Energia biltegiratzeko forma ezberdinetan oinarrituta,energia biltegiratzeko teknologiakbost kategoriatan banatu daiteke: energia mekanikoa biltegiratzeko teknologia, energia elektrokimikoa biltegiratzeko teknologia, energia elektrikoa biltegiratzeko teknologia, energia kimikoa biltegiratzeko teknologia eta energia termikoa biltegiratzeko teknologia.
◇Energia elektrikoa biltegiratzeko teknologia
◇Energia kimikoa biltegiratzeko teknologia
◇Biltegiratze termikoko teknologia
Energia biltegiratzeko teknologia mekanikoa
Jakina den bezala, naturan energia zinetiko eta potentzial mota desberdinak daude, hala nola, ura, haize naturala, mareak eta olatuak; giza jarduerek ere energia zinetiko eta potentzial handia sortzen dute, hala nola pertsonak, ibilgailuak, itsasontziak eta fluidoak mugitzen dituztenak. Energia horiek guztiak, bai naturan sortutakoak, bai giza jarduerek sortutakoak, energia-iturri berriztagarriak dira. Energia mekanikoa energia zinetikoaren eta potentzialaren batura da, objektu baten higidura-egoera eta altitudea adierazten duen kantitate fisikoa. Objektu baten energia zinetikoa eta potentziala elkar bihur daitezke; energia zinetikoaren eta potentzialaren arteko elkarrekiko bihurtze-prozesuan, energia mekanikoaren kopuru osoa konstante mantentzen da, hau da, energia mekanikoa kontserbatzen da.
Energia mekanikoa biltegiratzeko teknologia energia mekaniko bihurtzen duen teknologia da eta, ondoren, behar denean energia elektriko bihurtzen du. Energia mekanikoen biltegiratze metodo arruntak ponpatutako hidrobiltegiratzea, aire konprimitua biltegiratzea eta bolantearen energia biltegiratzea dira. Energia mekanikoaren biltegiratze-teknologiek potentzia-dentsitate handia, erantzun azkarreko gaitasunak eta zerbitzu-bizitza luzea izan ohi dituzte, sarearen erregulaziorako eta larrialdietarako elikadura-hornidurarako egokiak izanik. Haien biltegiratze-denbora eta eskala teknologia zehatzaren arabera aldatzen dira, minutuetatik egunetara, eta askotariko energia biltegiratzeko beharrizanak ase ditzakete.
Ponpatutako hidrobiltegiratzea:
Ponpazio hidraulikoaren biltegiratzea gaur egun eskala handiko-energia biltegiratzeko teknologiarik erabiliena da. Elektrizitatea erabiltzen du-maila baxuko urtegi batetik-maila altuko urtegi batera ura ponpatzeko, bere energia potentziala gordez. Elektrizitate-eskariaren puntako garaietan, ura askatzen da turbinen bidez elektrizitatea sortzeko. Metodo honek bihurtze-eraginkortasun nahiko altua du (normalean %70-%85), egokia da sare elektrikoko-haranetako gailur-diferentziak erregulatzeko eta biltegiratze-gaitasun handia eta funtzionamendu egonkorra eskaintzen du.
Ponpazio hidraulikoaren biltegiratzea askotan erabiltzen da energia berriztagarrien sarearen integrazioan laguntzeko, eskaintza eta eskariaren gorabeherak orekatzeko, eta biltegiratze iraupen luzea eta erreserba ahalmen handia ditu. Bere printzipioa 1-1 irudian ageri da.
Aire konprimituaren energia biltegiratzea:
Aire konprimituaren energia biltegiratzeak airea konprimitzen du elektrikoki bultzatutako konpresore bat erabiliz eta lurpeko kobazuloetan, tankeetan edo presio-ontzietan biltegiratzean. Elektrizitate-eskaria handitzen denean, biltegiratutako aire konprimitua askatu, berotu eta turbina bat gidatzeko erabiltzen da elektrizitatea sortzeko. Aire konprimituko energia biltegiak normalean eskala handiko -eskala eta-epe luzeko energia biltegiratzeko gaitasunak eskaintzen ditu, efizientzia orokorrean %50etik %70era bitartekoa izanik. Eraginkortasun horiek gehiago hobetu daitezke beroa berreskuratzeko teknologiekin konbinatuta. Egokia da-eskala handiko energia berriztagarriko zentral elektrikoekin integratzeko, sarearen malgutasuna eta egonkortasuna hobetzeko.
Bolantearen energia biltegiratzea:
Bolanteen energia biltegiratzeak motor bat erabiltzen du bolantea abiadura handian gidatzeko, energia elektrikoa energia zinetiko bihurtuz biltegiratzeko. Beharrezkoa denean, bolanteak sorgailu bat erabiltzen du energia zinetikoa energia elektriko bihurtzeko. Flywheel energia biltegiratzeko teknologia bere erantzun-abiadura oso azkarragatik (normalean milisegundoko tartean) eta ziklo-bizitza handiagatik (ehunka mila zikloraino) ezaguna da, epe laburreko eta-potentzia handiko energia biltegiratzeko agertokietarako egokia da, hala nola sareko maiztasuna erregulatzeko eta etenik gabeko elikadura-hornidurak (UPS). Bolanteen energia biltegiratzeak bihurtze-eraginkortasun handia du normalean, %85-%95era iristen da, baina biltegiratze-denbora nahiko laburra da, normalean epe laburreko-potentziaren gorabeherak orekatzeko erabiltzen da. 1-2 irudiak bolantearen energia biltegiratzeko potentzia-sistema baten diagrama eskema erakusten du.
Energia elektrokimikoa biltegiratzeko teknologia
Energia elektrokimikoa biltegiratzea erreakzio elektrokimikoen bidez energia elektrikoa energia kimiko bihurtzen duen teknologia da, biltegiratu eta behar denean berriro energia elektriko bihurtzeko. Bere muina baterien karga- eta deskarga-prozesuaren bidez energia biltegiratzea eta askatzea da. Energia elektrokimikoak biltegiratzeko teknologiak abantailak ditu, hala nola erantzun-abiadura azkarra, eraginkortasun handia, instalazio malgua eta diseinu modularra, eta egokia da energia berriztagarrien sarearen-konektatutako maiztasunaren erregulazioa, gailurra-haranen erregulazioa eta larrialdietako elikadura-hornidura bezalako agertokietarako. Gaur egun, energia elektrokimikoa biltegiratzeko teknologia nagusien artean, berun-azidozko bateriak, nikel-metal hidrurozko bateriak, litio-ioizko bateriak, sodio-ioizko bateriak eta fluxuzko bateriak daude, bakoitza bere errendimendu, aplikazio-eszenatoki eta garapen-ahalmen bereziarekin. Energia berriztagarrien proportzioa gero eta handiagoa denez, energia elektrokimikoak biltegiratzeak funtsezko zeregina du mundu mailako energia-egituraren eraldaketan eta berme garrantzitsua da energia-sistema garbi,-karbono gutxikoa eta segurua lortzeko.
Berun-azidozko bateriak:
Berun-azidozko bateriak aspaldiko-ezarri eta oso erabilia den energia elektrokimikoa biltegiratzeko teknologia dira. Beruna eta bere oxidoak elektrodo material positibo eta negatibo gisa eta azido sulfurikoaren ur-disoluzio elektrolito gisa erabiltzean datza, erreakzio elektrokimiko baten bidez kargatzeko eta deskargatzeko. Berun-azidozko bateriak abantailak dituzte, hala nola ekoizpen kostu baxua, teknologia heldua, fidagarritasun handia eta gehiegizko kargarekiko eta gehiegizko-deskargarekiko erresistentzia handia, eta oso erabiliak dira automozio abiarazteetako baterietan, ordezko elikatze-iturrietan eta energia biltegiratzeko sistemetan. Hala ere, berun-azidozko pilek energia-dentsitate baxua dute, ziklo-bizitza mugatua eta berun toxikoa dute, eta horrek ingurumena kutsa dezake behar bezala botatzen bada. Hala eta guztiz ere, berun-azidozko bateriek posizio garrantzitsua betetzen dute zenbait arlotan, batez ere kostu-aplikazioetan. Etorkizunean, berun-azidozko baterien birziklapena eta errendimendua hobetzea ingurumena errespetatzen duten ildoak izango dira teknologia hau garatzeko.
Nikel-metal hidruroa (NiMH) bateriak:
NiMH bateriak energia biltegiratze elektrokimikoko teknologia bat dira, nikel hidroxidoa elektrodo positibo gisa eta nikel hidruroa elektrodo negatibo gisa erabiltzen dituena. Abantaila eskaintzen dute, hala nola, energia-dentsitate handia, ingurumena errespetatzea eta ziklo-bizitza luzea. Ohiko pilekin alderatuta, NiMH bateriek ez dute kadmioarekin eta molibdenoarekin lotutako arrisku kimikorik, eta ingurumena errespetatzen dute. Hori dela eta, oso erabiliak dira erreminta elektrikoetan, ibilgailu hibridoetan eta gailu elektroniko eramangarrietan. Gainera, karga--deskarga-eraginkortasun handia dute eta egonkor funtziona dezakete hainbat ingurunetan. Nikel-baterien funtsezko ezaugarri bat gainkarga handia eta -deskargaren gaineko tolerantzia dira, eta bikainak dira maiz kargatu eta deskargatu behar duten aplikazioetan. Azken urteotan litio-ioizko baterien gorakadak NiMH baterien merkatu-kuota gutxitzea ekarri badu ere, oraindik ere toki bat mantentzen dute aplikazio-eremu zehatzetan.
Litio -ioizko bateriak:
Litio-ioizko bateriak elektrodo positiboen eta negatiboen artean litio ioiak sartuz eta erauztearen bidez kargatu eta deskargatzea lortzen duen energia elektrokimikoa biltegiratzeko teknologia dira. Litioaren pisu arinek eta energia dentsitate handiak litio -ioizko bateriak hedatu egin dira gailu elektroniko eramangarrietan, ibilgailu elektrikoetan eta energia berriztagarrien biltegietan. Litio-ioizko bateriak abantailak eskaintzen dituzte, hala nola, ziklo-bizitza luzea eta memoria-efekturik ez, baina segurtasun-arazo batzuk ere badituzte, hala nola, gehiegizko kargak eta gehiegi{5}}deskargak eragindako ihes termikoa. Aurrerapen teknologikoekin, litio-ioizko baterien segurtasuna eta errendimendu elektrokimikoa etengabe hobetu dira, eta kostuak murriztu diren bitartean, gaur egun merkatuan gehien erabiltzen den energia biltegiratzeko pilen bat bihurtuz. Etorkizunean,-egoera solidoko elektrolitoak eta silizio-oinarritutako anodoak bezalako teknologien garapenak litio-ioietako baterien errendimendu elektrokimikoa eta segurtasuna are gehiago hobetuko dituela espero da.
Sodio-ioietako bateriak:
Sodio-ioizko bateriak energia elektrokimikoa biltegiratzeko teknologia berri bat garatzen ari da azken urteotan. Beren funtzionamendu-printzipioa litio-ioietako baterien antzekoa da, non litio ioiak elektrodo positiboen eta negatiboen artean interkalatu eta desinterkalatu egiten dira kargatzeko eta deskargatzeko. Sodio-ioietako baterien abantailak sodio baliabideen ugaritasunean eta kostu baxuan daude, eta litio-baliabideen mugekiko independentzian, bereziki egokiak-eskala handiko energia biltegiratzeko aplikazioetarako. Haien energia-dentsitatea litio-ioizko bateriena baino txikiagoa den arren, sodio-ioizko bateriek errendimendu ona dute ziklo-egonkortasunari, tenperatura baxuko errendimenduari eta segurtasunari dagokionez, eta etorkizuneko garapenerako itxaropen handia dute. Gaur egun, sodio-ioi bateriei buruzko ikerketak energia-dentsitatea hobetzen, ziklo-bizitza luzatzen eta fabrikazio-kostuak murrizten ditu. Etengabeko aurrerapen teknologikoekin, sodio-ioizko bateriak etorkizunean-energia biltegiratzeko soluzio garrantzitsuenetako bat bihurtuko direla espero da.
Fluxuaren bateria:
Flow bateriak energia elektrokimikoa biltegiratzeko teknologia bat dira, non elektrolitoa kanpoko depositu batean gordetzen den. Haien printzipioak bateriaren barruan dauden bi elektrolito ezberdinen arteko erreakzio elektrokimikoen bidez energia biltegiratzea eta askatzea dakar. Fluxu-baterien ezaugarri esanguratsu bat energia eta potentzia-irteera modu independentean erregulagarriak dira; biltegiratze-ahalmena handitu daiteke biltegiratutako elektrolito-kopurua handituz, bereziki egokiak-eskala handiko eta epe luzeko-energia biltegiratzeko aplikazioetarako. Ohiko fluxu-pilen motak banadio erredox-fluxuaren bateriak eta zink/bromo-fluxuaren bateriak dira. Flow bateriek bizitza luzea, segurtasun ona eta ingurumena errespetatzen dute, baina hasierako inbertsioa handia da eta bateria-sistema konplexua da. Aurrerapen teknologikoekin, energia-biltegiratze -handiko fluxu-baterien potentziala pixkanaka-pixkanaka azaleratzen ari da, batez ere energia berriztagarrien sareen integrazio eta sare erregulatzeko aplikazioetan.