ஆற்றல் சேமிப்பின் பல்வேறு வடிவங்களின் அடிப்படையில்,ஆற்றல் சேமிப்பு தொழில்நுட்பங்கள்இயந்திர ஆற்றல் சேமிப்பு தொழில்நுட்பம், மின்வேதியியல் ஆற்றல் சேமிப்பு தொழில்நுட்பம், மின் ஆற்றல் சேமிப்பு தொழில்நுட்பம், இரசாயன ஆற்றல் சேமிப்பு தொழில்நுட்பம் மற்றும் வெப்ப ஆற்றல் சேமிப்பு தொழில்நுட்பம் என ஐந்து வகைகளாக பிரிக்கலாம்.
◇மின் ஆற்றல் சேமிப்பு தொழில்நுட்பம்
◇இரசாயன ஆற்றல் சேமிப்பு தொழில்நுட்பம்
இயந்திர ஆற்றல் சேமிப்பு தொழில்நுட்பம்
நன்கு அறியப்பட்டபடி, பாயும் நீர், இயற்கை காற்று, அலைகள் மற்றும் அலைகள் போன்ற பல்வேறு வகையான இயக்கவியல் மற்றும் சாத்தியமான ஆற்றல்கள் இயற்கையில் உள்ளன; மனிதர்கள், வாகனங்கள், கப்பல்கள் மற்றும் திரவங்களை நகர்த்துவது போன்ற இயக்கவியல் மற்றும் சாத்தியமான ஆற்றலை மனித நடவடிக்கைகள் உருவாக்குகின்றன. இந்த ஆற்றல்கள் அனைத்தும், இயற்கையில் உருவாக்கப்பட்டவை மற்றும் மனித செயல்பாடுகளால் உருவாக்கப்பட்டவை, புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் ஆதாரங்கள். இயந்திர ஆற்றல் என்பது இயக்கவியல் மற்றும் சாத்தியமான ஆற்றலின் கூட்டுத்தொகையாகும், இது ஒரு பொருளின் இயக்கம் மற்றும் உயரத்தை குறிக்கும் ஒரு உடல் அளவு. ஒரு பொருளின் இயக்கவியல் மற்றும் சாத்தியமான ஆற்றல் ஒன்றுக்கொன்று மாற்றப்படலாம்; இயக்கவியல் மற்றும் சாத்தியமான ஆற்றலுக்கு இடையில் பரஸ்பர மாற்றத்தின் செயல்பாட்டில், இயந்திர ஆற்றலின் மொத்த அளவு மாறாமல் உள்ளது, அதாவது இயந்திர ஆற்றல் பாதுகாக்கப்படுகிறது.
மெக்கானிக்கல் எனர்ஜி ஸ்டோரேஜ் என்பது ஒரு தொழில்நுட்பமாகும், இது ஆற்றலை சேமிப்பிற்கான இயந்திர ஆற்றலாக மாற்றுகிறது மற்றும் தேவைப்படும் போது அதை மீண்டும் மின் ஆற்றலாக மாற்றுகிறது. பொதுவான இயந்திர ஆற்றல் சேமிப்பு முறைகளில் பம்ப் செய்யப்பட்ட ஹைட்ரோ ஸ்டோரேஜ், சுருக்கப்பட்ட காற்று சேமிப்பு மற்றும் ஃப்ளைவீல் ஆற்றல் சேமிப்பு ஆகியவை அடங்கும். இயந்திர ஆற்றல் சேமிப்பு தொழில்நுட்பங்கள் பொதுவாக அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி, விரைவான மறுமொழி திறன்கள் மற்றும் நீண்ட சேவை வாழ்க்கை ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளன, அவை கட்டம் ஒழுங்குமுறை மற்றும் அவசர மின்சாரம் வழங்குவதற்கு ஏற்றதாக அமைகின்றன. அவற்றின் சேமிப்பு நேரம் மற்றும் அளவு ஆகியவை குறிப்பிட்ட தொழில்நுட்பத்தைப் பொறுத்து, நிமிடங்களிலிருந்து நாட்கள் வரை மாறுபடும், மேலும் பல்வேறு ஆற்றல் சேமிப்புத் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய முடியும்.
உந்தப்பட்ட நீர் சேமிப்பு:
பம்ப் செய்யப்பட்ட ஹைட்ரோ ஸ்டோரேஜ் தற்போது மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் பெரிய அளவிலான ஆற்றல் சேமிப்பு தொழில்நுட்பமாகும். இது குறைந்த-நிலை நீர்த்தேக்கத்திலிருந்து உயர்-நிலை நீர்த்தேக்கத்திற்கு தண்ணீரை பம்ப் செய்ய மின்சாரத்தைப் பயன்படுத்துகிறது, அதன் ஆற்றலைச் சேமிக்கிறது. மின் தேவை அதிகமாக இருக்கும் காலங்களில், டர்பைன்கள் மூலம் மின்சாரம் தயாரிக்க தண்ணீர் விடப்படுகிறது. இந்த முறையானது ஒப்பீட்டளவில் அதிக மாற்றுத் திறனைக் கொண்டுள்ளது (பொதுவாக 70%–85%), பவர் கிரிட்டில் உச்ச-பள்ளத்தாக்கு வேறுபாடுகளைக் கட்டுப்படுத்துவதற்கு ஏற்றது, மேலும் பெரிய சேமிப்பக திறன் மற்றும் நிலையான செயல்பாட்டை வழங்குகிறது.
பம்ப் செய்யப்பட்ட ஹைட்ரோ ஸ்டோரேஜ் பெரும்பாலும் புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி கட்ட ஒருங்கிணைப்பு, இருப்பு வழங்கல் மற்றும் தேவை ஏற்ற இறக்கங்களை ஆதரிக்க பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் நீண்ட சேமிப்பு காலம் மற்றும் வலுவான இருப்பு திறன் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. அதன் கொள்கை படம் 1-1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.
சுருக்கப்பட்ட காற்று ஆற்றல் சேமிப்பு:
சுருக்கப்பட்ட காற்று ஆற்றல் சேமிப்பு என்பது மின்சாரத்தால் இயக்கப்படும் அமுக்கியைப் பயன்படுத்தி காற்றை அழுத்தி நிலத்தடி குகைகள், தொட்டிகள் அல்லது அழுத்தக் கப்பல்களில் சேமிப்பதை உள்ளடக்குகிறது. மின்சாரத் தேவை அதிகரிக்கும் போது, சேமிக்கப்பட்ட சுருக்கப்பட்ட காற்று வெளியிடப்பட்டு, சூடாக்கப்பட்டு, மின்சாரம் தயாரிக்க விசையாழியை இயக்கப் பயன்படுகிறது. சுருக்கப்பட்ட காற்று ஆற்றல் சேமிப்பு பொதுவாக பெரிய-அளவிலான, நீண்ட{3}}கால ஆற்றல் சேமிப்பு திறன்களை வழங்குகிறது, செயல்திறன் பொதுவாக 50% முதல் 70% வரை இருக்கும். வெப்ப மீட்பு தொழில்நுட்பங்களுடன் இணைந்தால் இந்த திறன்களை மேலும் மேம்படுத்தலாம். கட்டத்தின் நெகிழ்வுத்தன்மை மற்றும் நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்த பெரிய-அளவிலான புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் மின் நிலையங்களுடன் ஒருங்கிணைக்க இது ஏற்றது.
ஃப்ளைவீல் ஆற்றல் சேமிப்பு:
ஃப்ளைவீல் ஆற்றல் சேமிப்பு ஒரு மோட்டாரைப் பயன்படுத்தி ஃப்ளைவீலை அதிக வேகத்தில் இயக்கி, மின் ஆற்றலைச் சேமிப்பிற்கான இயக்க ஆற்றலாக மாற்றுகிறது. தேவைப்படும்போது, ஃப்ளைவீல் இயக்க ஆற்றலை மீண்டும் மின் ஆற்றலாக மாற்ற ஜெனரேட்டரைப் பயன்படுத்துகிறது. ஃப்ளைவீல் ஆற்றல் சேமிப்பு தொழில்நுட்பம் அதன் அதிவேக மறுமொழி வேகம் (பொதுவாக மில்லி விநாடி வரம்பில்) மற்றும் உயர் சுழற்சி வாழ்க்கை (நூறாயிரக்கணக்கான சுழற்சிகள் வரை) ஆகியவற்றிற்காக அறியப்படுகிறது, இது குறுகிய கால, உயர்-சக்திச் சேமிப்புக் காட்சிகளான கட்ட அதிர்வெண் ஒழுங்குமுறை மற்றும் தடையில்லா மின்சாரம் (UPS) போன்றவற்றுக்கு ஏற்றதாக அமைகிறது. ஃப்ளைவீல் ஆற்றல் சேமிப்பு பொதுவாக உயர் மாற்றுத் திறனைக் கொண்டுள்ளது, இது 85%–95% வரை அடையும், ஆனால் அதன் சேமிப்பக நேரம் ஒப்பீட்டளவில் சிறியது, பொதுவாக குறுகிய கால ஆற்றல் ஏற்ற இறக்கங்களைச் சமன் செய்யப் பயன்படுகிறது. படம் 1-2 ஒரு ஃப்ளைவீல் ஆற்றல் சேமிப்பு சக்தி அமைப்பின் திட்ட வரைபடத்தைக் காட்டுகிறது.
மின்வேதியியல் ஆற்றல் சேமிப்பு தொழில்நுட்பம்
மின் வேதியியல் ஆற்றல் சேமிப்பு என்பது மின் வேதியியல் எதிர்வினைகள் மூலம் மின் ஆற்றலை இரசாயன ஆற்றலாக மாற்றி, அதைச் சேமித்து, தேவைப்படும்போது மீண்டும் மின் ஆற்றலாக மாற்றும் தொழில்நுட்பமாகும். பேட்டரிகளின் சார்ஜிங் மற்றும் டிஸ்சார்ஜ் செயல்முறை மூலம் ஆற்றலைச் சேமிப்பது மற்றும் வெளியிடுவது இதன் மையமாகும். மின்வேதியியல் ஆற்றல் சேமிப்பு தொழில்நுட்பமானது, வேகமான மறுமொழி வேகம், உயர் செயல்திறன், நெகிழ்வான நிறுவல் மற்றும் மட்டு வடிவமைப்பு போன்ற நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது, இது புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் கட்டம்-இணைக்கப்பட்ட அதிர்வெண் ஒழுங்குமுறை, உச்ச-பள்ளத்தாக்கு ஒழுங்குமுறை மற்றும் அவசரகால மின்சாரம் போன்ற காட்சிகளுக்கு ஏற்றதாக அமைகிறது. தற்போது, முக்கிய மின்வேதியியல் ஆற்றல் சேமிப்பு தொழில்நுட்பங்களில் லீட்{5}}அமில பேட்டரிகள், நிக்கல்{6}}மெட்டல் ஹைட்ரைடு பேட்டரிகள், லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள், சோடியம்-அயன் பேட்டரிகள் மற்றும் ஃப்ளோ பேட்டரிகள் ஆகியவை அடங்கும். புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலின் அதிகரித்து வரும் விகிதத்தில், மின்வேதியியல் ஆற்றல் சேமிப்பு உலகளாவிய ஆற்றல் கட்டமைப்பை மாற்றுவதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது மற்றும் சுத்தமான, குறைந்த கார்பன் மற்றும் பாதுகாப்பான ஆற்றல் அமைப்பை அடைவதற்கான முக்கிய உத்தரவாதமாகும்.
ஈய-அமில பேட்டரிகள்:
லீட்-அமில பேட்டரிகள் நீண்ட காலமாக- நிறுவப்பட்ட மற்றும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் மின்வேதியியல் ஆற்றல் சேமிப்பு தொழில்நுட்பமாகும். ஈயம் மற்றும் அதன் ஆக்சைடுகளை நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை மின்முனைப் பொருட்களாகவும், சல்பூரிக் அமிலம் அக்வஸ் கரைசலை எலக்ட்ரோலைட்டாகவும், மின்வேதியியல் எதிர்வினை மூலம் சார்ஜ் செய்து வெளியேற்றுவதை உள்ளடக்கியது. லீட்-ஆசிட் பேட்டரிகள் குறைந்த உற்பத்திச் செலவு, முதிர்ந்த தொழில்நுட்பம், அதிக நம்பகத்தன்மை மற்றும் அதிகச் சார்ஜ் மற்றும் அதிக டிஸ்சார்ஜ் ஆகியவற்றுக்கு வலுவான எதிர்ப்பு போன்ற நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் அவை வாகனத் தொடக்க பேட்டரிகள், காப்புப் பவர் சப்ளைகள் மற்றும் ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இருப்பினும், ஈய-அமில பேட்டரிகள் குறைந்த ஆற்றல் அடர்த்தி, வரையறுக்கப்பட்ட சுழற்சி ஆயுள் மற்றும் நச்சு ஈயத்தைக் கொண்டிருக்கின்றன, அவை முறையற்ற முறையில் அகற்றப்பட்டால் சுற்றுச்சூழலை மாசுபடுத்தும். இருப்பினும், ஈய-அமில பேட்டரிகள் இன்னும் குறிப்பிட்ட துறைகளில், குறிப்பாக செலவு உணர்திறன் பயன்பாடுகளில் குறிப்பிடத்தக்க இடத்தைப் பிடித்துள்ளன. எதிர்காலத்தில், சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த மறுசுழற்சி மற்றும் ஈய{12}}ஆசிட் பேட்டரிகளின் செயல்திறன் மேம்பாடு ஆகியவை இந்தத் தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சிக்கான முக்கிய திசைகளாக இருக்கும்.
நிக்கல்{0}}மெட்டல் ஹைட்ரைடு (NiMH) பேட்டரிகள்:
NiMH பேட்டரிகள் ஒரு மின்வேதியியல் ஆற்றல் சேமிப்பு தொழில்நுட்பமாகும், இது நிக்கல் ஹைட்ராக்சைடை நேர்மறை மின்முனையாகவும் நிக்கல் ஹைட்ரைடை எதிர்மறை மின்முனையாகவும் பயன்படுத்துகிறது. அவை அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி, சுற்றுச்சூழல் நட்பு மற்றும் நீண்ட சுழற்சி வாழ்க்கை போன்ற நன்மைகளை வழங்குகின்றன. பாரம்பரிய பேட்டரிகளுடன் ஒப்பிடுகையில், NiMH பேட்டரிகள் காட்மியம் மற்றும் மாலிப்டினம் ஆகியவற்றுடன் தொடர்புடைய இரசாயன அபாயங்களைக் கொண்டிருக்கவில்லை, மேலும் அவை சுற்றுச்சூழலுக்கு ஏற்றதாக அமைகின்றன. எனவே, அவை சக்தி கருவிகள், கலப்பின வாகனங்கள் மற்றும் சிறிய மின்னணு சாதனங்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அவை அதிக சார்ஜ்-வெளியேற்றத் திறனையும் கொண்டுள்ளன, மேலும் அவை பல்வேறு சூழல்களில் நிலையாக செயல்படும். நிக்கல் பேட்டரிகளின் முக்கியப் பண்பு அவற்றின் வலுவான ஓவர்சார்ஜ் மற்றும் அதிக{6}}டிஸ்சார்ஜ் சகிப்புத்தன்மை, அடிக்கடி சார்ஜ் மற்றும் டிஸ்சார்ஜ் தேவைப்படும் பயன்பாடுகளில் சிறந்ததாக இருக்கும். சமீபத்திய ஆண்டுகளில் லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளின் அதிகரிப்பு NiMH பேட்டரிகளின் சந்தைப் பங்கைக் குறைக்க வழிவகுத்தாலும், அவை இன்னும் குறிப்பிட்ட பயன்பாட்டுப் பகுதிகளில் ஒரு இடத்தைப் பராமரிக்கின்றன.
லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள்:
லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் என்பது ஒரு மின்வேதியியல் ஆற்றல் சேமிப்பு தொழில்நுட்பமாகும், இது நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை மின்முனைகளுக்கு இடையில் லித்தியம் அயனிகளைச் செருகுதல் மற்றும் பிரித்தெடுப்பதன் மூலம் சார்ஜிங் மற்றும் டிஸ்சார்ஜிங்கை அடைகிறது. லித்தியத்தின் குறைந்த எடை மற்றும் அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி ஆகியவை லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளை கையடக்க மின்னணு சாதனங்கள், மின்சார வாகனங்கள் மற்றும் புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் சேமிப்பு ஆகியவற்றில் பரவலாகப் பயன்படுத்த வழிவகுத்தது. லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் நீண்ட சுழற்சி ஆயுட்காலம் மற்றும் நினைவக விளைவு இல்லாதது போன்ற நன்மைகளை வழங்குகின்றன, ஆனால் அவை அதிக சார்ஜ் மற்றும் அதிக டிஸ்சார்ஜ் செய்வதால் ஏற்படும் வெப்ப ரன்வே போன்ற சில பாதுகாப்புக் கவலைகளையும் கொண்டுள்ளன. தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்களுடன், லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளின் பாதுகாப்பு மற்றும் மின்வேதியியல் செயல்திறன் தொடர்ந்து மேம்பட்டு வருகிறது, அதே சமயம் செலவுகள் குறைந்துள்ளன, அவை இன்று சந்தையில் மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஆற்றல் சேமிப்பு பேட்டரிகளில் ஒன்றாகும். எதிர்காலத்தில், திடமான-நிலை எலக்ட்ரோலைட்டுகள் மற்றும் சிலிக்கான்{10}}அடிப்படையான அனோட்கள் போன்ற தொழில்நுட்பங்களின் வளர்ச்சியானது லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளின் மின்வேதியியல் செயல்திறன் மற்றும் பாதுகாப்பை மேலும் மேம்படுத்தும் என எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.
சோடியம்-அயன் பேட்டரிகள்:
சோடியம்-அயன் பேட்டரிகள் சமீபத்திய ஆண்டுகளில் வேகமாக வளர்ந்து வரும் புதிய மின்வேதியியல் ஆற்றல் சேமிப்பு தொழில்நுட்பமாகும். அவற்றின் செயல்பாட்டுக் கொள்கை லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளைப் போலவே உள்ளது, இதில் லித்தியம் அயனிகள் சார்ஜ் மற்றும் டிஸ்சார்ஜ் செய்வதற்கு நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை மின்முனைகளுக்கு இடையில் இடையீடு மற்றும் இடைநிலைப்படுத்தல். சோடியம் -அயன் பேட்டரிகளின் நன்மைகள் சோடியம் வளங்களின் மிகுதியாகவும் குறைந்த விலையிலும் உள்ளன, மேலும் லித்தியம் வள வரம்புகளிலிருந்து அவற்றின் சுதந்திரம், அவை பெரிய அளவிலான ஆற்றல் சேமிப்பு பயன்பாடுகளுக்கு குறிப்பாகப் பொருத்தமானவை. லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளை விட அவற்றின் ஆற்றல் அடர்த்தி குறைவாக இருந்தாலும், சோடியம்-அயன் பேட்டரிகள் சுழற்சி நிலைத்தன்மை, குறைந்த-வெப்பநிலை செயல்திறன் மற்றும் பாதுகாப்பு ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் நல்ல செயல்திறனை வெளிப்படுத்துகின்றன, இது எதிர்கால வளர்ச்சிக்கு பெரும் நம்பிக்கையை அளிக்கிறது. தற்போது, சோடியம்{11}}அயன் பேட்டரிகள் பற்றிய ஆராய்ச்சி ஆற்றல் அடர்த்தியை மேம்படுத்துதல், சுழற்சி ஆயுளை நீட்டித்தல் மற்றும் உற்பத்திச் செலவுகளைக் குறைத்தல் ஆகியவற்றில் கவனம் செலுத்துகிறது. தொடர்ச்சியான தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்களுடன், சோடியம்{13}}அயன் பேட்டரிகள் எதிர்காலத்தில் பெரிய அளவிலான ஆற்றல் சேமிப்பிற்கான முக்கியமான தீர்வுகளில் ஒன்றாக மாறும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.
ஃப்ளோ பேட்டரி:
ஃப்ளோ பேட்டரிகள் ஒரு மின்வேதியியல் ஆற்றல் சேமிப்பு தொழில்நுட்பமாகும், இதில் எலக்ட்ரோலைட் வெளிப்புற தொட்டியில் சேமிக்கப்படுகிறது. பேட்டரிக்குள் இரண்டு வெவ்வேறு எலக்ட்ரோலைட்டுகளுக்கு இடையில் மின்வேதியியல் எதிர்வினைகள் மூலம் ஆற்றலைச் சேமித்து வெளியிடுவதை அவற்றின் கொள்கை உள்ளடக்கியது. ஃப்ளோ பேட்டரிகளின் குறிப்பிடத்தக்க பண்பு அவற்றின் சுயாதீனமாக சரிசெய்யக்கூடிய ஆற்றல் மற்றும் ஆற்றல் வெளியீடு ஆகும்; சேமித்து வைக்கப்பட்டுள்ள எலக்ட்ரோலைட்டின் அளவை அதிகரிப்பதன் மூலம் சேமிப்பக திறனை விரிவுபடுத்தலாம், இது பெரிய-அளவிலான, நீண்ட-கால ஆற்றல் சேமிப்பு பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றதாக இருக்கும். ஃப்ளோ பேட்டரிகளின் பொதுவான வகைகளில் வெனடியம் ரெடாக்ஸ் ஃப்ளோ பேட்டரிகள் மற்றும் துத்தநாகம்/புரோமின் ஃப்ளோ பேட்டரிகள் ஆகியவை அடங்கும். ஃப்ளோ பேட்டரிகள் நீண்ட ஆயுட்காலம், நல்ல பாதுகாப்பு மற்றும் சுற்றுச்சூழல் நட்பு ஆகியவற்றை வழங்குகின்றன, ஆனால் அவற்றின் ஆரம்ப முதலீடு அதிகமாக உள்ளது, மேலும் பேட்டரி அமைப்பு சிக்கலானது. தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்களுடன், பெரிய-அளவிலான ஆற்றல் சேமிப்பில் உள்ள ஃப்ளோ பேட்டரிகளின் திறன் படிப்படியாக வெளிவருகிறது, குறிப்பாக புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி கட்டம் ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் கட்டம் ஒழுங்குமுறை பயன்பாடுகளில்.