Basatu supra li diversi formi di cunservazzioni di l'energìa,ticnoluggìi di sarbamentu di l'enirgìasi ponnu spàrtiri ‘n cincu catigurìi: tecnuluggìa ri ‘mmagazzinari enirgìa miccànica, tecnuluggìa ri ‘mmagazzinari enirgìa elettruchìmica, tecnuluggìa ri ‘mmagazzinari enirgìa elèttrica, tecnuluggìa ri ‘mmagazzinari enirgìa chìmica e tecnuluggìa ri ‘mmagazzinari enirgìa tèrmica.
◇Tecnuluggìa di sarbamentu di l'enirgìa elèttrica
◇Tecnuluggìa di sarbamentu di l'enirgìa chìmica
◇Tecnuluggìa di cunservazzioni tèrmica
Tecnuluggìa di sarbamentu di l'enirgìa miccànica
Comu si sapi, ntâ natura ci sunu vari formi d'energia cinètica e putinziali, comu l'acqua ca scurri, lu ventu naturali, li marei e l'unni; l'attività umani gèneru macari assài energia cinètica e putinziali, comu li cristiani, li veiculi, li navi e li fluidi ca si mòvunu. Tutti chisti enirgìi, sia chiḍḍi ginirati ntâ natura ca chiḍḍi ginirati di l'attività umani, sunu funti d'energìa rinnivàbbili. L'enirgìa miccànica è la summa di l'enirgìa cinètica e putinziali, na grannizza fìsica ca rapprisenta lu statu di motu e l'autizza di n'uggettu L'enirgìa cinètica e putinziali di n'uggettu ponnu èssiri cummirtuti l'una nta l'autra; ntô prucessu di cunvirsioni ricìproca ntra enirgìa cinètica e putinziali, la quantità totali di enirgìa miccànica arresta custanti, vali a diri ca l'energìa miccànica è sarbata.
L'immagazzinamentu di l'energìa miccànica è na tecnuluggìa ca cunverti l'energia nta l'energia miccànica pi l'immagazzinamentu e poi la cunverti n'autra vota nta l'energia elèttrica quannu è nicissariu. Li mètudi cumuni di cunservazzioni di l'energìa miccànica nchiùjinu l'immagazzinamentu idròlicu pumpatu, l'immagazzinamentu di l'aria cumpressa e l'immagazzinamentu di l'energia dû volanu. Li tecnuluggìi di sarbamentu di l’energia miccànica di sòlitu hannu n’àuta dinsità di putenza, capacità di risposta viloci e na longa durata di sirvizziu, ca li renni adatti pâ rigulazzioni dâ riti e l’alimentazzioni d’emergenza. Lu tempu e la sò scala di cunservazzioni càncianu a sicunna dâ tecnologgìa spicìfica, ca vannu di minuti a jorna e ponu suddisfari diversi bisogni di cunservazzioni di l'energìa.
Immagazzinamentu idru pumpatu:
L'immagazzinamentu idròlicu pumpatu è attuarmenti la tecnuluggìa cchiù usata pi l'immagazzinamentu di l'energìa supra scala larga-. Usa l'elittricità pi pumpari l'acqua di na riserva a liveddu vasciu a na riserva a liveddu àutu, sarbannu la sò enirgìa putinziali. Duranti li pirìudi di dumanna cchiù auta di elittricità, l'acqua veni rilasciata pi ginirari elittricità attraversu li turbini. Stu mètudu àvi n'efficienza di cunvirsioni rilativamenti auta (di sòlitu 70%-85%), è adattu pi rigulari li diffirenzi di piccu-vaddi nnâ riti elèttrica e offri na granni capacità di sarbamentu e nu funziunamentu stàbbili.
L'immagazzinamentu pumpatu è spissu usatu pi supportari l'intigrazzioni dâ riti di l'energìi rinnivàbbili, equilibbrari li fluttuazzioni di l'offerta e dâ dumanna e havi na durata di archiviazzioni longa e na forti capacità di riserva. Lu so principiu è mustratu nnâ Figura 1-1.
Immagazzinamentu di l'enirgìa di l'aria cumpressa:
L'immagazzinamentu di l'energia di l'aria cumpressa cumporta la cumpressioni di l'aria usannu nu cumpressuri a guida elèttrica e la cunservazzioni ntê caverni sutta terra, ntê serbatoi o ntê vasi a prissioni. Quannu la dumanna di elittricità aumenta, l'aria cumpressa sarbata veni rilasciata, riscaldata e usata pi spinciri na turbina pi ginirari elittricità. Lu sarbamentu di l'energìa di l'aria cumpressa di sòlitu offri capacità di sarbamentu di l'energìa a longu tèrmini a larga scala, cu n'efficienza ca giniralmenti va dû 50% ô 70%. Chisti efficienze ponnu èssiri migghiurati ultiriurmenti quannu sunnu cumminati cû tecnuluggìi ri recuperu dû caluri. È adattu pâ ‘ntigrazzioni cu chianti a enirgìa rinnivàbbili ‘n scala larga pi migghiurari a flissibbilità e a stabbilità dâ riti.
Immagazzinamentu di l'enirgìa dû volanu:
L'immagazzinamentu di l'enirgìa dû volanu usa nu muturi pi guidari nu volanu a vilucità auta, cummirtennu l'enirgìa elèttrica nta l'energia cinètica pi l'immagazzinamentu. Quannu è nicissariu, lu volanu usa nu giniraturi pi cummirtiri l’enirgìa cinètica n’autra vota nta l’enirgìa elèttrica. La tecnuluggìa di sarbamentu di l'enirgìa dû volanu è canusciuta pâ sò vilucità di risposta estremamenti viloci (di sòlitu ntra li millisecunni) e la durata dû ciclu auta (nzinu a cintinara di migghiara di cicli), ca la renni adatta pi scinari di sarbamentu di l'enirgìa a brevi termini, a friquenza auta e a griglia ntirruttabbili, furnituri (UPS). L’archiviazzioni di l’enirgìa dû volanu di sòlitu àvi n’efficienza di cunvirsioni auta, arrivannu ô 85%-95%, ma lu tempu di archiviazzioni è rilativamenti curtu, di sòlitu usatu pi bilanciari li fluttuazzioni di putenza a brevi termini. La figura 1-2 mustra lu schema di nu sistema di putenza pi sarbari l’enirgìa dû volanu.
Tecnuluggìa di sarbamentu di l'enirgìa elettruchìmica
L'immagazzinamentu di l'enirgìa elettruchìmica è na tecnuluggìa ca cummirtu l'enirgìa elèttrica nta l'enirgìa chìmica attraversu li riazzioni elettruchìmichi, sarbànnula e poi cummirtennula arrè nta enirgìa elèttrica quannu è nicissariu. Lu sò nùcliu è l'archiviazzioni e lu rilassu di enirgìa attraversu lu prucessu di càrrica e scarica dî batterii. La tecnuluggìa di sarbamentu di l’enirgìa elettruchìmica àvi vantaggi comu na vilucità di risposta viloci, n’auta efficienza, nstallazzioni flissìbbili e pruggettazzioni mudulari, ca la renni adatta pi scinari comu la rigulazzioni dâ friquenza cunnessa dâ riti di enirgìi rinnivàbbili, la rigulazzioni di piccu e la rigulazzioni di vaddi d’emergenza. Attualmenti, li tecnuluggìi principali di sarbamentu di l’enirgìa elittruchìmica nchiùjinu batterii a chiummu àcitu, batterii a idruru di mitaḍḍu, batterii a joni di litiu, batterii a joni di sodiu e batterii a flussu, ciascunu cu li so pristazzioni unichi, scinari di applicazzioni e putinziali di sviluppu. Cu la prupurzioni criscenti di enirgìi rinnivàbbili, l'immagazzinamentu di l'energìa elettruchìmica havi nu rolu cruciali rintra la trasformazzioni dâ struttura energètica glubbali ed è na garanzia mpurtanti pi raggiungiri nu sistema energèticu pulitu, a vasciu carboniu e sicuru.
Battirìi a chiummu-àcitu:
Li batterii àciti a chiummu-su' na tecnuluggìa di sarbamentu di enirgìa elettruchìmica stabbilita e assai usata. Lu so principiu cumporta l'usu dû chiummu e dî so ossidi comu matiriali di elèttrudi pusitivi e nigativi, e la suluzzioni acquea di àcitu surfùricu comu elèttrulitu, pi càrricari e scaricari attraversu na riazzioni elèttruchìmica. Li batterii a chiummu ànnu vantaggi comu un costu di pruduzzioni vasciu, tecnuluggìa matura, affidabbilità auta e forti risistenza â suvraccarica e â suvrascarica, e su' assai usati nne batterii di avviamentu di màchini, alimintazzioni di riserva e sistemi di sarbamentu di enirgìa. Cumunca, li batteri àciti a chiummu-àvinu na dinsità enirgètica vascia, na durata di ciclu limitata e cuntèninu chiummu vilinusu, ca po nquinari l'ambienti si vennu smaltiti sbagghiati. Nustanti chistu, li battirìi àciti a chiummu -òccupanu ancora na pusizzioni mpurtanti nta certi campi, supratuttu nta applicazzioni sinsìbbili ô costu. Ntô futuru, lu riciclaggio rispettuusu di l’ambienti e lu migghiuramentu dî pristazzioni dî batteri àciti a chiummu -sarrannu li dirizzioni chiavi pû sbiluppu di sta tecnuluggìa.
Battirìi a nichel-idruru di mitaḍḍu (NiMH):
Li batterii NiMH su’ na tecnuluggìa di sarbamentu di enirgìa elittruchìmica ca usa l’idròssidu di nichel comu elèttrudu pusitivu e l’idròssidu di nichel comu elèttrudu nigativu. Offri vantaggi comu n'auta dinsità energètica, rispittusa ambientali e longa durata dû ciclu. 'N paraguni chî batterii tradizziunali, li batterii NiMH nun ànnu li rìsichi chìmici assuciati ô cadmiu e ô mulibdenu, quinni sunnu cchiù rispettuusi di l'ambienti. Pirciò, sunnu ampiamenti usati nnî strumenti elèttrici, nnî màchini ibbridi e nnî dispusitivi elettrònici purtàtili. Hanu macari n'efficienza di càrrica e ponnu upirari ‘n manera stàbbili ‘n vari ammienti. Na carattirìstica funnamintali dî batterii a nichel è la so forti tulliranza â suvraccarica e â sovraccarica, ca li renni 'ccizziunali nta applicazzioni ca richièdinu càrrica e scarica friquenti. Puru si l’aumentu dî batterii a ioni di litiu nna l’ùrtimi anni purtau a na diminuzzioni dâ quota di mircatu dî batterii NiMH, mantèninu ancora un postu nta certi ari d’applicazzioni.
Battirìi a ioni a litiu-:
Li batterii a joni di litiu su' na tecnuluggìa di sarbamentu di enirgìa elittruchìmica ca arriva â càrrica e â scarica attraversu l'insirimentu e l'estrazzioni di joni di litiu ntra l'elittrodi pusitivi e nigativi. Lu pisu liggiru e l’auta dinsità enirgètica dû litiu purtaru a l’applicazzioni diffusa di batterii a ioni di litiu nnî dispusitivi elèttronici purtàtili, màchini elèttrici e sarbamentu di enirgìi rinnivàbbili. Li battirìi a ioni di litiu òffrunu vantaggi comu na durata di ciclu longa e nuḍḍu effettu di mimoria, ma ànnu macari certi prubblemi di sicurizza, comu la scappatura tèrmica causata dâ suvraccarica e dâ suvrascarica. Cu l’avanzamenti tecnulòggici, la sicurizza e li pristazzioni elittruchìmichi dî batterii a litiu -ioni migghiuraru sempri, mentri li costi arridduciru, facennuli addivintari una dî batterii di sarbamentu d’enirgìa cchiù usati nnô mircatu oji. Ntô futuru, lu diviluppu di tecnuluggìi comu l’elittroliti a statu sulidu e l’anòdi a basi di silicuni avissi a migghiurari ultiriurmenti li pristazzioni elittruchìmichi e la sicurizza dî batterii a joni di litiu.
Battirìi a ioni di sòdiu-:
Li batterii a ioni di sòdiu su' na nova tecnuluggìa di sarbamentu di enirgìa elettruchìmica ca si sviluppa rapidamenti nta l'anni ricenti. Lu so principiu di funziunamentu è simili a chiḍḍu dî batterii a ioni di litiu-, unni li ioni di litiu si ntircalanu e disintircalanu ntra l’elittrodi pusitivi e nigativi pi caricari e scaricari. Li vantaggi dî battirìi a ioni di sòdiu sunnu l’abbunnanza e lu vasciu costu di risursi di sòdiu, e la so nnipinnenza dî limitazzioni di risursi di litiu, ca li renni particularmenti adatti pi applicazzioni di sarbamentu di enirgìa a granni scala. Puru si la so dinsità enirgètica è cchiù vascia di chiḍḍa dî batterii a ioni di litiu, li batterii a ioni di sòdiu ànnu boni pristazzioni ‘n termini di stabbilità dû ciclu, timpiraturi vasci e sicurizza, mustrannu granni prumissi pi sbiluppu futuru. Attualmenti, la ricerca ncapu li batterii a ioni di sodiu si cuncentra ncapu a migghiurari la dinsità enirgètica, allungari la vita dû ciclu e arriddùciri li costi di produzzioni. Cu li cuntinui prugressi tecnulòggici, li batterii a ioni di sòdiu avìssiru a addivintari una dî suluzzioni mpurtanti pi sarbari enirgìa 'n scala larga nnô futuru.
Battirìa a purtata:
Li batterii a flussu su' na tecnuluggìa di sarbamentu di enirgìa elettruchìmica unni l'elittrolitu veni sarbatu nta nu serbatoiu esternu. Lu so principiu cumporta la sarbatura e lu rilassu di enirgìa attraversu riazzioni elittruchìmichi ntra du' elittroliti diversi dintra la battirìa. Na carattirìstica mpurtanti dî batterii a flussu è la so enirgìa e putenza arriggistrabbili ‘n manera ‘nnipinnenti; la capacità di sarbamentu po èssiri aumintata aumintannu la quantità di elittroliti sarbati, facennuli particularmenti adatti pi applicazzioni di sarbamentu d'enirgìa a granni scala e a longu tèrmini. Li tipi cumuni di batterii a flussu nchiùjinu li batterii a flussu riduzzioni-ossidu dû vanadiu e li batterii a flussu di zincu/brumu. Li batterii a flussu ànnu na durata longa, na bona sicurizza e l'ambienti, ma lu so nvestimentu nizziali è àutu e lu sistema dî batterii è cumplessu. Cu li prugressi tecnulòggici, lu putinziali dî batterii a flussu pi l’archiviazzioni di enirgìa a larga scala sta emergennu a picca a picca, supratuttu nnâ ntigrazzioni dâ riti di enirgìi rinnivàbbili e nnî applicazzioni di rigulazzioni dâ riti.