Popularne magazyny energii oparte są o źródła naturalne, takie jak woda czy powietrze. Te pierwsze to pompownie wodne oraz zapory. Pompownie, czyli inaczej elektrownie szczytowo-pompowe to dwa połączone ze sobą zbiorniki wodne, znajdujące się na różnych wysokościach. W czasie, gdy zapotrzebowanie jest niskie, najczęściej w nocy, woda jest pompowana mechanicznie do wyższego rezerwuaru. Kiedy popyt się zwiększa, ciecz samoistnie pod wpływem grawitacji spływa do niższego zbiornika, napędzając turbiny wytwarzające prąd. W podobny sposób działają zapory, z tą różnicą, że nie potrzeba mechanicznie pompować wody. Gromadzi się samorzutnie w następstwie siły nośnej rzek.
Rurociągi - elektrownia szczytowo-pompowa Żarnowiec
Zamiast wody można użyć także powietrza. Zasada działania jest identyczna. Sprężone powietrze jest gromadzone w naturalnych podziemnych kontenerach za pomocą sprężarki, by w momencie większego zapotrzebowania zostać uwolnione i napędzić turbiny. Nie tylko sprężone, ale również ciekłe powietrze może zostać użyte w ten sposób.
Elektrochemicznymi magazynami energii są wszystkim znane akumulatory. We wnętrzu skrzynki umieszczony jest płyn z elektrolitami. Dzięki odpowiednim reakcjom chemicznym możliwe jest gromadzenie i oddawanie przez nie energii. Cechują się poręcznością - ładowanie i rozładowywanie nie wymaga żadnej dodatkowej infrastruktury - oraz wysoką wydajnością, gdzie można odzyskać nawet do 85 proc. zmagazynowanej energii. Ich wadą jest natomiast stosunkowo krótka żywotność i wysoka cena.
W niektórych przypadkach używa się również akumulatorów energii kinetycznej, czyli kół zamachowych. Magazynowanie polega na jego rozpędzaniu, a dzięki wyhamowaniu można część tej energii odzyskać. Ich maksymalna pojemność zależy od maksymalnej wytrzymałości materiału, z którego zostały wykonane. Obecnie produkowane zaawansowane koła zamachowe nie ustępują pod tym względem zwykłym litowym akumulatorom. Zaletą tego rozwiązania jest bardzo szybki czas odzyskania energii. Znajdują one zapotrzebowanie wszędzie tam, gdzie nie potrzeba mocy gromadzić przez długi czas - z powodu bardzo dużych strat energetycznych, zależnych od czasu pracy koła.
Nie można zapomnieć o jakże znanych paliwach. Na potrzeby elektrowni potrzeba jednak bardziej wysokoenergetycznego materiału opałowego niż to, co tankuje się do samochodów. Mowa o wodorze i metanie. Zaletami jest bardzo wysoka gęstość energii, trzykrotnie większa niż w przypadku benzyny. Wodór bardzo trudno jest przechowywać w bezpiecznych warunkach, o transporcie nie wspominając. Wydajność też nie jest najlepsza, bo sięga maksymalnie 45 proc. w warunkach laboratoryjnych. Metan, choć trochę bezpieczniejszy, posiada jeszcze gorsze parametry. Na chwilę obecną nie można odzyskać więcej niż 38 proc. zgromadzonej energii. Badania jednak trwają i może w krótkim czasie uda się w lepszy sposób zagospodarować to źródło.
Bardzo wydajnym, bezpiecznym i długofalowym środkiem do gromadzenia ładunków są nadprzewodnikowe zasobniki. Najlepszym i równocześnie najdroższym, gdyż jest to stosunkowo nowa technologia wykorzystująca działanie pola magnetycznego. Samo przechowywanie nadprzewodników kosztuje fortunę, nie licząc samych materiałów. Warto wspomnieć jeszcze o cieple, choć w tym przypadku bardzo rzadko dokonuje się konwersji z powrotem na energię. Nie jest to potrzebne, gdyż wykorzystuje się ładunek od razu, na przykład do ogrzewania.
Jak widać, metod magazynowania energii jest bardzo dużo, niestety, żadna nie jest pozbawiona wad. Dobra wydajność to wysoka cena. Niskie koszty to krótka żywotność i niewielka sprawność. Najwięcej spojrzeń kieruje się w stronę pola magnetycznego, które nie zostało jeszcze w całości zbadane. Trzeba tylko czekać na nowe, lepsze i tanie technologie.
