Ruajtja e energjisë elektrikekryesisht përfshin ruajtjen e energjisë së superkondensatorit dhe ruajtjen e energjisë superpërcjellëse. E para ruan energjinë elektrike në një fushë elektrike, ndërsa e dyta ruan energjinë elektrike në një fushë magnetike. Ruajtja e energjisë elektrike ka avantazhe të rëndësishme në densitetin e energjisë dhe jetëgjatësinë e ciklit, mund të zvogëlojë ndikimin e ndërprerjeve të menjëhershme të energjisë, të shtypë-luhatjet e energjisë me frekuencë të ulët në rrjet dhe të përmirësojë karakteristikat e tensionit dhe frekuencës.
Ruajtja e energjisë së superkondensatorit
Superkondensatorët, të njohur gjithashtu si kondensatorë elektrokimikë, janë pajisje të ruajtjes së energjisë që ruajnë energjinë përmes akumulimit të ngarkesës në sipërfaqen e elektrodës. Mekanizmi i tyre i ruajtjes së energjisë ndryshon nga bateritë tradicionale; ata ruajnë energjinë përmes ngarkesës së formuar nga shtresa e dyfishtë në ndërfaqen e elektrolitit-. Superkondensatorët posedojnë densitet jashtëzakonisht të lartë të fuqisë, jetëgjatësi ultra{3}}e ciklit të gjatë dhe aftësi shkarkimi- të shpejtë, duke gjetur kështu aplikim të gjerë në automjetet elektrike, sistemet e frenimit rigjenerues, furnizimet me energji rezervë dhe rregullimin e frekuencës së rrjetit. Megjithatë, dendësia e energjisë e superkondensatorëve është relativisht e ulët, shumë më e ulët se ajo e baterive me jon-litiumi, duke i bërë ato të përshtatshme për aplikacione që kërkojnë-aplikime afatshkurtëra- me fuqi të lartë. Në të ardhmen, me përparimet në shkencën e materialeve, densiteti i energjisë i superkondensatorëve pritet të rritet më tej, duke zgjeruar kështu aplikimet e tyre në tregun e ruajtjes së energjisë.
Superkondensatorët mund të klasifikohen kryesisht në tre kategori: kondensatorë elektrikë me dy shtresa-, kondensatorë Faraday dhe superkondensatorë hibridë. Kondensatorët elektrikë me dy-shtresa përdorin materiale karboni si elektroda, ku ndarja e ngarkesës ndodh në ndërfaqen e ngurtë-të lëngshme të formuar nga kontakti me elektrolitin, duke krijuar një strukturë elektrike me dy shtresa{{4}. Këta kondensatorë i nënshtrohen proceseve të adsorbimit dhe desorbimit të ngarkesës fizike gjatë karikimit dhe shkarkimit. Megjithëse kondensatorët elektrikë me dy shtresa- posedojnë densitet të lartë të fuqisë dhe jetëgjatësi të gjatë, densiteti i tyre i energjisë është relativisht i ulët. Aktualisht, këto pajisje kanë arritur aplikim komercial.
Kondensatorët Faraday përdorin okside metalike ose polimere përçuese si materiale elektrodë, ku kapaciteti i absorbimit formohet përmes reaksioneve redoks në sipërfaqe dhe zona të cekëta të këtyre materialeve. Parimi i funksionimit të këtij lloji të kondensatorit është i ngjashëm me procesin e reagimit në një bateri; duke pasur parasysh sipërfaqe të ngjashme të sipërfaqes së elektrodës, ajo mund të sigurojë disa herë kapacitetin e një kondensatori elektrik me dy shtresa-. Megjithatë, për sa i përket karakteristikave të fuqisë për shkarkimin e menjëhershëm të rrymës së lartë-dhe jetëgjatësinë e ciklit, kondensatorët Faraday nuk funksionojnë aq mirë sa kondensatorët elektrikë me dy shtresa-. Për më tepër, kondensatorët Faraday përballen gjithashtu me sfida të tilla si kostot e larta të prodhimit dhe teknologjia që nuk është ende plotësisht e pjekur.
Superkondensatorët hibridë janë të njohur për densitetin e tyre të lartë të energjisë dhe jetëgjatësinë e gjatë. Edhe pse aktualisht në fazat e hershme të komercializimit, ato posedojnë potencial të madh zhvillimi në të ardhmen.
Ruajtja e energjisë superpërcjellëse
Ruajtja e energjisë superpërcjellëse është një teknologji e ruajtjes së energjisë elektromagnetike që përdor superpërçuesit për të ruajtur energjinë elektrike në një gjendje të lirë-rezistence. Parimi i tij i punës përfshin gjenerimin e një fushe magnetike të fortë përmes një rryme të drejtpërdrejtë në një spirale superpërçuese, duke ruajtur kështu energjinë dhe duke e lëshuar atë përmes shkarkimit aktual kur është e nevojshme. Për shkak se superpërçuesit nuk kanë rezistencë në temperatura të ulëta, sistemet e ruajtjes së energjisë superpërcjellëse mund të arrijnë efikasitet jashtëzakonisht të lartë të ngarkimit dhe shkarkimit pa pothuajse asnjë humbje energjie. Për më tepër, ruajtja e energjisë superpërcjellëse ka kohë reagimi jashtëzakonisht të shpejtë, duke arritur ngarkimin dhe shkarkimin në milisekonda, duke e bërë atë të përshtatshëm për rregullimin e menjëhershëm të tensionit dhe kontrollin e frekuencës në sistemet e energjisë. Megjithatë, kostoja e sistemeve të ruajtjes së energjisë superpërcjellëse është e lartë, kryesisht e kufizuar nga zhvillimi i materialeve superpërcjellëse dhe teknologjia e ftohjes kriogjenike. Prandaj, aplikacionet aktuale janë kryesisht të përqendruara në fusha të veçanta që kërkojnë-fuqi të lartë,-ruajtje afatshkurtër të energjisë, të tilla si stabiliteti i rrjetit dhe pajisjet ushtarake.
Materialet e zakonshme superpërcjellëse përfshijnë-mbipërçuesit me temperaturë të ulët si Nb-Ti dhe Nb3Sn, dhe superpërçues me temperaturë të lartë{{3} si oksidi i bakrit i bariumit (YBCO) dhe oksidi i bakrit i kalciumit të stronciumit të bismutit (BSCCO). Superpërcjellësit me temperaturë të lartë-kanë temperatura kritike më të larta sesa superpërçuesit me temperaturë të ulët-, duke reduktuar kërkesat për ftohje dhe duke i bërë sistemet e ruajtjes së energjisë superpërcjellëse më praktike dhe ekonomike.