ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿ ಸಂಗ್ರಹಣೆಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಸೂಪರ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಶಕ್ತಿ ಸಂಗ್ರಹಣೆ ಮತ್ತು ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಶಕ್ತಿ ಸಂಗ್ರಹಣೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಮೊದಲನೆಯದು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಎರಡನೆಯದು ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯ ಶೇಖರಣೆಯು ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಸೈಕಲ್ ಜೀವಿತಾವಧಿಯಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ತತ್ಕ್ಷಣದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕಡಿತದ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಗ್ರಿಡ್ನಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಆವರ್ತನದ ವಿದ್ಯುತ್ ಆಂದೋಲನಗಳನ್ನು ನಿಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ಆವರ್ತನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ.
ಸೂಪರ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಶಕ್ತಿ ಸಂಗ್ರಹಣೆ
ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು ಎಂದೂ ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಸೂಪರ್ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಚಾರ್ಜ್ನ ಶೇಖರಣೆಯ ಮೂಲಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುವ ಶಕ್ತಿಯ ಶೇಖರಣಾ ಸಾಧನಗಳಾಗಿವೆ. ಅವರ ಶಕ್ತಿಯ ಶೇಖರಣಾ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಂದ ಭಿನ್ನವಾಗಿದೆ; ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್-ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ನಲ್ಲಿ ಡಬಲ್ ಲೇಯರ್ನಿಂದ ರೂಪುಗೊಂಡ ಚಾರ್ಜ್ ಮೂಲಕ ಅವು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುತ್ತವೆ. ಸೂಪರ್ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆ, ಅಲ್ಟ್ರಾ-ದೀರ್ಘ ಸೈಕಲ್ ಜೀವಿತಾವಧಿ, ಮತ್ತು ಕ್ಷಿಪ್ರ ಚಾರ್ಜ್{4}}ವಿಸರ್ಜನಾ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಹೀಗಾಗಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ವಾಹನಗಳು, ಪುನರುತ್ಪಾದಕ ಬ್ರೇಕಿಂಗ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ಗಳು, ಬ್ಯಾಕ್ಅಪ್ ವಿದ್ಯುತ್ ಸರಬರಾಜು ಮತ್ತು ಗ್ರಿಡ್ ಆವರ್ತನ ನಿಯಂತ್ರಣದಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾದ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಅನ್ನು ಕಂಡುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಸೂಪರ್ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ, ಲಿಥಿಯಂ -ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗಿಂತ ತೀರಾ ಕಡಿಮೆ, ಕಡಿಮೆ{7}}ಅವಧಿಯ, ಅಧಿಕ{8}}ಪವರ್ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ಗಳ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ಗಳಿಗೆ ಅವುಗಳನ್ನು ಸೂಕ್ತವಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ, ವಸ್ತು ವಿಜ್ಞಾನದ ಪ್ರಗತಿಯೊಂದಿಗೆ, ಸೂಪರ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಮತ್ತಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗುವ ನಿರೀಕ್ಷೆಯಿದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಶಕ್ತಿ ಸಂಗ್ರಹ ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ.
ಸೂಪರ್ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಮೂರು ವರ್ಗಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು: ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಡಬಲ್-ಲೇಯರ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು, ಫ್ಯಾರಡೆ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು ಮತ್ತು ಹೈಬ್ರಿಡ್ ಸೂಪರ್ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಡಬಲ್{2}}ಲೇಯರ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು ಕಾರ್ಬನ್ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ಗಳಾಗಿ ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಅಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದೊಂದಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕದಿಂದ ರೂಪುಗೊಂಡ ಘನ-ದ್ರವ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ನಲ್ಲಿ ಚಾರ್ಜ್ ಬೇರ್ಪಡಿಕೆ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ಡಬಲ್{4}}ಲೇಯರ್ ರಚನೆಯನ್ನು ರಚಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು ಚಾರ್ಜ್ ಮತ್ತು ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡುವಾಗ ಭೌತಿಕ ಚಾರ್ಜ್ ಹೊರಹೀರುವಿಕೆ ಮತ್ತು ನಿರ್ಜಲೀಕರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತವೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಡಬಲ್{7}}ಲೇಯರ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ದೀರ್ಘಾವಧಿಯ ಜೀವಿತಾವಧಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೂ, ಅವುಗಳ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಈ ಸಾಧನಗಳು ವಾಣಿಜ್ಯ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಅನ್ನು ಸಾಧಿಸಿವೆ.
ಫ್ಯಾರಡೆ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು ಲೋಹದ ಆಕ್ಸೈಡ್ಗಳು ಅಥವಾ ವಾಹಕ ಪಾಲಿಮರ್ಗಳನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ವಸ್ತುಗಳಾಗಿ ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಅಲ್ಲಿ ಹೊರಹೀರುವಿಕೆ ಧಾರಣವು ಈ ವಸ್ತುಗಳ ಮೇಲ್ಮೈ ಮತ್ತು ಆಳವಿಲ್ಲದ ಬೃಹತ್ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಮೂಲಕ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಈ ರೀತಿಯ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನ ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ತತ್ವವು ಬ್ಯಾಟರಿಯಲ್ಲಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಹೋಲುತ್ತದೆ; ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಮೇಲ್ಮೈ ಪ್ರದೇಶಗಳನ್ನು ನೀಡಿದರೆ, ಇದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಡಬಲ್{1}}ಲೇಯರ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನ ಹಲವಾರು ಪಟ್ಟು ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್ ಅನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ತತ್ಕ್ಷಣದ ಹೆಚ್ಚಿನ-ಪ್ರಸ್ತುತ ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ಮತ್ತು ಸೈಕಲ್ ಜೀವಿತಾವಧಿಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ, ಫ್ಯಾರಡೆ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ಡಬಲ್{4}}ಲೇಯರ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳಂತೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಇದಲ್ಲದೆ, ಫ್ಯಾರಡೆ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಉತ್ಪಾದನಾ ವೆಚ್ಚಗಳು ಮತ್ತು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಇನ್ನೂ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಪ್ರಬುದ್ಧವಾಗಿಲ್ಲದಂತಹ ಸವಾಲುಗಳನ್ನು ಎದುರಿಸುತ್ತವೆ.
ಹೈಬ್ರಿಡ್ ಸೂಪರ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ದೀರ್ಘಾವಧಿಯ ಜೀವಿತಾವಧಿಗೆ ಹೆಸರುವಾಸಿಯಾಗಿದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ ವಾಣಿಜ್ಯೀಕರಣದ ಆರಂಭಿಕ ಹಂತದಲ್ಲಿದ್ದರೂ, ಅವುಗಳು ಅಗಾಧ ಭವಿಷ್ಯದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ.
ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಶಕ್ತಿ ಸಂಗ್ರಹಣೆ
ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಎನರ್ಜಿ ಸ್ಟೋರೇಜ್ ಎನ್ನುವುದು ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಶಕ್ತಿಯ ಶೇಖರಣಾ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವಾಗಿದ್ದು, ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪ್ರತಿರೋಧದ-ಮುಕ್ತ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲು ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಇದರ ಕೆಲಸದ ತತ್ವವು ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಕಾಯಿಲ್ನಲ್ಲಿ ನೇರ ಪ್ರವಾಹದ ಮೂಲಕ ಬಲವಾದ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವುದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ, ಆ ಮೂಲಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅಗತ್ಯವಿದ್ದಾಗ ಪ್ರಸ್ತುತ ವಿಸರ್ಜನೆಯ ಮೂಲಕ ಅದನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ಗಳು ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಹೊಂದಿರದ ಕಾರಣ, ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಶಕ್ತಿ ಶೇಖರಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ವಾಸ್ತವಿಕವಾಗಿ ಯಾವುದೇ ಶಕ್ತಿಯ ನಷ್ಟವಿಲ್ಲದೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಚಾರ್ಜ್ ಮತ್ತು ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು. ಇದಲ್ಲದೆ, ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಶಕ್ತಿಯ ಶೇಖರಣೆಯು ಅತ್ಯಂತ ವೇಗದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಸಮಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಮಿಲಿಸೆಕೆಂಡ್ಗಳಲ್ಲಿ ಚಾರ್ಜ್ ಮತ್ತು ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ವಿದ್ಯುತ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ತ್ವರಿತ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನಿಯಂತ್ರಣ ಮತ್ತು ಆವರ್ತನ ನಿಯಂತ್ರಣಕ್ಕೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಎನರ್ಜಿ ಶೇಖರಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ವೆಚ್ಚವು ಹೆಚ್ಚು, ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ಕ್ರಯೋಜೆನಿಕ್ ಕೂಲಿಂಗ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯಿಂದ ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಪ್ರಸ್ತುತ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ಗಳು ಗ್ರಿಡ್ ಸ್ಥಿರತೆ ಮತ್ತು ಮಿಲಿಟರಿ ಉಪಕರಣಗಳಂತಹ ಹೆಚ್ಚಿನ{6}}ಪವರ್, ಅಲ್ಪಾವಧಿಯ ಶಕ್ತಿ ಸಂಗ್ರಹಣೆಯ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ವಿಶೇಷ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾಗಿವೆ.
ಸಾಮಾನ್ಯ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ವಸ್ತುಗಳು Nb-Ti ಮತ್ತು Nb3Sn ನಂತಹ ಕಡಿಮೆ{0}}ತಾಪಮಾನದ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ಗಳು, ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ಗಳಾದ Yttrium ಬೇರಿಯಮ್ ಕಾಪರ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ (YBCO) ಮತ್ತು ಬಿಸ್ಮತ್ ಸ್ಟ್ರಾಂಷಿಯಂ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಕಾಪರ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ (BSCCO). ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ಗಳು ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿರ್ಣಾಯಕ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ, ತಂಪಾಗಿಸುವ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಶಕ್ತಿಯ ಶೇಖರಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಮತ್ತು ಆರ್ಥಿಕವಾಗಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ.