Lagring av elektrisk energiomfatter hovedsakelig superkondensatorenergilagring og superledende energilagring. Førstnevnte lagrer elektrisk energi i et elektrisk felt, mens sistnevnte lagrer elektrisk energi i et magnetfelt. Lagring av elektrisk energi har betydelige fordeler i krafttetthet og syklusliv, kan redusere virkningen av øyeblikkelige strømbrudd, undertrykke lavfrekvente strømsvingninger i nettet og forbedre spennings- og frekvenskarakteristikk.
Supercapacitor energilagring
Superkondensatorer, også kjent som elektrokjemiske kondensatorer, er energilagringsenheter som lagrer energi gjennom akkumulering av ladning på elektrodeoverflaten. Deres energilagringsmekanisme skiller seg fra tradisjonelle batterier; de lagrer energi gjennom ladningen som dannes av dobbeltlaget ved elektrode-elektrolyttgrensesnittet. Superkondensatorer har ekstremt høy effekttetthet, ultra-lang sykluslevetid og rask lade-utladningsevne, og finner derfor utbredt bruk i elektriske kjøretøy, regenerative bremsesystemer, reservestrømforsyninger og nettfrekvensregulering. Energitettheten til superkondensatorer er imidlertid relativt lav, langt lavere enn for litium-ion-batterier, noe som gjør dem egnet for applikasjoner som krever kort-, høy-applikasjoner. I fremtiden, med fremskritt innen materialvitenskap, forventes energitettheten til superkondensatorer å øke ytterligere, og dermed utvide deres anvendelser i energilagringsmarkedet.
Superkondensatorer kan hovedsakelig klassifiseres i tre kategorier: elektriske dobbeltlags-kondensatorer, Faraday-kondensatorer og hybridsuperkondensatorer. Elektriske dobbel-kondensatorer bruker karbonmaterialer som elektroder, der ladningsseparasjon skjer ved det faste-væskegrensesnittet som dannes av kontakten med elektrolytten, og skaper en elektrisk dobbeltlagsstruktur. Disse kondensatorene gjennomgår fysiske ladningsadsorpsjons- og desorpsjonsprosesser under lading og utlading. Selv om elektriske dobbeltlagskondensatorer har høy effekttetthet og lang levetid, er energitettheten relativt lav. For tiden har disse enhetene oppnådd kommersiell bruk.
Faraday-kondensatorer bruker metalloksider eller ledende polymerer som elektrodematerialer, der adsorpsjonskapasitans dannes gjennom redoksreaksjoner på overflaten og grunne bulkområder av disse materialene. Driftsprinsippet til denne typen kondensator ligner på reaksjonsprosessen i et batteri; gitt lignende elektrodeoverflatearealer, kan den gi flere ganger kapasitansen til en elektrisk dobbel-kondensator. Når det gjelder kraftkarakteristikker for øyeblikkelig høy-strømutladning og sykluslevetid, yter Faraday-kondensatorer imidlertid ikke så godt som elektriske dobbeltlagskondensatorer. Videre møter Faraday-kondensatorer også utfordringer som høye produksjonskostnader og at teknologien ennå ikke er helt moden.
Hybride superkondensatorer er kjent for sin høye energitetthet og lange levetid. Selv om de for tiden er i de tidlige stadiene av kommersialisering, har de et enormt fremtidig utviklingspotensial.
Superledende energilagring
Superledende energilagring er en elektromagnetisk energilagringsteknologi som bruker superledere til å lagre elektrisk energi i en motstands-fri tilstand. Arbeidsprinsippet innebærer å generere et sterkt magnetfelt gjennom en likestrøm i en superledende spole, og derved lagre energi og frigjøre den gjennom strømutladning når det er nødvendig. Fordi superledere ikke har noen motstand ved lave temperaturer, kan superledende energilagringssystemer oppnå ekstremt høy ladnings- og utladningseffektivitet uten praktisk talt noe energitap. Videre har superledende energilagring ekstremt raske responstider, og oppnår ladning og utladning på millisekunder, noe som gjør den egnet for øyeblikkelig spenningsregulering og frekvenskontroll i kraftsystemer. Imidlertid er kostnadene for superledende energilagringssystemer høye, hovedsakelig begrenset av utviklingen av superledende materialer og kryogen kjøleteknologi. Derfor er dagens applikasjoner for det meste konsentrert om spesialfelt som krever høy-kraft, kort-energilagring, som nettstabilitet og militært utstyr.
Vanlige superledende materialer inkluderer lav-temperatursuperledere som Nb-Ti og Nb3Sn, og høy-superledere som Yttrium Barium Copper Oxide (YBCO) og Vismut Strontium Calcium Copper Oxide (BSCCO). Superledere med høy-temperatur har høyere kritiske temperaturer enn superledere med lav-temperatur, noe som reduserer kjølekravene og gjør superledende energilagringssystemer mer praktiske og økonomiske.