उर्जा संचयनाचे तीन प्रकार काय आहेत?

भौतिक उर्जा संचय

भौतिक उर्जा संचयन उर्जा साठवण आणि रीलिझ साध्य करण्यासाठी पदार्थाच्या भौतिक गुणधर्मांचा वापर करते. त्यापैकी, पंप्ड स्टोरेज ही एक सामान्य आणि व्यापकपणे वापरली जाणारी पद्धत आहे. हे विद्युत उर्जेला गुरुत्वाकर्षण संभाव्य उर्जेमध्ये रूपांतरित करते आणि कमी उर्जा भार कालावधीत खालच्या जलाशयातून पाणी वरच्या जलाशयात पंप करून ते साठवते; पीक वीज वापराच्या कालावधीत, वरच्या जलाशयातील पाणी वीज निर्मितीसाठी टर्बाइन चालविण्यासाठी खालच्या जलाशयात परत केले जाते. या पद्धतीमध्ये उर्जा साठवण क्षमता आणि तुलनेने परिपक्व तंत्रज्ञान आहे. हे बर्‍याच काळासाठी मोठ्या प्रमाणात विजेचे साठा आणि पुरवठा करू शकते आणि पॉवर ग्रिड पीक रेग्युलेशन आणि वारंवारता नियमनात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते. तथापि, त्याच्या बांधकामासाठी विशिष्ट भौगोलिक परिस्थिती आवश्यक आहे, जसे की योग्य उन्नतीकरण फरक आणि पुरेसे पाण्याचे स्त्रोत आणि बांधकाम कालावधी लांब आहे आणि प्रारंभिक गुंतवणूकीची किंमत जास्त आहे.

पंप केलेल्या स्टोरेज व्यतिरिक्त, कॉम्प्रेस्ड एअर एनर्जी स्टोरेज देखील आहे. हे हवेचे संकुचित करण्यासाठी जास्त वीज वापरते आणि जेव्हा विजेचा वापर कमी असतो तेव्हा भूमिगत गॅस स्टोरेज चेंबरसारख्या विशिष्ट जागांवर साठवतो; जेव्हा विजेचा वापर जास्त असतो, तेव्हा वीज निर्मितीसाठी गॅस टर्बाइन चालविण्यासाठी उच्च-दाब हवा सोडली जाते. कॉम्प्रेस्ड एअर एनर्जी स्टोरेजमध्ये देखील उर्जा साठवण स्केल आणि दीर्घ प्रणालीचे जीवन आहे, परंतु गॅस स्टोरेज लेण्यांसाठी उच्च आवश्यकता आणि उर्जा रूपांतरण कार्यक्षमतेसारख्या समस्यांना देखील सामोरे जावे लागते ज्यास सुधारित करणे आवश्यक आहे. याव्यतिरिक्त, फ्लायव्हील एनर्जी स्टोरेज गतिज ऊर्जा साठवण्यासाठी हाय-स्पीड रोटिंग फ्लायव्हील वापरते. जेव्हा उर्जा इनपुट होते तेव्हा फ्लायव्हीलची गती वाढते आणि जेव्हा वीज निर्मितीसाठी मोटर चालविण्यास उर्जा आउटपुट असते तेव्हा वेग कमी होतो. फ्लायव्हील एनर्जी स्टोरेजमध्ये वेगवान चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग वेग आणि थोडासा प्रतिसाद वेळ आहे. हे प्रसंगांसाठी योग्य आहे ज्यास वारंवार चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग आवश्यक आहे, जसे की अखंड वीज पुरवठा (यूपीएस) सिस्टम, परंतु उर्जा साठवण वेळ तुलनेने कमी आहे आणि उर्जा घनता मर्यादित आहे.

रासायनिक उर्जा साठवण

रासायनिक उर्जा साठवण ऊर्जा साठवण करण्यासाठी आणि सोडण्यासाठी रासायनिक प्रतिक्रियांवर अवलंबून असते. लिथियम-आयन बॅटरी सध्या सर्वात लोकप्रिय रासायनिक उर्जा संचयन पद्धतींपैकी एक आहे. सकारात्मक आणि नकारात्मक इलेक्ट्रोड्स दरम्यान इंटरकॅलेटिंग आणि डीइंटरकॅलेटिंग लिथियम आयनच्या प्रक्रियेस विद्युत उर्जेचे संचय आणि प्रकाशन लक्षात येते. लिथियम-आयन बॅटरीमध्ये उच्च उर्जा घनता, कमी स्वयं-डिस्चार्ज दर आणि दीर्घ सेवा जीवनाचे फायदे आहेत. ते इलेक्ट्रिक वाहने, पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे आणि वितरित उर्जा संचयन प्रणालींमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरले जातात. तथापि, त्याची उच्च किंमत आणि लिथियम संसाधनांचे असमान वितरण आणि मर्यादित स्वरूप भविष्यात मोठ्या प्रमाणात अनुप्रयोगांवर काही निर्बंध लादू शकते. थर्मल पळवून नेणा by ्या अग्नीचा धोका आणि स्फोट होण्याचा धोका यासारख्या सुरक्षिततेची आव्हाने देखील आहेत.

लीड- acid सिड बॅटरी ही एक पारंपारिक रासायनिक उर्जा संचयन बॅटरी आहे ज्यात अनुप्रयोगाचा दीर्घ इतिहास आहे. हे रासायनिक प्रतिक्रियांद्वारे विद्युत उर्जा साठवण्यासाठी आणि सोडण्यासाठी इलेक्ट्रोलाइट म्हणून इलेक्ट्रोड्स आणि सल्फ्यूरिक acid सिड सोल्यूशन म्हणून लीड आणि लीड डाय ऑक्साईड वापरते. लीड- acid सिड बॅटरी तंत्रज्ञान परिपक्व, कमी किमतीचे आणि अत्यंत विश्वासार्ह आहे. हे बर्‍याचदा ऑटोमोबाईल प्रारंभिक वीजपुरवठा, बॅकअप पॉवर सप्लाय आणि काही उर्जा साठवण परिस्थितीत वापरली जाते ज्यांना उच्च उर्जा घनतेची आवश्यकता नसते. तथापि, त्याची कमी उर्जा घनता, लघु चक्र जीवन आणि मोठे वजन काही प्रमाणात उदयोन्मुख क्षेत्रात त्याच्या अनुप्रयोगास काही प्रमाणात मर्यादित करते. याव्यतिरिक्त, सोडियम-सल्फर बॅटरी आणि फ्लो बॅटरी सारख्या नवीन रासायनिक उर्जा संचयन तंत्रज्ञान देखील विकसित होत आहेत. सोडियम-सल्फर बॅटरीमध्ये उच्च उर्जा घनता आणि उच्च कार्यक्षमतेची वैशिष्ट्ये आहेत, परंतु ऑपरेटिंग तापमान जास्त आहे आणि सिस्टमची इन्सुलेशन आणि सुरक्षा संरक्षण आवश्यकता कठोर आहेत; फ्लो बॅटरी इलेक्ट्रोलाइटमधील वेगवेगळ्या व्हॅलेन्स स्टेट्सच्या आयनच्या रेडॉक्स प्रतिक्रियेद्वारे ऊर्जा साठवतात. त्याची क्षमता आणि शक्ती स्वतंत्रपणे डिझाइन केली जाऊ शकते आणि सिस्टम अत्यंत लवचिक आहे, परंतु सध्याची किंमत जास्त आहे आणि तंत्रज्ञान अद्याप सुधारित केले जात आहे.

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक एनर्जी स्टोरेज

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक एनर्जी स्टोरेजमध्ये प्रामुख्याने सुपरकॅपेसिटर एनर्जी स्टोरेज आणि सुपरकंडक्टिंग एनर्जी स्टोरेज समाविष्ट आहे. सुपरकापेसिटर इलेक्ट्रोड्स आणि इलेक्ट्रोलाइट्स दरम्यान तयार केलेले डबल-लेयर कॅपेसिटन्स किंवा फॅराडे स्यूडोकापेसिटन्स वापरतात, ज्यामुळे उर्जा संचयनाची जाणीव होते. यात उच्च उर्जा घनता, अत्यंत वेगवान चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग वेग आणि दीर्घ चक्र जीवनाचे फायदे आहेत. हे त्वरित मोठ्या प्रमाणात विद्युत उर्जा प्रदान करू किंवा शोषून घेऊ शकते आणि विद्युत वाहनांच्या उर्जा पुनर्प्राप्ती प्रणालीमध्ये आणि पॉवर सिस्टमच्या गतिशील नुकसान भरपाईमध्ये चांगली अनुप्रयोगांची शक्यता आहे. तथापि, सुपरकापेसिटरची उर्जा घनता तुलनेने कमी आहे, संग्रहित उर्जा मर्यादित आहे आणि किंमत देखील जास्त आहे, जी मोठ्या प्रमाणात आणि दीर्घकालीन उर्जा संचयनाच्या क्षेत्रात त्याचा अनुप्रयोग मर्यादित करते.

सुपरकंडक्टिंग एनर्जी स्टोरेज चुंबकीय क्षेत्राच्या उर्जेच्या स्वरूपात विद्युत उर्जा साठवण्यासाठी सुपरकंडक्टिंग स्टेटमधील सुपरकंडक्टिंग सामग्रीची शून्य प्रतिरोध वैशिष्ट्ये वापरते. सुपरकंडक्टिंग एनर्जी स्टोरेज सिस्टममध्ये अत्यंत वेगवान प्रतिसाद वेग आहे आणि मिलिसेकंदांमध्ये चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग स्विचिंगची जाणीव होऊ शकते, जे पॉवर सिस्टमची स्थिरता आणि विश्वासार्हता सुधारण्यासाठी खूप महत्त्व आहे. तथापि, सुपरकंडक्टिंग एनर्जी स्टोरेज टेक्नॉलॉजीमध्ये सध्या सुपरकंडक्टिंग मटेरियलची उच्च किंमत, जटिल रेफ्रिजरेशन सिस्टम आणि उच्च उर्जा वापर यासारख्या समस्यांचा सामना करावा लागतो, ज्यामुळे त्याच्या मोठ्या प्रमाणात व्यावसायिक अनुप्रयोगात मोठ्या प्रमाणात अडथळा निर्माण होतो.

या तीन प्रकारच्या उर्जा संचयनाचे स्वतःचे फायदे आहेत आणि भिन्न ऊर्जा अनुप्रयोग परिस्थितींमध्ये अपरिवर्तनीय भूमिका निभावतात. तंत्रज्ञानाच्या सतत विकास आणि नाविन्यपूर्णतेसह, ऊर्जा संचयन तंत्रज्ञान सुधारत राहील, क्लिनर, अधिक कार्यक्षम आणि स्थिर उर्जा प्रणालीच्या बांधकामास हातभार लावेल, जागतिक उर्जा परिवर्तनाच्या प्रक्रियेस प्रोत्साहन देते आणि आम्हाला प्रतिसाद देण्यास अधिक पर्याय आणि शक्यता देते उर्जा आव्हाने.