¿Hay / habrá alguna otra forma de almacenar energía eléctrica que no sean las baterías?

Answer 1

Almacenar energía eléctrica en baterías es en realidad una conversión de energía eléctrica a energía química.

No creo que haya una forma de almacenar energía eléctrica en su forma pura: los condensadores, por ejemplo, almacenan energía eléctrica como potencial electrostático (que, para ser justos, podría argumentar que está lo suficientemente cerca).

Aquí hay una lista de diferentes tipos de energía y el sistema de almacenamiento que la utiliza:
– eléctrico: circuito superconductor (en teoría esto se puede hacer, históricamente se demostró, pero actualmente no hay sistemas prácticos)
– químico: todo tipo de baterías; electrólisis de hidrógeno
– electrostática: condensadores
– magnéticos: inductores y anillos superconductores (SMES)
– cinética: volantes
– potencial gravitacional: represas hidroeléctricas
– potencial elástico: aire comprimido
– calor: generalmente no se utiliza para el almacenamiento temporal de energía eléctrica de alto grado, pero posiblemente podría tener un sistema de cambio de fase acoplado a un motor Stirling.

Creo que su pregunta principal es en realidad: “¿Hay / habrá alguna otra forma de almacenar energía eléctrica que no sean baterías para equipos electrónicos portátiles?”

La respuesta a eso sería: sí, la tecnología de celdas de combustible probablemente sea la única fuente de energía portátil realista además de las baterías (aunque es cuestionable si reemplazarían las baterías o no). Sony es una empresa que trabaja en ello, pero no sé qué tan serios son al respecto.

(Fuente de la imagen: Sony muestra sus últimas pilas de combustible y baterías con cola, no está seguro de si estas unidades son muy funcionales o no).

Sin embargo, estas no son células de hidrógeno (son metanol), lo que significa que en realidad no son técnicamente “almacenamiento de energía”, ya que actualmente es más barato producir metanol a partir de gas natural.

Nada más tiene realmente la densidad de energía a esta escala.

Answer 2

Por supuesto. Hay condensadores e inductores.

Los SuperCapacitors están comenzando a tener densidad de energía y densidad de energía a nivel de batería. Dicho esto, dado que el voltaje de un SuperCapacitor cambia linealmente a medida que se agota su carga, requiere un tipo diferente de controlador para que sea útil. Dicho esto, estos condensadores ya se pueden usar en muchas aplicaciones junto con paquetes de baterías de iones de litio donde el drenaje rápido de alta corriente puede dañar o alcanzar el límite de los paquetes de baterías.

[1] http://www.maxwell.com/ultracapa …

Answer 3

Como mencionó Leo, la alternativa obvia son los supercondensadores, que han logrado grandes saltos en la densidad de almacenamiento en los últimos 10 años. Las baterías normales convierten los productos químicos en función de una entrada eléctrica, luego se vuelven a convertir en electricidad invirtiendo el proceso químico, por lo que técnicamente, un paquete de hidrólisis / pila de combustible es solo otra forma de batería y encajaría como respuesta a su pregunta.

Hay, por supuesto, docenas de técnicas de almacenamiento intermedio, es decir, convertir la electricidad a una forma diferente (como un volante) y luego volver cuando la necesite. Puede comprimir aire, calentar agua, hacer girar un motor (volante), bombear agua cuesta arriba, etc., y luego realizar una conversión inversa mediante turbinas u otros dispositivos. Tres de estos ya se están utilizando; Probablemente el más utilizado en la red de energía en este momento es el bombeo de agua a un área de almacenamiento elevada, aunque el aire comprimido se considera un almacenamiento intermedio para los generadores de energía eólica. El nivel de eficiencia es muy importante para cada tipo de conversión; En la actualidad, volver a calentar y volver es muy pobre para los convertidores termoeléctricos. Comenzar con colectores solares térmicos para el almacenamiento de sales fundidas (para turbinas de vapor), por otro lado, es bastante eficiente. También hay conversión de la química por electricidad, y luego la liberación de esa energía más tarde, como con la electrólisis y las celdas de combustible, pero eso es solo una batería, en última instancia.

No he visto una tabla en ninguna parte para las eficiencias de conversión, pero seguramente habrá una. Vi un artículo que citaba el almacenamiento y la conversión del volante (en ambos sentidos, total) estimado en 85-95%, lo cual es bastante bueno.

Si está interesado en los procesos de conversión de energía, le recomiendo que vaya a Amazon y busque la Conversión de energía directa, que cubre una gran cantidad de terreno muy interesante con una variedad de procesos de conversión termoiónicos, termoeléctricos y magnetohidrodinámicos. Hay muchos libros sobre el tema.

Answer 4

Para almacenar energía que ya está en forma eléctrica, mejores baterías en cada nivel de tamaño es un foco intenso de investigación. En el extremo grande, el método que prevalece hoy es el bombeo hidráulico. Una alternativa que no ha funcionado tan bien son los volantes.
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Para los vehículos, otra forma que no funcionó fue la propulsión de energía hidráulica almacenada (SHEP). Los acumuladores de vejiga y las transmisiones hidrostáticas, así como otros componentes utilizados, eran de grado industrial y pesados ​​y costosos para los estándares automotrices. Los componentes más ligeros han estado disponibles durante mucho tiempo, pero son de grado aeronáutico y aún más caros.
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Si cuenta los métodos en los que la energía se origina como combustible líquido, las celdas de combustible también son un área importante de investigación. Han sido desarrollados y probados en tamaños que van desde suplementos para baterías de teléfonos celulares hasta automotrices y energía de servicios públicos a escala local. Son potencialmente eficientes y en tamaños más pequeños se prestan a la cogeneración donde el calor residual se utiliza para aplicaciones de calefacción.
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Otras respuestas han abordado los súper o ultracondensadores. Se están probando en algunos autobuses para la recuperación de energía de frenado regenerativo. Su capacidad de almacenamiento volumétrico es más pobre que las baterías, pero pueden cargarse y descargarse rápidamente y, por lo tanto, manejar cargas transitorias en aplicaciones frecuentes de tránsito o entrega de parada y arranque.

Answer 5

Sí, hay pocos para uso inmediato:

• Almacenamiento mediante un volante pesado debido a su alta inercia (utilizado en UPS giratorio)
• Almacenamiento usando Super caps.
• Bucles superconductores con superconductores (producidos solo en los laboratorios)

Answer 6

En Gales, hay una gran represa hidroeléctrica que funciona como una batería muy grande. Dado que las centrales eléctricas tardan un poco en aumentar o disminuir su producción, esto ayuda a regular el suministro de energía.

En tiempos de exceso de generación, el agua del lago inferior se bombea cuesta arriba, hacia el embalse al otro lado de la presa. La energía almacenada es igual a la masa de agua levantada x 9.81 x la diferencia de altura entre los dos lagos.

Cuando se requiere más potencia que la suministrada (como cuando termina un programa de TV y todos ponen su tetera para hacer té), el sistema funciona de la otra manera. Las bombas se convierten en turbinas, y el agua almacenada se libera cuesta abajo hacia el lago inferior, haciendo girar las turbinas y generando electricidad.

Este sistema solo es realmente viable donde la geografía lo permite. En las colinas de Gales, hay una conveniente diferencia de altura que puede explotarse.

Answer 7

Las baterías probablemente serán la forma principal de almacenar energía eléctrica. Los condensadores son una alternativa a niveles de energía más bajos.
Por supuesto, la energía puede almacenarse de muchas maneras diferentes. Recuerdo que cuando era niño teníamos este despertador mecánico. Sin pilas Cada noche tenía que almacenar energía en el reloj enrollando el resorte mecánico en su interior. Qué invento tan ingenioso y totalmente verde.

Answer 8

Las capacidades se utilizan para almacenar energía y algunas incluso están diseñadas para realizar funciones de almacenamiento similares a las de la batería.

Answer 9

Incluso en condensadores cuando puede almacenar cargas
el almacenamiento de cargas significa el almacenamiento de electricidad durante toda la noche

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