Technologie voor opslag van elektrische energie

Er zijn drie hoofdtypen technologieën voor de opslag van elektrische energie die in de industrie worden toegepast, namelijk de technologie voor de opslag van hydraulische energie, de technologie voor de opslag van energie met perslucht en de technologie voor de opslag van vliegwielenergie. Technologie voor hydraulische energieopslag is de oudste, technisch meest volwassen en gecommercialiseerde technologie met de grootste uitrustingscapaciteit. Er zijn ongeveer 500 waterkrachtcentrales in de wereld, waarvan er 35 een capaciteit hebben van meer dan 1000MW. Hydraulische energieopslagsystemen hebben over het algemeen twee grote wateropslagreservoirs, één op een lagere positie en de andere op een hoger gelegen positie. Tijdens perioden met een laag elektriciteitsverbruik wordt water van lagere reservoirs naar hogere reservoirs gestuurd voor opslag. Wanneer elektrische energie nodig is, kan de potentiële energie van de waterstroom op hoog niveau worden gebruikt om de hydro-elektrische generator aan te drijven om elektriciteit op te wekken.
Energieopslag met perslucht is bedoeld om lucht onder druk te zetten en te transporteren naar ondergrondse zoutmijnen, verlaten steenmijnen, ondergrondse waterreservoirs, enz. tijdens perioden met een laag energieverbruik. Wanneer de elektrische belasting groot is, kan de perslucht met brandstof worden verbrand om gas onder hoge temperatuur en hoge druk te produceren, dat de gasturbine aandrijft om werk te doen en elektrische energie op te wekken. De capaciteit van de toegepaste eenheidsapparatuur heeft enkele honderden megawatts bereikt. De Duitse elektriciteitscentrale Fendorf, met een geïnstalleerd vermogen van 290 MW, werd bijvoorbeeld in 1980 in gebruik genomen.
Energieopwekkingstechnologie met vliegwielenergie is een nieuwe technologie die is aangesloten op het elektriciteitsnet om de omzetting van elektrische energie te realiseren. Het vliegwiel-energieopslagsysteem voor energieopwekking wordt weergegeven in figuur 1.12. Het systeem bestaat voornamelijk uit motoren, vliegwielen, vermogenselektronische omvormers en andere apparatuur. Het basisprincipe van vliegwielenergieopslag is het omzetten van de elektrische energie in het aandrijfsysteem in de kinetische energie van de vliegwielbeweging onder overvloedige stroomomstandigheden. Wanneer het energiesysteem onvoldoende vermogen heeft, wordt de kinetische energie van de vliegwielbeweging omgezet in elektrische energie voor gebruik door stroomgebruikers. Vergeleken met andere energieopslagtechnologieën heeft de vliegwielenergieopslagtechnologie de voordelen van een hoog rendement (80% tot 90%), lage kosten, geen vervuiling, snelle energieopslag en betrouwbare technologie. Het heeft de aandacht getrokken van onderzoekers in Japan, de Verenigde Staten en Duitsland. De Japanse Okinawa Electric Power Company ontwikkelde bijvoorbeeld een 210MJ vliegwiel-energieopslagsysteem; Duitsland ontwikkelde in 1996 een supergeleidende krachtcentrale voor energieopslag met magnetische levitatie en een energieopslag met een energieopslagcapaciteit van 5MW·h/100MW·h, met een systeemefficiëntie van 96%.