Energiatárolási technológiák
A különböző energiatárolási technológiák hozzájárulnak a villamos energia stabilitásához, mivel a hálózat különböző szakaszaiban működnek, a termeléstől a fogyasztói végfelhasználásig.
Thermikus tárolás
A termikus tárolást a napenergia felhasználásával áramtermelésre használják, akkor is, amikor a nap nem süt. A koncentráló naperőművek képesek a nap hőjét befogni és az energiát vízben, olvasztott sókban vagy más folyadékokban tárolni. Ezt a tárolt energiát később villamosenergia-termelésre használják fel, lehetővé téve a napenergia felhasználását napnyugta után is.
Az ehhez hasonló létesítmények jelenleg Kaliforniában, Arizonában és Nevadában működnek vagy tervezettek. A kaliforniai Blythe-ban tervezett Rice Solar Energy Project például egy olvadt só tárolórendszert fog használni koncentráló naptoronnyal, hogy évente körülbelül 68 000 háztartás számára biztosítson energiát.
A végfelhasználói energiatárolásra is léteznek termikus tárolási technológiák. Az egyik módszer a víz éjszakai lefagyasztása a csúcsidőn kívüli villamos energia felhasználásával, majd a jégben tárolt hideg energia felszabadítása, hogy nappal segítse a légkondicionálást .
Az Ice Energy Ice Bear rendszere például éjszaka jégtömböt hoz létre, majd nappal a jeget a légkondicionáló rendszer hűtőközegének kondenzálására használja. Ily módon az Ice Bear rendszer az épület áramfogyasztását a nappali csúcsidőszakról a csúcsidőszakon kívüli időkre tolja át, amikor az áram olcsóbb. Ezenkívül a Bonneville Power Administration kísérleti programot folytat a felesleges szélenergia-termelés lakossági vízmelegítőkben történő tárolására .
Sűrített levegő
A sűrített levegő energiatárolása (CAES) szintén energiatárolási technológiaként működik, mivel a sűrített levegő rugalmas potenciális energiáját felhasználva javítja a hagyományos gázturbinák hatásfokát.
A CAES-rendszerek a csúcsidőn kívüli időszakokban villamos energiával sűrítik a levegőt, majd a levegőt földalatti üregekben tárolják. A csúcsigény idején a levegőt kiveszik a tárolóból, és egy égésturbinában földgázzal együtt tüzelve villamos energiát termelnek . Ez a módszer a hagyományos módszerekben használt földgáznak csak egyharmadát használja fel. Mivel a CAES-erőműveknek valamilyen földalatti tározóra van szükségük, helyük korlátozott. Jelenleg két kereskedelmi CAES-erőmű működik a németországi Huntorfban és az alabamai MacIntoshban, bár az Egyesült Államok más részein is javasoltak erőműveket.
Hidrogén
A hidrogén szén-dioxid-kibocsátásmentes tüzelőanyagként használható a termeléshez. A felesleges villamos energia felhasználható hidrogén előállítására, amelyet tárolni lehet, és később üzemanyagcellákban, motorokban vagy gázturbinákban lehet felhasználni a villamos energia előállítására káros kibocsátások kibocsátása nélkül . Az NREL tanulmányozta a szélenergiából hidrogén előállításának lehetőségét, és annak tárolását a szélturbinák tornyaiban a villamosenergia-termeléshez, amikor nem fúj a szél .
Pumpált vízenergia-tárolás
A pumpált vízenergia-tárolás lehetőséget kínál az energia tárolására a hálózat átviteli szakaszában, a többlettermelés későbbi felhasználásra történő tárolásával.
Nagyon sok vízerőmű két, különböző magasságban lévő víztározót tartalmaz. Ezek az erőművek úgy tárolják az energiát, hogy a felső tározóba szivattyúzzák a vizet, amikor a kínálat meghaladja a keresletet. Amikor a kereslet meghaladja a kínálatot, a vizet az alsó tározóba engedik, lefelé haladva turbinákon keresztül áramot termelnek.
A több mint 22 GW beépített kapacitással az Egyesült Államokban a szivattyús víztárolás a legnagyobb ma működő tárolórendszer . A szivattyús tárolás hosszú engedélyezési eljárása és magas költségei azonban valószínűtlenné teszik a további projektek megvalósulását.
Légkerekek
A légkerekek a villamos energia forgó tömeg formájában történő tárolásával számos előnyt biztosíthatnak a hálózat számára akár az átviteli, akár az elosztási szinten.
A berendezés henger alakú, és egy nagyméretű forgórészt tartalmaz egy vákuumban. Amikor a lendkerék áramot vesz fel a hálózatból, a rotor nagyon nagy sebességre gyorsul, és a villamos energiát forgási energiaként tárolja. A tárolt energia levezetéséhez a rotor termelő üzemmódba kapcsol, lelassul, és a tehetetlenségi energiával működik, így visszaadja a villamos energiát a hálózatnak.
A lendkerekek általában hosszú élettartamúak és kevés karbantartást igényelnek. Az eszközök nagy hatásfokkal és gyors reakcióidővel is rendelkeznek. Mivel szinte bárhol elhelyezhetők, a lendkerekeket a fogyasztók közelében lehet elhelyezni, és a villamos energiát elosztásra tárolni.
Míg egyetlen lendkerekes eszköz tipikus kapacitása kilowattos nagyságrendű, sok lendkerék összekapcsolható egy “lendkerékfarmba”, hogy megawattos nagyságrendű tárolót hozzanak létre. A Beacon Power New York-i Stephentown Flywheel energiatároló üzeme a legnagyobb lendkerekes létesítmény az Egyesült Államokban, 20 MW-os működési kapacitással .
Akkumulátorok
Az akkumulátorok, mint például a zseblámpák vagy a mobiltelefonok, szintén felhasználhatók az energia nagymértékű tárolására.
A lendkerékhez hasonlóan az akkumulátorok bárhol elhelyezhetők, így gyakran elosztási tárolónak tekintik őket, amikor egy akkumulátoros létesítményt a fogyasztók közelében helyeznek el az energiaellátás stabilitásának biztosítása érdekében; vagy végfelhasználásra, mint például az elektromos járművekben lévő akkumulátorok.
A nagyméretű energiatárolási potenciállal rendelkező akkumulátorok számos típusa létezik, köztük a nátrium-kén, a fémlevegő, a lítiumion és az ólom-sav akkumulátorok. A szélerőművekben számos akkumulátor-berendezés található, köztük a texasi Notrees Wind Storage Demonstration Project, amely egy 36 MW-os akkumulátor-berendezést használ az energiaellátás stabilitásának biztosítására akkor is, amikor nem fúj a szél .
Az akkumulátor-technológiák fejlődése nagyrészt az elektromos járműipar (EV) bővülésének köszönhető. Ahogy egyre több fejlesztés történik az EV-kkel kapcsolatban, az akkumulátorok költségeinek tovább kell csökkennie . Az elektromos járművek az energiatárolásra is hatással lehetnek a jármű-hálózat technológiákon keresztül, amelyekben akkumulátoraik a hálózatra csatlakoztathatók és energiát adhatnak le mások számára.