Energilagring

admin 0 Comments Articles

Energilagring

OutlineEdit

Den følgende liste omfatter en række forskellige typer af energilagring:

MechanicalEdit

Energi kan lagres i vand, der pumpes op til en højere beliggenhed ved hjælp af pumpelagringsmetoder eller ved at flytte fast stof til højere beliggenhed (tyngdekraftbatterier). Andre kommercielle mekaniske metoder omfatter komprimering af luft og svinghjul, der omdanner elektrisk energi til intern energi eller kinetisk energi og derefter tilbage igen, når den elektriske efterspørgsel topper.

VandkraftEdit

Hydroelektriske dæmninger med reservoirer kan drives for at levere elektricitet på tidspunkter med spidsbelastningsefterspørgsel. Vand oplagres i reservoiret i perioder med lav efterspørgsel og frigives, når efterspørgslen er høj. Nettoeffekten svarer til pumpelagring, men uden pumpetab.

Selv om en vandkraftdæmning ikke direkte lagrer energi fra andre produktionsenheder, opfører den sig på samme måde ved at sænke produktionen i perioder med overskud af elektricitet fra andre kilder. På denne måde er dæmninger en af de mest effektive former for energilagring, fordi kun tidspunktet for deres produktion ændres. Vandkraftturbiner har en opstartstid i størrelsesordenen få minutter.

Pumped hydroEdit

Sir Adam Beck Generating Complex ved Niagara Falls, Canada, som omfatter et stort vandkraftreservoir med pumpelagring for at levere yderligere 174 MW elektricitet i perioder med spidsbelastning.

Pumped-storage hydroelectricity (PSH) er på verdensplan den form for aktiv energilagring på nettet med den største kapacitet, der er tilgængelig, og i marts 2012 rapporterer Electric Power Research Institute (EPRI), at PSH udgør mere end 99 % af bulklagringskapaciteten på verdensplan, hvilket svarer til ca. 127 000 MW. PSH’s energieffektivitet varierer i praksis mellem 70 % og 80 %, med krav om op til 87 %.

I perioder med lav elektrisk efterspørgsel anvendes overskydende produktionskapacitet til at pumpe vand fra en lavere kilde til en højere beliggende reservoir. Når efterspørgslen stiger, ledes vandet tilbage til et lavere reservoir (eller en vandvej eller et vandområde) gennem en turbine, hvorved der produceres elektricitet. Reversible turbinegeneratoraggregater fungerer både som pumpe og turbine (normalt en Francis-turbine). Næsten alle anlæg udnytter højdeforskellen mellem to vandområder. Rene pumpelagringsanlæg skifter vandet mellem reservoirer, mens “pump-back”-metoden er en kombination af pumpelagringsanlæg og konventionelle vandkraftværker, der udnytter den naturlige vandløbsstrøm.

TrykluftRediger

Et trykluftslokomotiv, der blev brugt inde i en mine mellem 1928 og 1961.

Lagring af energi ved hjælp af trykluft (CAES) bruger overskydende energi til at komprimere luft med henblik på efterfølgende elproduktion. Systemer i lille skala har længe været anvendt til f.eks. fremdrift af minelokomotiver. Den komprimerede luft lagres i et underjordisk reservoir, f.eks. en saltkuppel.

Compressed-air energy storage (CAES)-anlæg kan bygge bro over kløften mellem produktionsvolatilitet og belastning. CAES-lagring opfylder forbrugernes energibehov ved effektivt at levere lettilgængelig energi til at dække efterspørgslen. Vedvarende energikilder som vind- og solenergi varierer. Så på tidspunkter, hvor de kun leverer lidt strøm, skal de suppleres med andre former for energi for at opfylde energiefterspørgslen. Lagringsanlæg med komprimeret luft kan opsamle overskudsenergiproduktionen fra vedvarende energikilder i perioder med overproduktion af energi. Denne lagrede energi kan bruges på et senere tidspunkt, når efterspørgslen efter elektricitet stiger, eller når tilgængeligheden af energikilderne falder.

Komprimering af luft skaber varme; luften er varmere efter komprimering. Ekspansion kræver varme. Hvis der ikke tilføres ekstra varme, vil luften være meget koldere efter ekspansion. Hvis den varme, der genereres under kompressionen, kan lagres og anvendes under ekspansionen, forbedres effektiviteten betydeligt. Et CAES-system kan håndtere varmen på tre måder. Luftlagring kan være adiabatisk, diabatisk eller isotermisk. En anden fremgangsmåde anvender komprimeret luft til at drive køretøjer.

FlyvehjulRediger

Hovedkomponenterne i et typisk svinghjul.

Et Flybrid Kinetic Energy Recovery System svinghjul. Det er bygget til brug på Formel 1-racerbiler og anvendes til at genvinde og genbruge kinetisk energi, der er opsamlet under bremsning.

Svullehjulsenergilagring (FES) fungerer ved at accelerere en rotor (et svullehjul) til en meget høj hastighed og fastholde energien som rotationsenergi. Når der tilføres energi, øges svinghjulets rotationshastighed, og når der udvindes energi, falder hastigheden på grund af energiens bevarelse.

De fleste FES-systemer anvender elektricitet til at accelerere og bremse svinghjulet, men der overvejes også anordninger, der direkte anvender mekanisk energi.

FES-systemer har rotorer af kulfiberkompositter med høj styrke, der er ophængt i magnetiske lejer og drejer med hastigheder fra 20.000 til over 50.000 omdrejninger pr. minut (rpm) i et vakuumkabinet. Sådanne svinghjul kan nå maksimal hastighed (“opladning”) i løbet af få minutter. Svullehjulssystemet er forbundet til en kombination af elmotor/generator.

FES-systemer har relativt lang levetid (de kan holde i årtier med lidt eller ingen vedligeholdelse; levetiden for svullehjul med fuld cyklus er angivet til over 105 og op til 107 brugscyklusser), høj specifik energi (100-130 W-h/kg, eller 360-500 kJ/kg) og høj effekttæthed.

Fastmassegravitation Edit

Vandring af faste massers højde kan lagre eller frigive energi via et løftesystem, der drives af en elektrisk motor/generator. Undersøgelser tyder på, at energien kan begynde at blive frigivet med så lidt som 1 sekunds varsel, hvilket gør metoden til en nyttig supplerende indføring i et elnet til at afbalancere belastningsstød.

Effektiviteten kan være så høj som 85 % genvinding af den lagrede energi.

Dette kan opnås ved at placere masserne inde i gamle lodrette mineskakte eller i specielt konstruerede tårne, hvor de tunge vægte hejses op for at lagre energi og får lov til en kontrolleret nedstigning for at frigive den. I 2020 er en prototype af et vertikalt lager ved at blive bygget i Edinburgh, Skotland

Potentiel energilagring eller gravitationsenergilagring var under aktiv udvikling i 2013 i samarbejde med California Independent System Operator. Det undersøgte bevægelsen af jordfyldte tragtvogne, der drives af elektriske lokomotiver, fra lavere til højere højder.

Andre foreslåede metoder omfatter:-

• anvendelse af skinner og kraner til at flytte betonvægte op og ned;
• anvendelse af solcelledrevne ballonplatforme i høj højde, der understøtter spil til at hæve og sænke faste masser, der er slået ned under dem,
• anvendelse af spil, der understøttes af en havpram for at udnytte en højdeforskel på 4 km (13 000 fod) mellem havets overflade og havbunden,

Fjernvarmeakkumuleringstårn fra Theiss nær Krems an der Donau i Niederösterreich med en termisk kapacitet på 2 GWh

ThermalEdit

Termisk energilagring (TES) er midlertidig lagring eller fjernelse af varme.

Sensitiv varme termiskRediger

Sensitiv varmelagring udnytter den følsomme varme i et materiale til at lagre energi.

Sæsonbestemt termisk energilagring (STES) gør det muligt at bruge varme eller kulde måneder efter, at den er blevet opsamlet fra affaldsenergi eller naturlige kilder. Materialet kan lagres i indesluttede grundvandsmagasiner, klynger af borehuller i geologiske substrater såsom sand eller krystallinsk grundfjeld, i forede gruber fyldt med grus og vand eller vandfyldte miner. Sæsonbestemte termiske energilagringsprojekter (STES) har ofte en tilbagebetalingstid på fire til seks år. Et eksempel er Drake Landing Solar Community i Canada, hvor 97 % af varmen året rundt leveres af solfangere på garagetagene, med et termisk energilager i borehullet (BTES) som den grundlæggende teknologi. I Braedstrup, Danmark, bruger kommunens solvarmeanlæg også STES ved en temperatur på 65 °C (149 °F). En varmepumpe, som kun kører, når der er overskud af vindkraft på det nationale net, bruges til at hæve temperaturen til 80 °C (176 °F) med henblik på distribution. Når der ikke er overskud af vindmøllestrøm til rådighed, anvendes en gasfyret kedel. Tyve procent af Braedstrups varme er solvarme.

Latent varme termisk (LHTES)Edit

Latent varme termiske energilagringssystemer fungerer ved at overføre varme til eller fra et materiale for at ændre dets fase. En faseændring er smeltning, størkning, fordampning eller flydendegørelse. Et sådant materiale kaldes et faseændringsmateriale (PCM). Materialer, der anvendes i LHTES, har ofte en høj latent varme, så ved deres specifikke temperatur absorberer faseændringen en stor mængde energi, meget mere end den følsomme varme.

En dampakkumulator er en type LHTES, hvor faseændringen sker mellem væske og gas og udnytter vands latente fordampningsvarme. Islagerklimaanlæg bruger elektricitet uden for spidsbelastningsperioder til at lagre kulde ved at fryse vand til is. Den lagrede kulde i isen frigives under smelteprocessen og kan bruges til køling i spidsbelastningstimerne.

Kryogen termisk energilagringRediger

Se hovedartiklen Kryogen energilagring

Luft kan gøres flydende ved køling ved hjælp af elektricitet og lagres som kryogen med eksisterende teknologier. Den flydende luft kan derefter ekspanderes gennem en turbine, og energien kan genvindes som elektricitet. Systemet blev demonstreret på et pilotanlæg i Storbritannien i 2012. i 2019 annoncerede Highview planer om at bygge et 50 MW-anlæg i det nordlige England og det nordlige Vermont, hvor det foreslåede anlæg kan lagre fem til otte timers energi, hvilket giver en lagerkapacitet på 250-400 MWh.

Carnot-batteriRediger

Se hovedartiklen Carnot-batteri

Elektrisk energi kan lagres i varmelagre ved hjælp af resistiv opvarmning eller varmepumper, og den lagrede varme kan omdannes tilbage til elektricitet via Rankine-cyklus eller Brayton-cyklus.Denne teknologi er blevet undersøgt for at eftermontere eksisterende kulfyrede kraftværker til fossilbrændstoffri produktionssystemer. Kulfyrede kedler erstattes af højtemperaturvarmelagring, som oplades af overskydende elektricitet fra variable vedvarende energikilder.I 2020 begynder German Aerospace Center at konstruere verdens første Carnot-batterisystem i stor skala med en lagerkapacitet på 1 000 MWh.

ElektrokemiskRediger

Genopladeligt batteriRediger

En genopladelig batteribank, der anvendes som en uafbrydelig strømforsyning i et datacenter

Et genopladeligt batteri består af en eller flere elektrokemiske celler. Det er kendt som en “sekundær celle”, fordi dets elektrokemiske reaktioner er elektrisk reversible. Genopladelige batterier findes i mange former og størrelser, lige fra knapceller til megawatt-systemer.

Genopladelige batterier har lavere samlede anvendelsesomkostninger og miljøpåvirkning end ikke-opladelige (engangs-) batterier. Nogle typer genopladelige batterier fås i de samme formfaktorer som engangsbatterier. Genopladelige batterier har højere startomkostninger, men kan genoplades meget billigt og bruges mange gange.

De almindelige genopladelige batterier omfatter:

• Bly-syre-batteri: Blysyrebatterier har den største markedsandel af elektriske lagringsprodukter. En enkelt celle producerer ca. 2 V, når den oplades. I opladet tilstand er den negative elektrode af metallisk bly og den positive elektrode af blysulfat nedsænket i en fortyndet svovlsyre (H2SO4)-elektrolyt. Under afladningsprocessen skubbes elektroner ud af cellen, idet der dannes blysulfat ved den negative elektrode, mens elektrolytten reduceres til vand.

• Blybatteriteknologien er blevet udviklet i vid udstrækning. Vedligeholdelsen kræver minimal arbejdskraft, og omkostningerne er lave. Batteriets tilgængelige energikapacitet er udsat for en hurtig afladning, hvilket resulterer i en lav levetid og en lav energitæthed.

• Nikkel-cadmium-batteri (NiCd): Bruger nikkeloxidhydroxid og metallisk cadmium som elektroder. Cadmium er et giftigt grundstof og blev forbudt til de fleste anvendelser af Den Europæiske Union i 2004. Nikkel-cadmium-batterier er næsten helt blevet erstattet af nikkel-metalhydrid-batterier (NiMH).
• Nikkel-metalhydrid-batteri (NiMH): Nikkel-metalhydrid-batteri (NiMH): De første kommercielle typer var tilgængelige i 1989. De er nu en almindelig forbruger- og industritype. Batteriet har en hydrogenabsorberende legering til den negative elektrode i stedet for cadmium.
• Lithium-ion-batteri: Valget i mange forbrugerelektronikprodukter og har et af de bedste forhold mellem energi og masse og en meget langsom selvafladning, når de ikke er i brug.
• Lithium-ion-polymerbatteri: Disse batterier er lette i vægt og kan fremstilles i enhver ønsket form.

Flow-batteriRediger

Et flowbatteri fungerer ved at lade en opløsning passere over en membran, hvor ioner udveksles for at oplade eller aflade cellen. Cellespændingen er kemisk bestemt af Nernst-ligningen og varierer i praktiske anvendelser fra 1,0 V til 2,2 V. Lagringskapaciteten afhænger af opløsningsvolumenet. Et flowbatteri er teknisk set både beslægtet med en brændselscelle og en elektrokemisk akkumulatorcelle. Kommercielle anvendelser er til lagring med lang halvcyklus som f.eks. backup-netstrøm.

SupercapacitorEdit

En af en flåde af elbusser drevet af superkondensatorer, ved en hurtigopladningsstation-busstoppested, i brug under Expo 2010 i Shanghai Kina. Opladningsskinner kan ses ophængt over bussen.

Superkondensatorer, også kaldet elektriske dobbeltlagskondensatorer (EDLC) eller ultrakondensatorer, er en familie af elektrokemiske kondensatorer, som ikke har konventionelle faste dielektrikum. Kapacitansen bestemmes af to lagringsprincipper, nemlig dobbeltlagskapacitans og pseudokapacitans.

Superkondensatorer bygger bro mellem konventionelle kondensatorer og genopladelige batterier. De lagrer mest energi pr. volumenenhed eller masse (energitæthed) blandt kondensatorer. De kan rumme op til 10 000 farads/1,2 volt, hvilket er op til 10 000 gange så meget som elektrolytkondensatorer, men leverer eller modtager mindre end halvt så meget strøm pr. tidsenhed (effekttæthed).

Mens superkondensatorer har en specifik energi og energitæthed, der er ca. 10 % af batteriernes, er deres effekttæthed generelt 10 til 100 gange større. Dette resulterer i meget kortere opladnings-/afladningscyklusser. De tåler også mange flere opladnings- og afladningscyklusser end batterier.

Superkondensatorer har mange anvendelsesmuligheder, bl.a:

• Lav strømforsyning til backup af hukommelse i statisk hukommelse med tilfældig adgang (SRAM)
• Effekt til biler, busser, tog, kraner og elevatorer, herunder energigenvinding fra bremsning, kortvarig energilagring og strømforsyning i burst-mode

Anden kemiskRediger

Effekt til gasRediger

Power to gas er omdannelse af elektricitet til et gasformigt brændstof som f.eks. brint eller metan. De tre kommercielle metoder anvender elektricitet til at reducere vand til brint og ilt ved hjælp af elektrolyse.

I den første metode injiceres brint i naturgasnettet eller anvendes til transport. Ved den anden metode kombineres brinten med kuldioxid for at producere metan ved hjælp af en metaniseringsreaktion som Sabatier-reaktionen eller biologisk metanisering, hvilket resulterer i et ekstra energiomdannelsestab på 8 %. Metanen kan derefter ledes ind i naturgasnettet. Den tredje metode anvender udgangsgassen fra en trægasgenerator eller et biogasanlæg, efter at biogasopgraderen er blandet med brint fra elektrolyseringsanlægget, til at opgradere kvaliteten af biogassen.

BrintRediger

Elementet brint kan være en form for lagret energi. Brint kan producere elektricitet via en brintbrændselscelle.

Ved en gennemtrængning på under 20 % af efterspørgslen i nettet ændrer vedvarende energikilder ikke i alvorlig grad økonomien; men over ca. 20 % af den samlede efterspørgsel bliver ekstern lagring vigtig. Hvis disse kilder anvendes til at fremstille ionisk brint, kan de frit udvides. Et femårigt samfundsbaseret pilotprogram med vindmøller og brintgeneratorer blev indledt i 2007 i det fjerntliggende samfund Ramea i Newfoundland og Labrador. Et lignende projekt blev påbegyndt i 2004 på Utsira, en lille norsk ø.

Energitab i brintlagringscyklussen stammer fra elektrolyse af vand, flydendegørelse eller komprimering af brint og omdannelse til elektricitet.

Der kræves ca. 50 kW-h (180 MJ) solenergi for at producere et kilo brint, så prisen på elektricitet er afgørende. Ved 0,03 $/kWh, en almindelig pris for højspændingsledninger uden for spidsbelastningsperioder i USA, koster brint 1,50 $ pr. kg elektricitet, svarende til 1,50 $/gallon for benzin. Andre omkostninger omfatter elektrolyseringsanlægget, brintkompressorer eller flydendegørelse, opbevaring og transport.

Hydrogen kan også fremstilles af aluminium og vand ved at strippe aluminiums naturligt forekommende aluminiumoxidbarriere og introducere den til vand. Denne metode er fordelagtig, fordi genbrugte aluminiumsdåser kan anvendes til at generere brint, men systemer til at udnytte denne mulighed er ikke blevet udviklet kommercielt og er langt mere komplekse end elektrolysesystemer. Almindelige metoder til at fjerne oxidlaget omfatter kaustiske katalysatorer som natriumhydroxid og legeringer med gallium, kviksølv og andre metaller.

Ved underjordisk brintlagring forstås brintlagring i grotter, saltkupler og udtømte olie- og gasfelter. Imperial Chemical Industries har i mange år uden problemer opbevaret store mængder gasformig brint i grotter hos Imperial Chemical Industries. Det europæiske Hyunder-projekt viste i 2013, at lagring af vind- og solenergi ved hjælp af underjordisk brint ville kræve 85 kaverner.

Powerpaste er en flydende gel på basis af magnesium og brint, der frigiver brint, når den reagerer med vand. Den blev opfundet, patenteret og udvikles af Fraunhofer Institute for Manufacturing Technology and Advanced Materials (IFAM) under Fraunhofer-Gesellschaft. Powerpaste fremstilles ved at kombinere magnesiumpulver med brint for at danne magnesiumhydrid i en proces ved 350 °C og fem til seks gange atmosfærisk tryk. Derefter tilsættes en ester og et metalsalt for at fremstille det færdige produkt. Fraunhofer oplyser, at de er ved at opføre et produktionsanlæg, der forventes at starte produktionen i 2021, og som vil producere 4 tons Powerpaste om året. Fraunhofer har patenteret deres opfindelse i USA og EU. Fraunhofer hævder, at Powerpaste er i stand til at lagre brintenergi med 10 gange så høj energitæthed som et lithiumbatteri af samme dimension og er sikkert og praktisk i bilsituationer.

MetanRediger

Metan er det enkleste kulbrintestof med molekylformlen CH4. Metan er lettere at lagre og transportere end brint. Infrastrukturen for lagring og forbrænding (rørledninger, gasometre, kraftværker) er moden.

Syntetisk naturgas (syngas eller SNG) kan fremstilles i en flertrinsproces, der starter med brint og ilt. Derefter reageres brint med kuldioxid i en Sabatier-proces, hvorved der dannes metan og vand. Metan kan lagres og senere anvendes til at producere elektricitet. Det resulterende vand genanvendes, hvilket reducerer behovet for vand. I elektrolysefasen lagres ilt til metanforbrænding i et rent iltmiljø på et tilstødende kraftværk, hvorved kvælstofoxider elimineres.

Methanforbrænding producerer kuldioxid (CO2) og vand. Kuldioxiden kan genanvendes for at sætte gang i Sabatier-processen, og vandet kan genanvendes til yderligere elektrolyse. Metanproduktion, -lagring og -forbrænding genbruger reaktionsprodukterne.

CO2 har økonomisk værdi som en komponent i en energilagringsvektor, ikke som en omkostning som ved kulstofopsamling og -lagring.

Power to liquidRediger

Power to liquid svarer til power to gas, bortset fra at brinten omdannes til væsker som f.eks. methanol eller ammoniak. Disse er lettere at håndtere end gasser og kræver færre sikkerhedsforanstaltninger end brint. De kan bruges til transport, herunder fly, men også til industrielle formål eller i energisektoren.

BiobrændstofferRediger

Forskellige biobrændstoffer som f.eks. biodiesel, vegetabilsk olie, alkoholbrændstoffer eller biomasse kan erstatte fossile brændstoffer. Forskellige kemiske processer kan omdanne kulstof og brint i kul, naturgas, vegetabilsk og animalsk biomasse og organisk affald til korte kulbrinter, der er egnede som erstatning for eksisterende kulbrinter. Som eksempler kan nævnes Fischer-Tropsch-diesel, methanol, dimethylether og syngas. Denne dieselkilde blev i stor udstrækning anvendt under Anden Verdenskrig i Tyskland, som havde begrænset adgang til råolie. Sydafrika producerer det meste af landets diesel på grundlag af kul af lignende årsager. En langsigtet oliepris på over 35 USD/bbl. kan gøre sådanne syntetiske flydende brændstoffer i stor skala økonomisk rentable.

AluminiumRediger

Aluminium er blevet foreslået som et energilager af en række forskere. Dets elektrokemiske ækvivalent (8,04 Ah/cm3) er næsten fire gange større end lithiums (2,06 Ah/cm3). Der kan udvindes energi fra aluminium ved at lade det reagere med vand for at generere brint. Det skal dog først fratages sit naturlige oxidlag, hvilket kræver pulverisering, kemiske reaktioner med kaustiske stoffer eller legeringer. Biproduktet af reaktionen for at skabe brint er aluminiumoxid, som kan genanvendes til aluminium med Hall-Héroult-processen, hvilket gør reaktionen teoretisk set vedvarende. Hvis Hall-Héroult-processen drives ved hjælp af sol- eller vindkraft, kan aluminium bruges til at lagre den producerede energi med højere effektivitet end direkte solelektrolyse.

Bor, silicium og zinkRediger

Bor, silicium og zink er blevet foreslået som energilagringsløsninger.

Andre kemiskeRediger

Den organiske forbindelse norbornadien omdannes til quadricyclan ved eksponering for lys og lagrer solenergien som energi fra kemiske bindinger. Et fungerende system er blevet udviklet i Sverige som et molekylært solvarmeanlæg.

Elektriske metoderRediger

KondensatorRediger

Denne mylarfilm, oliefyldte kondensator har meget lav induktans og lav modstand, for at kunne levere den høje effekt (70 megawatt) og den meget høje hastighed (1.2 mikrosekunder) udladninger, der er nødvendige for at drive en farvestoflaser.

En kondensator (oprindeligt kendt som en “kondensator”) er en passiv elektrisk komponent med to terminaler, der anvendes til at lagre energi elektrostatisk. Praktiske kondensatorer varierer meget, men alle indeholder mindst to elektriske ledere (plader), der er adskilt af et dielektrikum (dvs. en isolator). En kondensator kan lagre elektrisk energi, når den er afbrudt fra sit opladningskredsløb, så den kan bruges som et midlertidigt batteri eller som andre typer genopladelige energilagringssystemer. Kondensatorer anvendes almindeligvis i elektroniske apparater til at opretholde strømforsyningen, mens batterierne skifter. (Dette forhindrer tab af information i flygtig hukommelse.) Konventionelle kondensatorer leverer mindre end 360 joule pr. kg, mens et konventionelt alkalisk batteri har en tæthed på 590 kJ/kg.

Kondensatorer lagrer energi i et elektrostatisk felt mellem deres plader. Ved en potentialforskel på tværs af lederne (f.eks. når en kondensator er tilsluttet på tværs af et batteri) udvikles der et elektrisk felt på tværs af dielektret, hvorved positiv ladning (+Q) samles på den ene plade og negativ ladning (-Q) samles på den anden plade. Hvis et batteri er tilsluttet en kondensator i tilstrækkelig lang tid, kan der ikke løbe nogen strøm gennem kondensatoren. Hvis der imidlertid påføres en accelererende eller vekselspænding over kondensatorens ledninger, kan der løbe en forskydningsstrøm. Ud over kondensatorplader kan ladning også lagres i et dielektrisk lag.

Kapacitansen er større, når der er en smallere afstand mellem lederne, og når lederne har et større overfladeareal. I praksis afgiver dielektrisket mellem pladerne en lille mængde lækstrøm og har en grænse for elektrisk feltstyrke, kendt som nedbrydningsspænding. Effekten af genopretning af et dielektrikum efter et højspændingsnedbrud er imidlertid lovende for en ny generation af selvhelbredende kondensatorer. Lederne og ledningerne introducerer uønsket induktans og modstand.

Forskningen vurderer kvanteeffekterne af nanoskala kondensatorer til digitale kvantebatterier.

Superledende magnetikRediger

Superledende magnetiske energilagringssystemer (SMES) lagrer energi i et magnetfelt skabt af strømmen af jævnstrøm i en superledende spole, der er blevet afkølet til en temperatur under dens superledende kritiske temperatur. Et typisk SMES-system omfatter en superledende spole, et strømkonditioneringssystem og et køleskab. Når den superledende spole er opladet, aftager strømmen ikke, og den magnetiske energi kan lagres i det uendelige.

Den lagrede energi kan frigives til nettet ved at aflade spolen. Den tilknyttede inverter/retterefterretter står for ca. 2-3 % energitab i hver retning. SMES taber den mindste mængde elektricitet i energilagringsprocessen sammenlignet med andre metoder til lagring af energi. SMES-systemer har en effektivitet på mere end 95 % i hele vejen rundt.

På grund af energikravene til køling og omkostningerne ved superledende ledninger anvendes SMES til kortvarig lagring, f.eks. til forbedring af strømkvaliteten. Det har også anvendelser i forbindelse med balancering af nettet.