस विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है।

पोलारिस द्वारा प्रकाशित "हाइड्रोजन ऊर्जा भंडारण पीक शेविंग स्टेशनों के विकास पथ अनुसंधान" के अनुसार, हाइड्रोजन ईंधन सेल प्रणालियों की वर्तमान विद्युत उत्पादन दक्षता लगभग 45% है। जल विद्युत अपघटन के दौरान होने वाली ऊर्जा हानि को ध्यान में रखते हुए, हाइड्रोजन भंडारण विद्युत उत्पादन की समग्र प्रणाली दक्षता लगभग 35% है। ऊर्जा रूपांतरण दक्षता में सुधार एक महत्वपूर्ण चुनौती है, और हाइड्रोजन ऊर्जा भंडारण के बड़े पैमाने पर औद्योगिक विकास में काफी समय लगेगा।