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包括的事宜
概览
机会速成教学在聪明的网格存贮的
对化工存贮的近期申请在聪明的网格
化工存贮的将来的好处在聪明的网格的
有通用共识当前网格不是满足的根据效率、可靠性、证券和其环境影响提供我们的现代社团的电能需要。 一个解决方法将升级到聪明的网格，发展存在许多机会。 当有可能存储电的几竞争的技术时 (抽的与氢结合，压缩空气、飞轮、化工存贮， ultracapacitor，超导磁性)， NanoMarkets 相信最扣人心弦的机会将来自材料和化工电池和 ultracapacitors 的系统应用。
化工电池和 ultracapacitors 聘用一个强制的值提议与其他解决方法比较，因为他们是电子存贮的最经济的解决方法和没有被限制到某些地理位置。 他们也有一个非常小的碳脚印，并且今天提供重大的潜在的应用以及对更加深刻的市场渗透的一个模式作为材料改善和制造改善/成本降低在下十年期间演变。
聪明的网格存贮可以分类到负载均衡和质量用途 (比一分钟) 和长期储备的短期存储器的峰顶刮/负荷转移的应用 (存贮分钟或小时)。 Ultracapacitors 是非常合适的对负载均衡和质量应用，因为他们有一种非常快速放电和充电回应，没有对他们的存贮能力的降低有一个高电流能力，并且可以被循环数十万次。 因为他们有高能密度和在许多情况下长的服务寿命，化工电池是刮应用的峰顶的理想的候选人。
负载均衡存贮的近期机会是清楚的。 大约 90% 的动力故障不再比二秒持续为，并且 98% 的停机持续，至多， 30 秒，但是他们的经济作用大。 估计从 $75 范围到 $200 十亿每从功率中断的年影响由于失去的时间、失去的商务和故障对设备。 当当前有在保护重要基础设施时的 UPS 系统的一个大增长市场，对 ultracapacitors 在能力和制造成本减少的改善特别是在新的行业和商业建筑将创建他们的新市场。
化工电池存贮表示几种聪明的网格应用的一个重要要素在多个层次沿价值链。 批量价格套利、中央发电能力效率 (高峰刮)，传输能力/传输壅塞替补和可变的输出来源的综合化例如风和太阳是全部存贮的关键的应用在成功的聪明的网格的。 需要对于存贮集成太阳和风不可能在强调。 三十个状态有可再造能源在 2010-2025之前要求可延续的能源的该平均 17 百分比综合化。 与巨大数量的电子存贮仅可能风的此级别和太阳是集成到稳定的电子网格，因此电子存贮的新的表单的值提议是难过高估计。
电子网格的重要性是难夸张。 在 1940年百分比的以电的形式总的能源消耗今天有上升的表单 10%，到 40%，并且这在本世纪在世界各地设想是最终用户能源的最迅速发展的来源。 这个术语 “聪明的网格”是描述所有的一个还在进化，包罗甚广的法律术语改善当前做和建议对将增加效率、可靠性和证券的当前电子网格。
在停机期间，演变的聪明的网格的要素包括聪明测量电，聪明的材料启用更加高电流的架空线和自恢复，智能要素 (分站要素可能与更宽的聪明的网格联络)，即插即用要素 (新的要素在智能网络有效地将插入自己)，重新可配置的刮应用的电的质量和峰顶要素 (能有效和自动地重新路由功率，当停机发生) 时和存贮。
有升级电子网格基础设施的几个驱动器。 对于生产者，有一个二倍的刺激。 首先，因为在矿物燃料的最近峰值定价显示，原料价格是可变的，并且可能对能源生产者和他们的能力提供价格合理的功率遭成破坏。 也有更加高效地使用现有的电力发动的资源的一个增长的刺激--两个作为对资本的更加有效的使用，并且，因为增加发电能力的管理障碍成为一个更曾经大的障碍对在增加的发电能力的投资。 由于当前没有在网格的存贮，必须有足够的能力适应最大需要，导致大约 40% 发电能力一个整体用量。 因为它将帮助通过对发电能力的更加高效的使用，减少导致温室效应的气体增加环境问题是开发更加聪明的网格的另一个驱动器。
当它是最少被谈论的需求之一达到期望聪明的网格时，电子存贮现在开始被认可作为聪明的网格难题的一个关键的部分。 美国能源部 (DOE)现在开发能量储备研究的一个连贯国家计划作为能量自立和证券操作 2007年一部分 (EISA)。 或许此的最大的驱动器两的短期与长期的存贮是重大的断断续续的生成的来源的计划的增加 (风和太阳) 对网格。 这些生成的资源的断断续续的本质要求可以被发行给在时候通知单的网格的储能，当有在风时提供的功率的突然的波动，并且星期日重大的能量储备将是需求到达 2030 可再造能源状态和联邦雇佣契约。 因为百分比的风和太阳在网格在 10-15% 不稳定性上通过可能发生，如果没有存储容量。 实际上，当风发电能力超出了 7% 整体网格能力，爱尔兰在新的风力的连接数放置延期偿付与他们的国家网格由于不稳定性。 当前估计有效能力固定的存储需求大风力场是 15-20% 的风力场对估计的能力。 也固定的能力使送电线移动能源的能力需求降低从远程风的产生设施到居民点。
大规模能量储备不是一个新概念。 例如，在 1929年 31 兆瓦抽的水力发电厂在线路来在美国。 抽的水力发电是存储电能的其中一个高效率的方法，但是被限制到与可能存储这杯抽的水的有吸引力的地质功能的区。 在 2000年之前，大约 3% (18,000 兆瓦) 的总功率被提供到网格通过抽的与氢结合的设施被提供了。
压缩空气能量储备 (CAES)当前也在考虑中。 115 兆瓦演示工厂在 20 世纪 90 年代初被放到服务。 象抽的水力发电，它由有吸引力的地质功能，在这种情况下即地下形成限制例如被耗尽的气田和盐丘。 CAES 用于增添一个天然气涡轮工厂的输出。 因此，而没有 CAES，其碳脚印比工厂是较少，其碳脚印不零象风和太阳。
存贮的其他表单例如飞轮和超导的磁铁也被尝试了，但是由于费用和系统复杂性问题我们不盼望这些在某些适当位置应用之外在不久的将来使用。 当有电能的存贮的许多表单可用时， Nanomarkets 研究表明化工电池和 ultracapacitors 是二存贮增长最苍劲的潜在的范围。
目前，以不间断的供电的形式，对大规模化学能存贮的最普遍的使用是为功率质量 (UPS)。 UPS 用于保护消耗大的电子资产例如计算机数据中心和重要基础设施并且表示 10-billion 美元/年市场。 这样系统不要求高能目录，因为多数动力故障比长度一分钟是较少。 乙酸铅和金属氢化物电池是此行业中流砥柱，但是它是 ultracapacitors 和集成 ultracapacitor/电池备用系统可能做重大的突袭的应用，因为他们比单独电池有显着更加快速的响应时间。
当 ultracapacitors 从 20 世纪 50 年代时知道，他们的应用有限归结于缺乏需求，当电子费用是低的。 由于应用是主要适当位置，生产工艺劳动密集型，导致高价点。 增加的能量价值驱动了新建应用程序，当然反过来导致数量制造和重大的减价越来越启用使用 ultracapacitors 对应用。 他们的最可视的消费者应用这时是 在可以收回与 ultracapacitor 系统的刹车丢失的混合动力车辆的再生毁坏系统 80% 的这个能源。 ultracapacitors 的费用下降了 95% 在 1980年之间和今天，并且制造改善构想 50% 的更加进一步的成本降低。 因为这些成本降低成为事实， ultracapacitors 将变得普遍，特别是与电池，这样的组合这个市场在数据中心和某些任务鉴定的应用之外将扩展例如医院对电子资产的保护零售商的，办公楼制造设备和根本地在新的家庭建筑。
在功率质量以后，高峰刮--存储能源被生成或被采购在低需求时间期以低价和使用或出售储能在高要求和高价时代--将是体验迅速增长的聪明的网格存贮的下种应用。 这里这个设计类似于那热量存贮，在若干新的商业办公室建筑顺利地用于减少空冷却费用。
除高峰刮之外，存贮也将是关键高效地管理必要传输的能力认识到美国的风能目标。 通过添加能量储备，位于偏远地区的风力场可能存储从高峰期的能源，准许更加低价，更低的能力送电线移动电向市场，因为发的电不必须用于实时，当存贮是可用的时。 它也添加福利的有功率可用出售为最大利润在高峰用量期间，通常不对应与高峰风输出期间。
被描述的应用上面将变得越来越有吸引力，虽然更加先进的电池和 ultracapacitor 材料变得可用。 目前，乙酸铅和钠硫磺系统有最广泛的记录。 在 20 世纪 80 年代，公共峰顶刮的乙酸铅电池被测试了，但是生存期特性和经济那时不支持进一步编译; 然而，递增改善在乙酸铅技术和随着时间的推移增加的能源费用更改了这种情形这样一个现代乙酸铅存贮解决方法的资本成本可以在新的商业建筑认识到在 1-3 年。 另外，最近创新例如萤火虫的 3D2 乙酸铅技术展示了三到四倍与被改进的寿命的能量密度在常规乙酸铅电池。
有可能变得可用在以后 3-8 年绘网格能量储备的一个有吸引力的远期的几材料预付款。 在乙酸铅和钠硫磺之外，流电池例如钒和 ZnBr 显示巨大承诺。 流电池有好效率 (75%) 和长的寿命 (10,000 个充电放电循环) 并且是可升级的 (电解质接受器范围取决于的电池范围)。 钒 800 kW 流电池到 1.5 兆瓦在应用顺利地被展示了例如半导体制造、海岛固定网格的能力和刮应用的网格峰顶的 UPS。 在 200-500 kW 范围的几个 ZnBr 系统为峰顶刮和海岛网格应用被展示了。 当当前成本的这样流电池高与乙酸铅比较时，有这些新技术的成本降低的充足的机会与成熟技术比较例如乙酸铅多数成本降低机会已经认识到的地方。
液体金属电池是可能提供至 10x 当前电池当前能力在一个简单系统的可能最好被描述作为钠硫磺系统扩展名熔盐电解质将夹在中间二种区别金属之间的另一个扣人心弦的概念。 象钠硫磺电池，它是一个高温固定式解决方法，但是，如果当前存储容量是一样高如报告，它可能是可能在此报表包括的时间期内商业化的一个更加低价，耐久的解决方法。
ultracapacitor 模式也看起来扣人心弦通过报告期的长度。 在提炼和成本降低之外与制造改善和当前被激活的碳的批量生产相关根据 ultracapacitors，几新的材料支付命令周密的调查。 在 nanostructured 金属氧化物、 pervoskites、 nanotubes 和 graphenes 基础上的 Nanostructured ultracapacitors 在调查中。 这些材料向增量 ultracapacitor 能力报告 5-10 次与当前被激活的碳 ultracapacitors 比较。
Nanomarkets 研究表明一个最有为的技术是 ultracapacitors 和乙酸铅电池的组合到什么 SIRO 在澳大利亚是指作为 ultrabattery。 他们的 ultrabattery 杂种电车已经展示了在一套的 100,000 英里 ultrabatteries。 麦克斯韦在集成 ultracapacitor/电池 ultrabatteries 也运作。
来源： 接通对聪明的网格应用的材料趋势
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