关键词: 电池蓄能　抽水蓄能电站　太阳能热发

大型能源存储已经通过抽水蓄能的方式用于平衡地域能源需求的差异，压缩空气蓄能系统也被采用，不过其应用更加有局限性。这些方法使用传统能源并利用了当地的地理或者地质特性来实现能源存储。
固有的多变性限制了风能和太阳能的市场化扩展，能源存储成为了制胜的关键。法律法规也要求预留发电设备，在风力不足的特定时间和特定地区应对不时之需。这项昂贵的投入实际上降低了能效。
一种颇具前瞻性的观点是建立大型能源存储系统，用来平衡电网的波动。新型的地上压缩空气蓄能和抽水蓄能都是可选的解决方案。热能存储可能是集中太阳能发电厂的出路。电池储能也在向前迈进。各种技术的试点项目正在遍地开花。
能源存储使太阳能发电厂在关闭之后仍能继续作业;或者可以允许风力发电厂更长时间地全负荷运转，不用担心过量发电而周期性地低负荷运转。大多数在建的大型能源存储系统都非常昂贵，面临着如何获得公众以及政府支持的问题。一些方法需要进一步的项目实践或者开发，但是可以想见不久的将来定有佼佼者出现。未来景象的一瞥应该是配有传输系统的自适应电网，将电力传输至任何需要的位置。
风、水、重力
简单地说，抽水蓄能电站包含两个位于不同水位的大型蓄水池。可逆水力涡轮机在非峰值用电时刻将水抽到高水位的蓄水池中，在用电高峰期间，水被释放，通过涡轮机流向低水位蓄水池产生电能。据国家可再生能源实验室称，PHS系统的效率能够超过75%。
抽水蓄能是发电厂最常用的一种能源存储方法。世界各地有很多发电厂，但是很少有直接存储风能或者太阳能的，这种情况在将来会有所改变。风能(或太阳能)可以用来直接将水抽至较高水位的蓄水池中来提升蓄能容量，也可以用来降低涡轮机的功耗——根据过剩可再生能源的出现时间。考虑到拓扑结构的要求较高以及成本的因素，很少有在建的新抽水蓄能电站，但是现有的设备正在扩容或升级。
E.ON AG公司是一家大型全球电力和燃气公司，它打算将其位于德国中部Lake Eder的Walddeck抽水蓄能水力发电站进行大幅扩容。在现有的Waldeck 2号机组旁将会新建一套300MW机组。E.ON公司的Alexander Ihl称，万事俱备只欠东风，只待“最终投资决策”即可开工。建设工期预计4年。

E.ON公司还提及了其与澳大利亚合作伙伴共同兴建另一处抽水蓄能发电站的计划。项目预期达到300MW装机容量(项目名称为Riedl)，在2014年之后开工。
Ihl说：“大体上讲，抽水蓄能发电站能够用来存储过剩的风能，而这正好适用于Waldeck，Riedl项目也将被用来存储可再生能源。”
大型PHS机组一个不得不提的例子就是位于密歇根州的Ludington抽水蓄能发电站。其距离密歇根湖东岸363英尺远的2.5英里长1英里宽110英尺深的蓄水池可以产生1872MW的电能。
每天晚上，6台可逆式涡轮发电机，每一台额定功率312MW，在低耗电时间段将水反向抽至高水位蓄水池内，Consumers Energy公司政府和公共事务部区域经理Dennis Mckee说道。在峰值耗电时段，蓄水池开闸放水，驱动涡轮发电机反向转动产生电能。
Ludington每天所需的发电量和抽水量都不同。根据用户需求和峰值电价，可以使用一台涡轮发电机或者全部六台涡轮发电机。
“我们可以在三分钟内让312MW的机组运行，我们同时开启6台机组的记录是耗时11分钟，”McKee说道。虽然没有直接与风能输入相连，Ludington抽水蓄能发电站仍旧可以使用来自于电网的任何能源用于抽水作业。根据可用过剩能源量的大小，可以在未来对风能进行存储。今天，“由于具有无与伦比的快速提高供电量的能力，发电厂为平衡区域能源供给和需求起到了更大的作用。”McKee指出。
压缩空气蓄能压缩空气能源存储的原理是在每日的非峰值耗电时段利用多余的电能将空气压缩注入洞穴、废弃矿井或者其他地下空间。为了能够产生峰值需求电力，压缩空气浴天然气混合后在改进的天然气涡轮机-发电机组中燃烧。目前已知只有两处压缩空气蓄能发电厂进入了商业运营——一处在德国Huntorf(290MW，建设于1978年)，另一处在阿拉巴马州Mclntosh(110MW，建设于1991年)。与电网相连的任何能源都能够用来将空气注入存储容器中——包括风能。
压缩空气蓄能系统的作业模式面临着一个有趣的问题。由于空气的输入压力很高(1100psig，76.9bar)，相比于传统天然气涡轮发电厂，CAES产生同样的电能所需要的天然气更少。但是基本的CAES过程需要使用额外的天然气在热循环的气体释放部分之前重新加热，以补偿空气压缩过程中损失掉的热量。现有发电厂的效率是42%到50%。
各种过程优化和研发(R&D)正在如火如荼地开展，目的就是使CAES发电厂效率更高，例如存储压缩过程中的发热，在气体释放之前利用这些热能重新加热，这样就可以避免使用额外的天然气。新型的压缩空气蓄能发电厂正在计划和审批进程中。发展还聚焦于地上压缩空气蓄能，以降低成本简化安装过程。
一些小型的企业受到行业和政府的支持，正在推进CAES技术的研究。SustainX就是这样一家公司，它开发了“等温压缩空气蓄能”技术并获得了注册商标，这种技术能够在气体压缩和释放阶段保持气体温度和周围环境温度相近。这种技术能够最小化能量损耗，但是要求全过程中极高的热交换效率。等温释放技术在产生电力的过程中无需燃烧额外的天然气，SustainX称。模块化的地上等温压缩空气蓄能发电厂规划在大型储罐和过程管线周边，标准的机械系统可以轻松地实现与可再生能源的整合。
等温压缩空气蓄能的发展始于小型试点发电厂。目前，SustainX公司正在建设一套2MW输出的系统，预期在2013年上半年投入使用。
作为两种被称为“聚光太阳能发电”技术，槽式集热器和太阳能发电塔对于能源存储意义重大。它们利用了最终的热力学循环产生蒸汽来驱动传统的涡轮发电机，但是却使用了不同的方法来凝聚并收集太阳能。
槽式集热器使用并行排列的槽型反射器将太阳光汇聚在沿着集热器焦线布置的吸收管上，将吸收管中的液体加热。热交换装置将热能传送至功率模块，在此处热能被转化成蒸汽。
太阳能发电塔使用计算机对一个大型镜面(日光反射装置)阵列进行控制，将阳光反射到位于高塔结构顶端的蒸汽发生器太阳能接收装置