เรื่อง การเก็บพลังงาน (Energy Storage)

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 1Energy Conservation Technology Co.,ltd.เรื่อง การเก็บพลังงาน (Energy Storage)ดร.ศุภชัย ปัญญาวีร์ อ.ปฏิญญา จีระพรมงคล อ.นันฐกานต์ กลิ่นสังข์บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด การเก็บพลังงานหมายถึง กระบวนการในการจับพลังงานที่ผลิตขึ้นในคราวเดียวเพื่อใช้ในภายหลัง มีบทบาทสำคัญในการจัดการอุปทานและอุปสงค์ของพลังงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริบทของแหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานแสงอาทิตย์และลม ซึ่งโดยธรรมชาติแล้วจะไม่ต่อเนื่อง ❖ ประเภทหลักๆ ของการเก็บพลังงาน (Key Types of Energy Storage)A. การเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ (Battery Storage) แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (Lithium-ion Batteries) ใช้กันอย่างแพร่หลายในยานพาหนะไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา แบตเตอรี่เหล่านี้ยังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นสำหรับการกักเก็บพลังงานในระบบไฟฟ้าเนื่องจากมีความหนาแน่นของพลังงานและประสิทธิภาพสูง แบตเตอรี่โซลิดสเตต (Solid-State Batteries) เทคโนโลยีใหม่ที่คาดว่าจะมีความหนาแน่นของพลังงานและความปลอดภัยสูงกว่าแบตเตอรี่ทั่วไป แบตเตอรี่แบบไหล(Flow Batteries) แบตเตอรี่เหล่านี้จะเก็บพลังงานในอิเล็กโทรไลต์เหลวและเป็นที่รู้จักในเรื่องความสามารถในการปรับขนาดและอายุการใช้งานที่ยาวนาน แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด (Lead-Acid Batteries) เป็นเทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่เก่าแก่ที่สุดชนิดหนึ่ง มักใช้ในแบตเตอรี่รถยนต์และระบบไฟสำรอง แบตเตอรี่นิกเกิล-แคดเมียม และนิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์ (Nickel-Cadmium (NiCd) and NickelMetal Hydride (NiMH) Batteries) เทคโนโลยีแบตเตอรี่รุ่นเก่าใช้ในแอปพลิเคชันเฉพาะ เช่น การบิน เครื่องมือไฟฟ้า และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้ใช้งานบางประเภทB. การเก็บพลังงานด้วยกลไก(Mechanical Storage) การเก็บพลังงานด้วยพลังน้ำแบบสูบ (Pumped Hydro Storage) น้ำจะถูกสูบไปยังระดับความสูงที่สูงขึ้นในช่วงที่มีความต้องการพลังงานต่ำ และจะถูกปล่อยออกมาเพื่อสร้างไฟฟ้าในช่วงที่มีความต้องการสูงสุด การเก็บพลังงานด้วยมู่เล่ (Flywheel Energy Storage) พลังงานจลน์จะถูกเก็บไว้ในมวลที่หมุนและสามารถแปลงกลับเป็นพลังงานไฟฟ้าได้อย่างรวดเร็ว  ระบบกักเก็บพลังงานอากาศอัด (Compressed Air Energy Storage (CAES)) ระบบ CAES กักเก็บพลังงานโดยอัดอากาศและเก็บไว้ในถ้ำหรือถังใต้ดิน การกักเก็บพลังงานแรงโน้มถ่วง (Gravity Energy Storage) ระบบกักเก็บพลังงานแรงโน้มถ่วงจะกักเก็บพลังงานโดยการยกวัตถุที่มีน้ำหนักมากและปล่อยออกเพื่อสร้างไฟฟ้า

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 2Energy Conservation Technology Co.,ltd.C. การจัดเก็บในรูปความร้อน (Thermal Storage) การเก็บความร้อนสัมผัส (Sensible Heat Storage) เป็นการเก็บพลังงานโดยการเพิ่มอุณหภูมิของตัวกลางที่เป็นของแข็งหรือของเหลว ปริมาณพลังงานที่เก็บไว้จะแปรผันตามการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของตัวกลาง การเก็บความร้อนแฝง (Latent Heat Storage) เป็นการเก็บพลังงานโดยการเปลี่ยนเฟสของวัสดุ เช่น จากของแข็งเป็นของเหลวหรือของเหลวเป็นก๊าซ โดยไม่เปลี่ยนอุณหภูมิ พลังงานจะถูกเก็บไว้ระหว่างการเปลี่ยนเฟสและจะถูกปล่อยออกมาเมื่อวัสดุกลับสู่เฟสเดิม การเก็บความร้อนด้วยเทอร์โมเคมี(Thermochemical Storage) เป็นการเก็บพลังงานผ่านปฏิกิริยาเคมี ความร้อนจะถูกเก็บไว้ในรูปแบบของพันธะเคมีและจะถูกปล่อยออกมาเมื่อปฏิกิริยาย้อนกลับD. การเก็บความร้อนทางเคมี (Thermochemical Storage) ปฏิกิริยาเคมีที่กลับคืนได้(Reversible Chemical Reactions) ใช้ปฏิกิริยาเคมีที่สามารถกลับคืนได้โดยการเปลี่ยนแปลงเงื่อนไข เช่น อุณหภูมิหรือความดัน ปฏิกิริยาทั่วไป ได้แก่ ปฏิกิริยาก๊าซ-ของแข็งและก๊าซ-ของเหลว การวนซ้ำทางเคมี(Chemical Looping) เป็นกระบวนการสองขั้นตอนซึ่งใช้โลหะออกไซด์ในการถ่ายโอนออกซิเจนระหว่างเชื้อเพลิงและสารออกซิไดเซอร์ กระบวนการนี้จับและปลดปล่อยความร้อนในระหว่างปฏิกิริยาการเผาไหม้และปฏิกิริยารีดักชันE. ตัวเก็บประจุและซูเปอร์คาปาซิเตอร์(Capacitors and Supercapacitors) อุปกรณ์นี้กักเก็บพลังงานในสนามไฟฟ้าและใช้สำหรับการใช้งานที่ต้องการพลังงานอย่างรวดเร็ว เช่น ในระบบขนส่งบางระบบF. การเก็บพลังงานด้วยอากาศอัด (Compressed Air Energy Storage (CAES)) CAES แบบไดอะแบติก (Diabatic CAES) ใช้แนวทางทั่วไปที่อากาศอัดจะถูกเก็บไว้แล้วให้ความร้อนโดยการเผาไหม้ก๊าซธรรมชาติหรือใช้แหล่งความร้อนภายนอกก่อนการขยายตัวผ่านกังหัน  CAES แบบอะเดียแบติก (Adiabatic CAES) มุ่งเน้นที่จะเก็บความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการบีบอัดและใช้ในระหว่างช่วงการขยายตัว โดยขจัดหรือลดความต้องการเชื้อเพลิงเพิ่มเติม CAES แบบไอโซเทอร์มอล (Isothermal CAES) พยายามรักษาอุณหภูมิคงที่ระหว่างกระบวนการบีบอัดและการขยายตัวโดยการแลกเปลี่ยนความร้อนกับสิ่งแวดล้อมหรือโดยการ พ่นน้ำ การกักเก็บพลังงานมีความจำเป็นเพื่อบูรณาการพลังงานหมุนเวียนเข้าสู่ระบบไฟฟ้า โดยรักษาสมดุลระหว่างอุปทานและอุปสงค์ และทำให้มั่นใจได้ว่ามีอุปทานพลังงานที่เสถียรและเชื่อถือได้

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 3Energy Conservation Technology Co.,ltd.❖ รายละเอียดของการเก็บพลังงาน1. การเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ (Battery Storage) การเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ เป็นรูปแบบการเก็บพลังงานที่โดดเด่นที่สุดรูปแบบหนึ่งที่กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว ซึ่งจำเป็นสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย ตั้งแต่เครื่องใช้ไฟฟ้าแบบพกพาไปจนถึงยานยนต์ไฟฟ้าและระบบจัดเก็บไฟฟ้าขนาดใหญ่ 1.1 ประเภทของการเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ (Types of Battery Storage)1.1.1 แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (Lithium-Ion Batteries)• คำอธิบาย ประเภทที่พบมากที่สุดของที่เก็บแบตเตอรี่ ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องใช้ไฟฟ้าสำหรับผู้บริโภค ยานยนต์ไฟฟ้า (EV) และระบบจัดเก็บไฟฟ้า• ข้อดี ความหนาแน่นของพลังงานสูง หมายความว่าสามารถเก็บพลังงานได้มากเมื่อเทียบกับขนาดของมัน ประสิทธิภาพสูง (โดยทั่วไปอยู่ที่ 85-95%) หมายความว่าสูญเสียพลังงานน้อยลงระหว่างรอบการชาร์จและการคายประจุ อายุการใช้งานยาวนาน โดยสามารถชาร์จ/คายประจุได้หลายพันรอบ เวลาตอบสนองที่รวดเร็ว ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ต้องการพลังงานอย่างรวดเร็ว• ความท้าทาย ต้นทุน แม้ว่าต้นทุนจะลดลง แต่ยังคงค่อนข้างสูง  ใช้ทรัพยากรอย่างสิ้นเปลือง ลิเธียมและวัสดุอื่นๆ เช่น โคบอลต์และนิกเกิล เป็นทรัพยากรที่มีจำกัด ซึ่งต้องคำนึงถึงสิ่งแวดล้อมและจริยธรรมในการทำเหมือง การจัดการความร้อน ต้องมีการจัดการอย่างระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปและอันตรายด้านความปลอดภัยที่อาจเกิดขึ้น

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 4Energy Conservation Technology Co.,ltd.1.1.2 แบตเตอรี่โซลิดสเตต (Solid-State Batteries)• คำอธิบาย เทคโนโลยีใหม่ที่ทดแทนอิเล็กโทรไลต์ของเหลวในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนด้วยอิเล็กโทรไลต์ของแข็ง• ข้อดี มีความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่า ซึ่งอาจเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบเดิม มีความปลอดภัยมากขึ้น เนื่องจากมีแนวโน้มที่จะร้อนเกินไปและเกิดการหนีความร้อนน้อยลง มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น• ความท้าทาย ปัจจุบันอยู่ในช่วงการวิจัยและพัฒนา ซึ่งมีความท้าทายด้านเทคโนโลยีและการผลิตที่สำคัญ ต้นทุนสูงกว่าแบตเตอรี่แบบเดิม1.1.3 แบตเตอรี่แบบไหล(Flow Batteries)• คำอธิบาย แบตเตอรี่เหล่านี้จะจัดเก็บพลังงานในอิเล็กโทรไลต์ของเหลวที่บรรจุอยู่ในถังภายนอก ความจุในการกักเก็บพลังงานนั้นกำหนดโดยขนาดของถัง• ข้อดี ความสามารถในการปรับขนาด สามารถเพิ่มความจุพลังงานได้อย่างง่ายดายโดยการขยายถัง มีอายุการใช้งานยาวนาน โดยมีการเสื่อมสภาพเพียงเล็กน้อยเมื่อเวลาผ่านไป เหมาะสำหรับโซลูชันการกักเก็บพลังงานขนาดใหญ่ • ความท้าทาย ความหนาแน่นของพลังงานต่ำกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ทำให้ไม่เหมาะกับการใช้งานแบบพกพา ซับซ้อนกว่าและอาจมีค่าใช้จ่ายล่วงหน้าสูงกว่า1.1.4 แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด (Lead-Acid Batteries)• คำอธิบาย เป็นเทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่เก่าแก่ที่สุดชนิดหนึ่ง มักใช้ในแบตเตอรี่รถยนต์และระบบไฟสำรอง• ข้อดี ต้นทุนต่ำและหาซื้อได้ง่าย มีความน่าเชื่อถือและประวัติความปลอดภัยสูง• ความท้าทาย ความหนาแน่นของพลังงานต่ำ ส่งผลให้ระบบมีน้ำหนักและเทอะทะกว่า อายุการใช้งานสั้นลงและประสิทธิภาพต่ำกว่าเทคโนโลยีแบตเตอรี่รุ่นใหม่ มีข้อกังวลด้านสิ่งแวดล้อมเนื่องจากใช้ตะกั่วซึ่งเป็นโลหะที่เป็นพิษ1.1.5 แบตเตอรี่นิกเกิล-แคดเมียม และนิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์(Nickel-Cadmium (NiCd) and Nickel-Metal Hydride (NiMH) Batteries)• คำอธิบาย เทคโนโลยีแบตเตอรี่รุ่นเก่าใช้ในแอปพลิเคชันเฉพาะ เช่น การบิน เครื่องมือไฟฟ้า และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคบางประเภท

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 5Energy Conservation Technology Co.,ltd.• ข้อดี NiCd ทนทานและสามารถจ่ายพลังงานได้สูง NiMH มีความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่า NiCd และมีพิษน้อยกว่า• ความท้าทาย NiCd มีพิษของแคดเมียมและมีความหนาแน่นของพลังงานต่ำกว่า  NiMH อัตราการคายประจุเองที่สูงกว่าและความหนาแน่นของพลังงานน้อยกว่าเมื่อเทียบกับลิเธียมไอออน1.2 การใช้งานของแบตเตอรี่สำรอง (Applications of Battery Storage)• แบตเตอรี่สำรอง (Grid Energy Storage) ใช้เพื่อรักษาสมดุลระหว่างอุปทานและอุปสงค์ รวมพลังงานหมุนเวียน และให้พลังงานสำรอง ระบบแบตเตอรี่สำรอง (BESS) มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษาเสถียรภาพของระบบไฟฟ้า การควบคุมความถี่ และการลดพีค• รถยนต์ไฟฟ้า(Electric Vehicles (EVs)) แบตเตอรี่เป็นแหล่งพลังงานหลักของรถยนต์ไฟฟ้า โดยลิเธียมไอออนเป็นเทคโนโลยีที่โดดเด่นเนื่องจากมีความหนาแน่นของพลังงานสูง• อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา (Portable Electronics) ตั้งแต่สมาร์ทโฟนไปจนถึงแล็ปท็อป แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนให้พลังงานแก่อุปกรณ์พกพาที่ทันสมัยส่วนใหญ่• ระบบแบตเตอรี่สำหรับที่อยู่อาศัย (Residential Storage) ระบบแบตเตอรี่สำหรับบ้านซึ่งมักจับคู่กับแผงโซลาร์เซลล์ ช่วยให้เจ้าของบ้านสามารถเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกินและใช้งานในช่วงเวลาความต้องการสูงหรือช่วงไฟดับได้1.3 ความท้าทายและทิศทางในอนาคต (Challenges and Future Directions)• ต้นทุน (Cost) แม้ว่าต้นทุนแบตเตอรี่จะลดลงอย่างมาก แต่จำเป็นต้องลดลงอีกเพื่อให้นำไปใช้ในวงกว้างมากขึ้น โดยเฉพาะในระบบแบตเตอรี่สำรอง• ความพร้อมของทรัพยากร (Resource Availability) อุปทานของวัสดุสำคัญ เช่น ลิเธียม โคบอลต์ และนิกเกิล มีจำกัด ทำให้เกิดความกังวลเกี่ยวกับความพร้อมในระยะยาวและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการทำเหมือง • การรีไซเคิลและการกำจัด (Recycling and Disposal) วิธีการรีไซเคิลที่เหมาะสมมีความสำคัญอย่างยิ่งในการหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมและกู้คืนวัสดุที่มีค่า• ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี(Technological Advancements) การวิจัยยังคงดำเนินต่อไปเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ รวมถึงการเพิ่มความหนาแน่นของพลังงาน การขยายอายุการใช้งาน และการลดต้นทุน แบตเตอรี่โซลิดสเตต เคมีทางเลือก และเทคโนโลยีการรีไซเคิลเป็นพื้นที่ที่ให้ความสำคัญอย่างมาก การจัดเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่เป็นเทคโนโลยีหลักสำหรับอนาคตของพลังงาน ช่วยให้สามารถเปลี่ยนผ่านไปสู่ระบบพลังงานที่ยั่งยืนและยืดหยุ่นยิ่งขึ้น

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 6Energy Conservation Technology Co.,ltd.❖ รายละเอียดของประเภทของการเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่1.1.1 แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (Lithium-Ion Batteries) แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (Li-ion) เป็นแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในปัจจุบัน โดยจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์ต่างๆ มากมาย ตั้งแต่สมาร์ทโฟนและแล็ปท็อปไปจนถึงยานพาหนะไฟฟ้า (EV) และระบบกักเก็บพลังงานขนาดใหญ่ 1.1.1.1 แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทำงานอย่างไร (How Lithium-Ion Batteries Work) แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนประกอบด้วยส่วนประกอบหลักหลายส่วน ดังนี้• แคโทด (อิเล็กโทรดบวก) (Cathode (Positive Electrode)) โดยทั่วไปทำจากลิเธียมโลหะออกไซด์ เช่น ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์ (LiCoO2), ลิเธียมไออนฟอสเฟต (LiFePO4) หรือลิเธียมนิกเกิลแมงกานีสโคบอลต์ออกไซด์ (NMC)• แอโนด (อิเล็กโทรดลบ) (Anode (Negative Electrode)) โดยทั่วไปทำจากกราไฟต์ ซึ่งเป็นรูปแบบหนึ่งของคาร์บอน• อิเล็กโทรไลต์(Electrolyte) เกลือลิเธียมที่ละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ ซึ่งอำนวยความสะดวกในการเคลื่อนตัวของลิเธียมไอออนระหว่างแคโทดและแอโนด • ตัวคั่น (Separator) วัสดุที่มีรูพรุนที่แยกแคโทดและแอโนดออกจากกันในขณะที่ให้ไอออนผ่านเข้า ไปได้ การทำงาน การคายประจุ (Discharging) ในระหว่างการคายประจุ ไอออนลิเธียมจะเคลื่อนจากแอโนดไปยังแคโทดผ่านอิเล็กโทรไลต์ ปลดปล่อยพลังงานที่จ่ายให้กับอุปกรณ์ การชาร์จ(Charging) เมื่อชาร์จแบตเตอรี่ แหล่งพลังงานภายนอกจะบังคับให้ไอออนลิเธียมเคลื่อนกลับจากแคโทดไปยังแอโนด เพื่อเก็บพลังงานไว้ใช้ในภายหลัง1.1.1.2 ข้อดีของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (Advantages of Lithium-Ion Batteries)• ความหนาแน่นของพลังงานสูง (High Energy Density) แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีความหนาแน่นของพลังงานสูง ซึ่งหมายความว่าสามารถเก็บพลังงานได้มากเมื่อเทียบกับขนาดและน้ำหนัก ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่พื้นที่และน้ำหนักมีความสำคัญ เช่น ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพาและยานพาหนะไฟฟ้า• ประสิทธิภาพสูง(High Efficiency) โดยทั่วไปจะมีประสิทธิภาพ 85-95% ซึ่งหมายความว่าพลังงานส่วนใหญ่ที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่นั้นพร้อมสำหรับการใช้งาน• อายุการใช้งานยาวนาน (Long Cycle Life) แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสามารถทนต่อรอบการชาร์จและคายประจุได้หลายรอบก่อนที่ความจุจะลดลงอย่างมาก ขึ้นอยู่กับประเภทและการใช้งานเฉพาะ แบตเตอรี่เหล่านี้สามารถใช้งานได้ตั้งแต่ 500 ถึง 3,000 รอบหรือมากกว่านั้น

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 7Energy Conservation Technology Co.,ltd.• การคายประจุเองต่ำ (Low Self-Discharge) แบตเตอรี่เหล่านี้มีอัตราการคายประจุเองค่อนข้างต่ำ โดยสูญเสียประจุเพียงประมาณ 1-2% ต่อเดือนเมื่อไม่ได้ใช้งาน• การชาร์จอย่างรวดเร็ว (Fast Charging) แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจำนวนมากสามารถชาร์จได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่จำเป็นสำหรับแอปพลิเคชัน เช่น ยานยนต์ไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา1.1.1.3 ความท้าทายและข้อจำกัด (Challenges and Limitations)• ต้นทุน (Cost) แม้ว่าราคาจะลดลงอย่างมากในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา แต่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนยังคงค่อนข้างแพง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานขนาดใหญ่ เช่น ระบบกักเก็บไฟฟ้า• การจัดการความร้อน (Thermal Management) แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนอาจไวต่ออุณหภูมิที่รุนแรง ความร้อนสูงเกินไปอาจนำไปสู่ภาวะความร้อนสูงเกิน ซึ่งเป็นสภาวะอันตรายที่แบตเตอรี่อาจติดไฟหรือระเบิดได้• การเสื่อมสภาพ (Degradation) เมื่อเวลาผ่านไป แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะสูญเสียความจุเนื่องจากปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นระหว่างการชาร์จและการคายประจุ การเสื่อมสภาพนี้ได้รับอิทธิพลจากปัจจัยต่างๆ เช่น อุณหภูมิ อัตราการชาร์จ/การคายประจุ และความลึกของการคายประจุ • ความกังวลเรื่องทรัพยากร (Resource Concerns) การผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนต้องอาศัยทรัพยากรที่มีจำกัด เช่น ลิเธียม โคบอลต์ และนิกเกิล ทำให้เกิดข้อกังวลเกี่ยวกับความพร้อมใช้ในระยะยาวของวัสดุเหล่านี้และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการสกัดวัสดุเหล่านี้• การรีไซเคิล(Recycling) การรีไซเคิลแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นเรื่องที่ท้าทายและในปัจจุบันยังไม่มีประสิทธิภาพหรือแพร่หลายเท่าที่ควร ทำให้เกิดข้อกังวลด้านสิ่งแวดล้อมและห่วงโซ่อุปทาน1.1.1.4 ประเภทของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (Types of Lithium-Ion Batteries) แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนประเภทต่างๆ ได้รับการออกแบบมาเพื่อการใช้งานเฉพาะ โดยคำนึงถึงปัจจัยต่างๆ เช่น ความหนาแน่นของพลังงาน กำลังไฟออก อายุการใช้งาน และความปลอดภัย• ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์(LiCoO2) (Lithium Cobalt Oxide (LiCoO2)) ความหนาแน่นของพลังงานสูง มักใช้ในสมาร์ทโฟน แล็ปท็อป และกล้องดิจิทัล• ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LiFePO4) (Lithium Iron Phosphate (LiFePO4)) ความหนาแน่นของพลังงานต่ำกว่า แต่ปลอดภัยกว่ามากและมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น ใช้ในยานพาหนะไฟฟ้า เครื่องมือไฟฟ้า และแอปพลิเคชันการกักเก็บไฟฟ้าบางประเภท• ลิเธียมนิกเกิลแมงกานีสโคบอลต์ออกไซด์ (NMC) (Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide (NMC)) แบตเตอรี่อเนกประสงค์ที่มีความสมดุลที่ดีระหว่างความหนาแน่นของพลังงาน ความปลอดภัย และอายุการใช้งาน ใช้กันอย่างแพร่หลายในยานพาหนะไฟฟ้าและการกักเก็บไฟฟ้า • ลิเธียมนิกเกิลโคบอลต์อะลูมิเนียมออกไซด์ (NCA) (Lithium Nickel Cobalt Aluminum Oxide (NCA)) ความหนาแน่นของพลังงานสูงและอายุการใช้งานยาวนาน ใช้ในยานพาหนะไฟฟ้าบางประเภท เช่น ผลิตโดย Tesla

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 8Energy Conservation Technology Co.,ltd.• ลิเธียมแมงกานีสออกไซด์ (LMO) (Lithium Manganese Oxide (LMO)) ให้ความเสถียรทางความร้อนและความปลอดภัยสูง ใช้ในเครื่องมือไฟฟ้าและ EV บางประเภท1.1.1.5 การใช้งานแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (Applications of Lithium-Ion Batteries) • อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค (Consumer Electronics) จ่ายไฟให้กับทุกอย่างตั้งแต่สมาร์ทโฟนและแล็ปท็อปไปจนถึงอุปกรณ์สวมใส่ได้ เนื่องจากมีน้ำหนักเบาและมีความหนาแน่นของพลังงานสูง• ยานยนต์ไฟฟ้า (Electric Vehicles (EVs)) เทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่ EV ส่วนใหญ่นิยมใช้ ให้ระยะทางและพลังงานที่จำเป็นในขณะที่รักษาน้ำหนักที่จัดการได้• ระบบกักเก็บพลังงานบนกริด (Grid Energy Storage) แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนถูกนำมาใช้มากขึ้นในระบบกักเก็บพลังงานขนาดใหญ่ เพื่อช่วยปรับสมดุลระหว่างอุปทานและอุปสงค์บนกริด รวมพลังงานหมุนเวียน และให้พลังงานสำรอง• เครื่องมือไฟฟ้าพกพา (Portable Power Tools) ใช้ในสว่านไร้สาย เลื่อย และเครื่องมืออื่นๆ ที่ต้องการพลังงานและความหนาแน่นของพลังงานสูง• อุปกรณ์ทางการแพทย์(Medical Devices) จ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ทางการแพทย์ เช่น เครื่องช่วยหายใจพกพา เครื่องกระตุ้นหัวใจ และปั๊มอินซูลิน เนื่องจากมีความน่าเชื่อถือ1.1.1.6 แนวโน้มและการพัฒนาในอนาคต (Future Trends and Developments)• แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบโซลิดสเตต (Solid-State Lithium-Ion Batteries) การวิจัยแบตเตอรี่แบบโซลิดสเตตยังคงดำเนินต่อไป โดยแบตเตอรี่ชนิดนี้จะแทนที่อิเล็กโทรไลต์เหลวด้วยวัสดุแข็ง ซึ่งรับประกันความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น ความปลอดภัยที่ดีขึ้น และอายุการใช้งานที่ยาว นานขึ้น• การปรับปรุงการรีไซเคิล(Recycling Improvements) จำเป็นต้องมีความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการรีไซเคิลเพื่อกู้คืนวัสดุที่มีค่าจากแบตเตอรี่ที่ใช้แล้วอย่างมีประสิทธิภาพ และลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม• การลดต้นทุน (Cost Reduction) คาดว่านวัตกรรมอย่างต่อเนื่องในด้านวัสดุและกระบวนการผลิตจะช่วยลดต้นทุนได้มากขึ้น ทำให้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีความสามารถในการแข่งขันมากขึ้น• เคมีทางเลือก (Alternative Chemistries) กำลังมีการพยายามพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้โคบอลต์น้อยลง หรือแทนที่ด้วยวัสดุที่มีมากขึ้นและราคาถูกกว่า แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้ปฏิวัติวิธีการจัดเก็บและใช้พลังงานของเรา และจะยังคงมีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนผ่านสู่โลกที่ยั่งยืนและมีไฟฟ้ามากขึ้น1.1.2 แบตเตอรี่โซลิดสเตต (Solid-State Batteries) แบตเตอรี่โซลิดสเตตเป็นเทคโนโลยีใหม่ในด้านการจัดเก็บพลังงาน ซึ่งให้การปรับปรุงที่สำคัญกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบเดิม โดยมีรายละเอียดดังนี้

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 9Energy Conservation Technology Co.,ltd.1.1.2.1 แบตเตอรี่โซลิดสเตตคืออะไร (What Are Solid-State Batteries) แบตเตอรี่โซลิดสเตตแตกต่างจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบเดิมตรงที่ใช้อิเล็กโทรไลต์แบบโซลิดแทนอิเล็กโทรไลต์แบบของเหลวหรือเจล ส่วนประกอบสำคัญของแบตเตอรี่โซลิดสเตต ได้แก่• แคโทด (อิเล็กโทรดบวก) (Cathode (Positive Electrode)) คล้ายกับแบตเตอรี่แบบเดิม มักทำจากลิเธียมเมทัลออกไซด์หรือวัสดุขั้นสูงอื่นๆ• แอโนด (อิเล็กโทรดลบ) (Anode (Negative Electrode)) โดยทั่วไปทำจากลิเธียมเมทัล แม้ว่าจะมีการศึกษาวัสดุอื่นๆ เช่น ซิลิกอนอยู่ด้วย• อิเล็กโทรไลต์แบบโซลิด (Solid Electrolyte) สามารถทำจากวัสดุต่างๆ ได้ เช่น เซรามิก แก้ว หรือโพลีเมอร์แบบโซลิด ซึ่งช่วยให้ลิเธียมไอออนเคลื่อนที่ระหว่างแคโทดและแอโนดได้ 1.1.2.2 ข้อดีของแบตเตอรี่โซลิดสเตต (Advantages of Solid-State Batteries)• ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น (Higher Energy Density) แบตเตอรี่โซลิดสเตตมีศักยภาพในการให้ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบเดิมอย่างเห็นได้ชัด ซึ่งหมายความว่าสามารถเก็บพลังงานได้มากขึ้นในปริมาตรเดียวกัน ทำให้แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นหรือมีขนาดเล็กลง ซึ่งเป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับยานพาหนะไฟฟ้า (EV) และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา• ความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้น (Improved Safety) อิเล็กโทรไลต์แบบโซลิดไม่ติดไฟ จึงลดความเสี่ยงของการเกิดความร้อนสูงเกิน ซึ่งอาจทำให้เกิดไฟไหม้หรือระเบิดได้ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบของเหลว ซึ่งทำให้แบตเตอรี่โซลิดสเตตมีความปลอดภัยโดยเนื้อแท้• อายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น (Longer Lifespan) คาดว่าแบตเตอรี่โซลิดสเตตจะมีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบเดิม อิเล็กโทรไลต์แบบโซลิดจะลดการก่อตัวของเดนไดรต์ (โครงสร้างคล้ายเข็มขนาดเล็กที่อาจก่อตัวบนขั้วบวกและทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจร) ซึ่งเป็นปัญหาทั่วไปในแบตเตอรี่อิเล็กโทรไลต์แบบของเหลว• การชาร์จเร็วขึ้น (Faster Charging) เนื่องจากอิเล็กโทรไลต์แบบโซลิดสามารถจัดการกับแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่สูงกว่าได้ แบตเตอรี่โซลิดสเตตจึงอาจชาร์จได้เร็วกว่าแบตเตอรี่แบบของเหลวมาก1.1.2.3 ความท้าทายและข้อจำกัด (Challenges and Limitations)• ความซับซ้อนในการผลิต (Manufacturing Complexity) การผลิตแบตเตอรี่โซลิดสเตตมีความซับซ้อนและมีค่าใช้จ่ายสูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบเดิม การผลิตวัสดุอิเล็กโทรไลต์โซลิดในปริมาณมากเป็นเรื่องยาก และการทำให้มั่นใจว่าอิเล็กโทรไลต์และอิเล็กโทรดมีการสัมผัสที่ดีนั้นเป็นเรื่องท้าทาย• ความเข้ากันได้ของวัสดุ(Material Compatibility) การค้นหาอิเล็กโทรไลต์โซลิดที่เสถียร นำไฟฟ้าได้ และเข้ากันได้กับอิเล็กโทรดที่มีความจุสูงถือเป็นความท้าทายที่สำคัญ อิเล็กโทรไลต์โซลิดหลายชนิดมี

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 10Energy Conservation Technology Co.,ltd.ปัญหาในการรักษาสภาพนำไฟฟ้าที่อุณหภูมิห้องหรือทนต่อแรงดันไฟฟ้าสูงที่จำเป็นสำหรับการใช้งานบางอย่าง• ต้นทุน (Cost) ปัจจุบันแบตเตอรี่โซลิดสเตตมีราคาผลิตที่แพงกว่าแบตเตอรี่แบบเดิมมาก ต้นทุนจะต้องลดลงอย่างมากจึงจะนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในตลาดจำนวนมาก เช่น รถยนต์ไฟฟ้า• ความสามารถในการปรับขนาด (Scalability) แม้ว่าแบตเตอรี่โซลิดสเตตจะมีแนวโน้มที่ดีในห้องปฏิบัติการ แต่การขยายขนาดการผลิตให้ถึงระดับที่จำเป็นสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์ถือเป็นอุปสรรคสำคัญ ยังคงมีอุปสรรคทางเทคนิคที่ต้องเอาชนะให้ได้ก่อนจึงจะสามารถผลิตได้ในปริมาณมาก1.1.2.4 การใช้งานแบตเตอรี่โซลิดสเตต (Applications of Solid-State Batteries)• รถยนต์ไฟฟ้า (EV) (Electric Vehicles (EVs)) แบตเตอรี่โซลิดสเตตมีความน่าสนใจเป็นพิเศษสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า เนื่องจากมีความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่า อายุการใช้งานยาวนานกว่า และปลอดภัยกว่า แบตเตอรี่โซลิดสเตตสามารถขยายระยะการขับขี่ของรถยนต์ไฟฟ้า ลดเวลาในการชาร์จ และอาจลดต้นทุนโดยรวมของรถยนต์ได้ เนื่องจากสามารถใช้ชุดแบตเตอรี่ที่มีขนาดเล็กและเบากว่าได้• อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา (Portable Electronics) แบตเตอรี่โซลิดสเตตมีขนาดกะทัดรัดและความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่า จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้ในสมาร์ทโฟน แล็ปท็อป อุปกรณ์สวมใส่ และอุปกรณ์พกพาอื่นๆ ทำให้แบตเตอรี่มีอายุใช้งานยาวนานขึ้นและชาร์จได้เร็วขึ้น• ระบบกักเก็บพลังงานบนกริด (Grid Energy Storage) แม้ว่าแบตเตอรี่โซลิดสเตตจะเน้นที่รถยนต์ไฟฟ้าและเครื่องใช้ไฟฟ้าสำหรับผู้บริโภคเป็นหลัก แต่แบตเตอรี่โซลิดสเตตยังสามารถใช้ในแอปพลิ เคชันระบบกักเก็บพลังงานบนกริดได้ ซึ่งแบตเตอรี่โซลิดสเตตมีอายุการใช้งานยาวนานและมีประโยชน์ด้านความปลอดภัยเป็นพิเศษ1.1.2.5 สถานะการพัฒนาปัจจุบัน (Current State of Development)• การวิจัยและพัฒนา (Research and Development) บริษัทและสถาบันวิจัยหลายแห่งกำลังทำงานอย่างแข็งขันเกี่ยวกับเทคโนโลยีแบตเตอรี่โซลิดสเตต ผู้เล่นที่โดดเด่นได้แก่ผู้ผลิตยานยนต์ เช่น Toyota, BMW และ Volkswagen รวมถึงบริษัทแบตเตอรี่เฉพาะทาง เช่น QuantumScape และ Solid Power บริษัทเหล่านี้ลงทุนอย่างมากในการพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตตสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าและแอปพลิเคชันอื่นๆ• ต้นแบบและผลิตภัณฑ์ในระยะเริ่มต้น (Prototypes and Early Products) บริษัทบางแห่งได้ผลิตต้นแบบแบตเตอรี่โซลิดสเตตแล้ว และมีการประกาศล่วงหน้าเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ที่มีศักยภาพ อย่างไรก็ตาม ความพร้อมในเชิงพาณิชย์อย่างแพร่หลายยังคงอีกไม่กี่ปีข้างหน้า โดยผู้เชี่ยวชาญส่วนใหญ่คาดการณ์ว่าแบตเตอรี่โซลิดสเตตจะเริ่มได้รับการยอมรับอย่างแพร่หลายในช่วงปลายทศวรรษ 2020

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 11Energy Conservation Technology Co.,ltd.1.1.2.6 แนวโน้มในอนาคต (Future Prospects)• นวัตกรรมต่อเนื่อง (Continued Innovation) การวิจัยกำลังดำเนินการเพื่อพัฒนาวัสดุและกระบวนการผลิตใหม่ๆ ที่สามารถเอาชนะความท้าทายในปัจจุบันของแบตเตอรี่โซลิดสเตตได้ ความก้าวหน้าในอิเล็กโทรไลต์โซลิด วัสดุอิเล็กโทรด และการออกแบบแบตเตอรี่มีแนวโน้มที่จะปรับปรุงประสิทธิภาพและลดต้นทุน• ศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงตลาด (Potential to Disrupt the Market) หากแบตเตอรี่โซลิดสเตตสามารถบรรลุข้อได้เปรียบตามที่สัญญาไว้ในต้นทุนที่สามารถแข่งขันได้ แบตเตอรี่เหล่านี้มีศักยภาพที่จะเปลี่ยนแปลงตลาดการจัดเก็บพลังงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภาคยานยนต์และอิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค แบตเตอรี่เหล่านี้สามารถเปิดใช้งานแอปพลิเคชันและเทคโนโลยีใหม่ๆ ที่ไม่สามารถทำได้ด้วยเทคโนโลยีแบตเตอรี่ในปัจจุบัน• ส่วนหนึ่งของการเปลี่ยนผ่านด้านพลังงานที่กว้างขึ้น (Part of a Broader Energy Transition) แบตเตอรี่โซลิดสเตตมีแนวโน้มที่จะมีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนผ่านไปสู่พลังงานหมุนเวียนและการใช้ไฟฟ้าในวงกว้างขึ้น ซึ่งสนับสนุนการเติบโตของยานยนต์ไฟฟ้า การบูรณาการพลังงานหมุนเวียน และโซลูชันการจัดเก็บพลังงานที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น แบตเตอรี่โซลิดสเตตถือเป็นก้าวสำคัญในเทคโนโลยีแบตเตอรี่ โดยนำเสนอศักยภาพสำหรับโซลูชันการจัดเก็บพลังงานที่ปลอดภัยกว่า มีประสิทธิภาพมากกว่า และใช้งานได้ยาวนานขึ้น แม้ว่าแบตเตอรี่จะยังอยู่ในระยะพัฒนา แต่ผลกระทบในอนาคตที่มีต่ออุตสาหกรรมต่างๆ ตั้งแต่ยานยนต์ไปจนถึงอิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคอาจมีนัยสำคัญ1.1.3 แบตเตอรี่แบบไหล (Flow Batteries) แบตเตอรี่แบบไหลเป็นแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ชนิดหนึ่งที่พลังงานจะถูกเก็บไว้ในอิเล็กโทรไลต์ของเหลวที่บรรจุอยู่ในแท็งก์ภายนอก ซึ่งแตกต่างจากแบตเตอรี่แบบเดิมที่พลังงานจะถูกเก็บไว้ภายในอิเล็กโทรด การออกแบบนี้มีข้อดีเฉพาะตัว โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในการจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่ โดยมีรายละเอียดดังนี้1.1.3.1 แบตเตอรี่แบบไหลทำงานอย่างไร (How Flow Batteries Work) แบตเตอรี่แบบไหลทำงานโดยอาศัยการเคลื่อนที่ของอิเล็กโทรไลต์ของเหลวผ่านเซลล์ไฟฟ้าเคมี ซึ่งมีการทำงานและส่วนประกอบหลักดังนี้• อิเล็กโทรไลต์(Electrolytes) คุณสมบัติหลักของแบตเตอรี่แบบไหลคือการใช้อิเล็กโทรไลต์ของเหลวที่เก็บไว้ในแท็งก์ภายนอก อิเล็กโทรไลต์ประกอบด้วยสารอิเล็กโทรแอคทีฟที่ละลายอยู่ซึ่งสามารถปลดปล่อยหรือดูดซับอิเล็กตรอนในระหว่างการชาร์จและการคายประจุ• เซลล์ไฟฟ้าเคมี(Electrochemical Cell) อิเล็กโทรไลต์จะถูกสูบจากแท็งก์เข้าไปในเซลล์ไฟฟ้าเคมี ซึ่งจะถูกแยกออกด้วยเมมเบรน ในระหว่างการชาร์จ แหล่งพลังงานภายนอกจะขับเคลื่อนปฏิกิริยา

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 12Energy Conservation Technology Co.,ltd.รีดอกซ์ (ปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนอิเล็กตรอน) ซึ่งจะเก็บพลังงานไว้ในอิเล็กโทรไลต์ ระหว่างการคายประจุ ปฏิกิริยาย้อนกลับจะเกิดขึ้น ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า ส่วนประกอบหลัก มีดังนี้ อิเล็กโทรไลต์บวกและลบ (Positive and Negative Electrolytes) อิเล็กโทรไลต์เหลวทั้งสองชนิด มักเรียกว่าแคโทไลต์และแอนอไลต์จะถูกเก็บไว้ในถังแยกกัน เมมเบรน (Membrane) เมมเบรนช่วยให้ไอออนผ่านเข้าไปได้ในขณะที่ป้องกันไม่ให้อิเล็กโทรไลต์ทั้งสองชนิดผสมกัน ปั๊ม (Pumps) ใช้ในการหมุนเวียนอิเล็กโทรไลต์จากถังผ่านเซลล์ไฟฟ้าเคมีและย้อนกลับมา1.1.3.2 ประเภทของแบตเตอรี่ไหล(Types of Flow Batteries) แบตเตอรี่ไหลมีหลายประเภท ซึ่งแตกต่างกันตามคุณสมบัติทางเคมีของอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้ดังนี้1. แบตเตอรี่ไหลวาเนเดียมเรด็อกซ์(Vanadium Redox Flow Batteries (VRFB))• คำอธิบาย แบตเตอรี่ไหลประเภทที่เป็นที่รู้จักและใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด โดยอิเล็กโทรไลต์ทั้งบวกและลบนั้นใช้ไอออนวาเนเดียมเป็นพื้นฐาน• ข้อดี ความสามารถในการปรับขนาด (Scalability) ความจุพลังงานถูกกำหนดโดยขนาดของถังอิเล็กโทรไลต์ ทำให้ปรับขนาดได้ง่าย อายุการใช้งานยาวนาน (Long cycle life) สามารถทนต่อรอบการชาร์จ/ปล่อยประจุได้หลายหมื่นรอบโดยมีการเสื่อมสภาพเพียงเล็กน้อย  ความปลอดภัย(Safety) ไม่ติดไฟและทำงานที่อุณหภูมิแวดล้อม• ความท้าทาย ต้นทุนสูงของวาเนเดียม (High cost of vanadium) ราคาและความพร้อมจำหน่ายของวาเนเดียมอาจเป็นปัจจัยจำกัด ความหนาแน่นของพลังงานต่ำ (Low energy density) VRFB มีขนาดใหญ่กว่าเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ประเภทอื่น ทำให้การใช้งานในพื้นที่จำกัดมีจำกัด2. แบตเตอรี่ไหลสังกะสี-โบรมีน (Zinc-Bromine Flow Batteries)• คำอธิบาย ใช้สังกะสีและโบรมีนเป็นวัสดุอิเล็กโทรแอคทีฟในอิเล็กโทรไลต์• ข้อดี คุ้มต้นทุน (Cost-effective) สังกะสีมีมากขึ้นและถูกกว่าวาเนเดียม ความหนาแน่นของพลังงานสูง (High energy density) ให้ความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับ VRFB• ความท้าทาย ความซับซ้อน (Complexity) ระบบนี้ต้องได้รับการจัดการอย่างระมัดระวังเพื่อป้องกันปัญหา เช่น การก่อตัวของสังกะสีเดนไดรต์

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 13Energy Conservation Technology Co.,ltd. ธรรมชาติของโบรมีนที่กัดกร่อน (Corrosive nature of bromine) โบรมีนกัดกร่อนได้สูง ต้องใช้วัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนได้3. แบตเตอรี่ไหลเหล็ก-โครเมียม (Iron-Chromium Flow Batteries)• คำอธิบาย ใช้เหล็กและโครเมียมในอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่พัฒนาโดย NASA• ข้อดี ต้นทุนต่ำ (Low cost) Safe operation เหล็กและโครเมียมมีราคาไม่แพงและหาได้ง่าย  การทำงานที่ปลอดภัย (Safe operation) ไม่ติดไฟและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม• ความท้าทาย ความหนาแน่นของพลังงานและประสิทธิภาพต่ำกว่าแบตเตอรี่แบบไหลประเภทอื่น การนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์มีข้อจำกัดเนื่องจากประสิทธิภาพที่ต้องพัฒนา4. แบตเตอรี่แบบไหลอินทรีย์(Organic Flow Batteries)• คำอธิบาย แบตเตอรี่เหล่านี้ใช้โมเลกุลอินทรีย์เป็นสปีชีส์อิเล็กโทรแอคทีฟ ซึ่งสามารถปรับแต่งให้เหมาะกับคุณสมบัติเฉพาะได้• ข้อดี เคมีที่ปรับแต่งได้(Tunable chemistry) คุณสมบัติของอิเล็กโทรไลต์สามารถปรับแต่งได้สำหรับการใช้งานเฉพาะ ศักยภาพในการลดต้นทุน (Potential for lower costs) วัสดุอินทรีย์สามารถลดการพึ่งพาโลหะราคาแพง เช่น วาเนเดียมได้• ความท้าทาย ยังคงอยู่ในระยะการวิจัย (Still in the research phase) แบตเตอรี่แบบไหลอินทรีย์ยังไม่สมบูรณ์เท่ากับประเภทอื่น และเผชิญกับความท้าทายในแง่ของเสถียรภาพและความสามารถในการปรับขนาด1.1.3.3 ข้อดีของแบตเตอรี่แบบไหล(Advantages of Flow Batteries)• ความสามารถในการปรับขนาด (Scalability) ความจุพลังงานของแบตเตอรี่แบบไหลไม่ขึ้นอยู่กับความจุพลังงานและสามารถปรับขนาดได้ง่ายโดยการเพิ่มขนาดของถังอิเล็กโทรไลต์ ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่• อายุการใช้งานยาวนาน (Long Cycle Life) แบตเตอรี่แบบไหลสามารถชาร์จ/ปล่อยประจุได้หลายพันถึงหลายหมื่นรอบโดยเสื่อมสภาพเพียงเล็กน้อย ทำให้มีความทนทานสูง • ความปลอดภัย (Safety) แบตเตอรี่แบบไหลโดยทั่วไปจะปลอดภัยกว่าแบตเตอรี่แบบเดิมเนื่องจากอิเล็กโทรไลต์ถูกเก็บไว้ภายนอก ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของการเกิดความร้อนสูงเกิน• การทำงานที่ยืดหยุ่น (Flexible Operation) สามารถชาร์จและปล่อยประจุพร้อมกันได้ และสามารถทำงานในสถานะการชาร์จบางส่วนได้โดยไม่สูญเสียประสิทธิภาพอย่างมาก

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 14Energy Conservation Technology Co.,ltd.1.1.3.4 ความท้าทายและข้อจำกัด (Challenges and Limitations)• ความหนาแน่นของพลังงานต่ำ (Low Energy Density) แบตเตอรี่แบบไหลมีความหนาแน่นของพลังงานต่ำกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ทำให้ไม่เหมาะสำหรับการใช้งานที่พื้นที่และน้ำหนักมีความสำคัญ เช่น ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพาหรือยานพาหนะ• ความซับซ้อนและต้นทุน (Complexity and Cost) ระบบมีความซับซ้อนมากกว่าแบตเตอรี่แบบดั้งเดิมเนื่องจากต้องใช้ปั๊ม ถัง และระบบประปาเพื่อหมุนเวียนอิเล็กโทรไลต์ ความซับซ้อนดังกล่าวอาจเพิ่มต้นทุนได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับระบบขนาดเล็ก• ต้นทุนวัสดุ(Material Costs) ขึ้นอยู่กับเคมีที่ใช้ ต้นทุนของวัสดุ (เช่น วาเนเดียม) อาจสูง ซึ่งส่งผลต่อความคุ้มทุนโดยรวมของระบบ• ประสิทธิภาพ (Efficiency) โดยทั่วไปแล้ว แบตเตอรี่แบบไหลจะมีประสิทธิภาพในการเดินทางไปกลับต่ำกว่า 65-85% เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ 85-95% ซึ่งหมายความว่าจะสูญเสียพลังงานมากขึ้นระหว่างรอบการชาร์จ/ปล่อยประจุ1.1.3.5 การใช้งานแบตเตอรี่แบบไหล(Applications of Flow Batteries)• การกักเก็บพลังงานในกริด (Grid Energy Storage) แบตเตอรี่แบบไหลเหมาะเป็นพิเศษสำหรับการกักเก็บพลังงานในกริดขนาดใหญ่ ซึ่งสามารถกักเก็บพลังงานส่วนเกินจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น ลมและแสงอาทิตย์ และปล่อยพลังงานดังกล่าวออกมาเมื่อจำเป็น อายุการใช้งานที่ยาวนานและความสามารถในการปรับขนาดทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสร้างสมดุลระหว่างอุปทานและอุปสงค์ในกริด• การบูรณาการพลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy Integration) แบตเตอรี่แบบไหลช่วยรักษาเสถียรภาพของกริดและให้แน่ใจว่ามีการจ่ายพลังงานอย่างสม่ำเสมอ โดยกักเก็บพลังงานที่ผลิตจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ไม่ต่อเนื่อง• ไมโครกริดและระบบนอกกริด (Microgrids and Off-Grid Systems) แบตเตอรี่แบบไหลสามารถกักเก็บพลังงานได้อย่างน่าเชื่อถือสำหรับสถานที่ห่างไกล สถานที่อุตสาหกรรม และไมโครกริด โดยให้แหล่งจ่ายไฟที่เสถียรโดยไม่ขึ้นกับกริดหลัก • พลังงานสำรอง (Backup Power) สามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานสำรองสำหรับโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญ โดยให้พื้นที่จัดเก็บพลังงานระยะยาวเพื่อรองรับไฟฟ้าดับเป็นเวลานาน1.1.3.6 แนวโน้มในอนาคต (Future Prospects)• การลดต้นทุน (Cost Reduction) การวิจัยอย่างต่อเนื่องมุ่งหวังที่จะลดต้นทุนของแบตเตอรี่แบบไหลโดยการพัฒนาวัสดุทางเลือกและปรับปรุงกระบวนการผลิต• การปรับปรุงประสิทธิภาพ (Performance Improvements) ความก้าวหน้าในเคมีอิเล็กโทรไลต์ เทคโนโลยีเมมเบรน และการออกแบบระบบคาดว่าจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ ความหนาแน่นของพลังงาน และประสิทธิภาพโดยรวมของแบตเตอรี่แบบไหล

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 15Energy Conservation Technology Co.,ltd.• การนำไปใช้ที่เพิ่มขึ้น (Increased Adoption) เนื่องจากความต้องการการจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่เพิ่มขึ้นตามการขยายตัวของพลังงานหมุนเวียน แบตเตอรี่แบบไหลจึงคาดว่าจะมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในตลาดการจัดเก็บพลังงาน• ระบบไฮบริด (Hybrid Systems) การรวมแบตเตอรี่แบบไหลเข้ากับระบบจัดเก็บพลังงานประเภทอื่น (เช่น แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน) อาจเป็นโซลูชันที่ยืดหยุ่นและมีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับความต้องการการจัดเก็บพลังงานที่หลากหลาย แบตเตอรี่แบบไหลเป็นเทคโนโลยีที่มีแนวโน้มดีสำหรับการจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่และระยะยาว โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแอปพลิเคชันที่ต้องการความสามารถในการปรับขนาด ความปลอดภัย และความทนทาน แม้ว่าแบตเตอรี่ชนิดนี้จะไม่ได้รับการยอมรับอย่างแพร่หลายเหมือนแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แต่ข้อได้เปรียบเฉพาะตัวทำให้แบตเตอรี่ชนิดนี้กลายมามีบทบาทสำคัญในอนาคตของการกักเก็บพลังงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในขณะที่ความต้องการในการผสานรวมพลังงานหมุนเวียนและการรักษาเสถียรภาพของโครงข่ายไฟฟ้ายังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง1.1.4 แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด (Lead-Acid Batteries) แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดเป็นแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ที่เก่าแก่ที่สุดและใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดประเภทหนึ่ง แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดเป็นอุปกรณ์หลักในแอปพลิเคชันต่างๆ มากว่า 150 ปี เนื่องจากมีความน่าเชื่อถือ ต้นทุนค่อนข้างต่ำ และแข็งแรงทนทาน รายละเอียดของแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด ดังนี้1.1.4.1 แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดทำงานอย่างไร (How Lead-Acid Batteries Work) แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด ประกอบด้วยส่วนประกอบหลัก ดังนี้• อิเล็กโทรดบวก (แคโทด) (Positive Electrode (Cathode)) ทำจากตะกั่วไดออกไซด์ (PbO2)• อิเล็กโทรดลบ (แอโนด) (Negative Electrode (Anode)) ทำจากตะกั่วที่เป็นรูพรุน (Pb)• อิเล็กโทรไลต์(Electrolyte) สารละลายกรดซัลฟิวริก (H2SO4) ซึ่งทำหน้าที่เป็นทั้งตัวกลางในการแลกเปลี่ยนไอออนและแหล่งไอออนสำหรับปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี• ตัวคั่น (Separator) วัสดุที่แยกอิเล็กโทรดบวกและลบในขณะที่ให้ไอออนไหลระหว่างกัน การทำงาน การคายประจุ(Discharging) ในระหว่างการคายประจุ ตะกั่วไดออกไซด์ที่แคโทดจะทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกและปลดปล่อยอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนเหล่านี้จะไหลผ่านวงจรภายนอกไปยังขั้วบวก ซึ่งตะกั่วจะทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกเพื่อสร้างตะกั่วซัลเฟต (PbSO4) การชาร์จ (Charging) เมื่อทำการชาร์จ กระบวนการจะย้อนกลับ แหล่งพลังงานภายนอกจะบังคับให้ตะกั่วซัลเฟตกลับเข้าไปในตะกั่วและตะกั่วไดออกไซด์ เพื่อคืนพลังงานให้กับแบตเตอรี่1.1.4.2 ประเภทของแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด (Types of Lead-Acid Batteries) แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด มีหลายแบบ แต่ละแบบได้รับการพัฒนาให้เหมาะกับการใช้งานที่แตกต่างกัน

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 16Energy Conservation Technology Co.,ltd.1. แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดแบบน้ำท่วม (Flooded Lead-Acid Batteries)• คำอธิบาย แบตเตอรี่เหล่านี้เรียกอีกอย่างว่าเซลล์แบบเปียก มีอิเล็กโทรไลต์เหลวที่สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระภายในตัวแบตเตอรี่ ต้องได้รับการบำรุงรักษาเป็นประจำ เช่น เติมอิเล็กโทรไลต์ด้วยน้ำกลั่น• การใช้งาน มักใช้ในแบตเตอรี่รถยนต์ (แบตเตอรี่สตาร์ท) อุปกรณ์จ่ายไฟสำรอง (UPS) และระบบไฟสำรอง• ข้อดี ต้นทุนต่ำ (Low cost) เป็นแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ราคาถูกที่สุด  ความแข็งแกร่ง (Robustness) ทนทานต่อการชาร์จไฟเกินและการคายประจุลึกในระดับ• ข้อเสีย การบำรุงรักษา (Maintenance) ต้องบำรุงรักษาเป็นประจำเพื่อตรวจสอบระดับอิเล็กโทรไลต์ ความเสี่ยงในการหก (Risk of spillage) อิเล็กโทรไลต์เหลวอาจรั่วซึมได้หากแบตเตอรี่ได้รับความเสียหายหรือเอียง2. แบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบปิดผนึก (Sealed Lead-Acid Batteries (SLA))• คำอธิบาย แบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบควบคุมด้วยวาล์ว (VRLA) เรียกอีกอย่างว่าแบตเตอรี่แบบปิดผนึกและไม่ต้องบำรุงรักษาเป็นประจำ แบตเตอรี่เหล่านี้แบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก ได้แก่ แบตเตอรี่แบบดูดซับ (AGM) และแบตเตอรี่แบบเจล• แบตเตอรี่แบบ AGM (AGM Batteries) อิเล็กโทรไลต์ (Electrolyte) อิเล็กโทรไลต์จะถูกดูดซึมเข้าไปในแผ่นไฟเบอร์กลาส ทำให้แบตเตอรี่ไม่รั่วซึม การใช้งาน (Applications) ใช้ในระบบไฟฟ้าสำรอง อุปกรณ์ทางการแพทย์ และในยานพาหนะบางประเภท (โดยเฉพาะรถจักรยานยนต์) ข้อดี(Advantages) ไม่ต้องบำรุงรักษา ป้องกันการรั่วซึม และทนต่อการสั่นสะเทือนได้ดีกว่า• แบตเตอรี่แบบเจล (Gel Batteries)  อิเล็กโทรไลต์(Electrolyte) อิเล็กโทรไลต์อยู่ในรูปแบบเจล ทำให้มีโอกาสรั่วซึมน้อยลงและทำให้แบตเตอรี่ทำงานได้ในทิศทางต่างๆ  การใช้งาน (Applications) ใช้ในงานวงจรลึก เช่น ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ รถเข็น และยานยนต์เพื่อการพักผ่อนหย่อนใจ ข้อดี(Advantages) ไม่ต้องบำรุงรักษา ป้องกันการหก และทำงานได้ดีในอุณหภูมิที่รุนแรง1.1.4.3 ข้อดีของแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด (Advantages of Lead-Acid Batteries)• ต้นทุนต่ำ (Low Cost) แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดเป็นแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ประเภทหนึ่งที่มีราคาไม่แพงที่สุด ทำให้เป็นโซลูชันที่คุ้มต้นทุนสำหรับการใช้งานหลายประเภท• ประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้(Reliable Performance) มีประวัติที่พิสูจน์แล้วในด้านความน่าเชื่อถือและความทนทาน ทำให้เป็นตัวเลือกที่เชื่อถือได้สำหรับการใช้งานยานยนต์และแหล่งจ่ายไฟสำรอง

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 17Energy Conservation Technology Co.,ltd.• ความสามารถในการรีไซเคิล (Recyclability) แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดสามารถรีไซเคิลได้สูง โดยประมาณ 99% ของวัสดุ (ตะกั่ว พลาสติก และอิเล็กโทรไลต์) สามารถกู้คืนได้ ทำให้เป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์รีไซเคิลมากที่สุดในโลก• กำลังไฟฟ้าสูง (High Power Output) แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดสามารถให้กระแสไฟกระชากสูง ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ต้องการพลังงานจำนวนมาก เช่น การสตาร์ทเครื่องยนต์1.1.4.4 ความท้าทายและข้อจำกัด (Challenges and Limitations)• ความหนาแน่นของพลังงานต่ำ (Low Energy Density) แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดมีความหนาแน่นของพลังงานต่ำกว่าเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีใหม่ๆ เช่น แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ซึ่งหมายความว่าแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดจะมีน้ำหนักมากกว่าและเทอะทะกว่าเมื่อเก็บพลังงานไว้เท่าเดิม• อายุการใช้งานจำกัด (Limited Cycle Life) โดยทั่วไปแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดจะมีอายุการใช้งานสั้นกว่าแบตเตอรี่ประเภทอื่น โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากแบตเตอรี่เหล่านี้ต้องผ่านกระบวนการรีไซเคิลแบบลึกบ่อยครั้ง (ปล่อยประจุจนหมดและชาร์จใหม่)• การบำรุงรักษา (Maintenance) แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดแบบเติมน้ำต้องได้รับการบำรุงรักษาเป็นประจำเพื่อตรวจสอบและเติมระดับอิเล็กโทรไลต์• ปัญหาสิ่งแวดล้อม (Environmental Concerns) แม้ว่าแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดจะสามารถรีไซเคิลได้สูง แต่การกำจัดแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดอย่างไม่ถูกต้องอาจทำให้เกิดการปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อมได้ เนื่องจากตะกั่วและกรดซัลฟิวริกมีพิษ1.1.4.5 การใช้งานแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด (Applications of Lead-Acid Batteries)• แบตเตอรี่รถยนต์ (Automotive Batteries) การใช้งานที่พบมากที่สุด ใช้ในการสตาร์ทเครื่องยนต์สันดาปภายในในรถยนต์ รถบรรทุก และมอเตอร์ไซค์ โดยทั่วไปแล้ว แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดแบบเติมน้ำจะถูกนำมาใช้งาน• เครื่องจ่ายไฟสำรอง (Uninterruptible Power Supplies (UPS)) แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดใช้ในระบบ UPS เพื่อจ่ายไฟสำรองในระหว่างไฟดับ ช่วยปกป้องระบบที่สำคัญ เช่น ศูนย์ข้อมูลและอุปกรณ์โทรคมนาคม • การกักเก็บพลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy Storage) แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดแบบวงจรลึก เช่น ที่ใช้ในระบบพลังงานแสงอาทิตย์ จะกักเก็บพลังงานที่ผลิตได้จากแหล่งพลังงานหมุนเวียนเพื่อใช้ในภายหลัง• การใช้งานในอุตสาหกรรม (Industrial Applications) ใช้ในรถยก รถกอล์ฟ และยานยนต์อุตสาหกรรมอื่นๆ ที่ความน่าเชื่อถือและความคุ้มทุนเป็นสิ่งสำคัญ• แบตเตอรี่ทางทะเลและ RV (Marine and RV Batteries) แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดแบบปิดผนึก โดยเฉพาะแบบ AGM และแบบเจล ใช้ในยานยนต์ทางทะเลและยานยนต์เพื่อการพักผ่อนหย่อนใจ เนื่องจากมีความต้านทานต่อการสั่นสะเทือนและสามารถทำงานในทิศทางต่างๆ ได้

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 18Energy Conservation Technology Co.,ltd.1.1.4.6 แนวโน้มและการพัฒนาในอนาคต (Future Prospects and Developments)• เทคโนโลยีตะกั่ว-กรดขั้นสูง (Advanced Lead-Acid Technologies) การวิจัยกำลังดำเนินการเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด นวัตกรรมต่างๆ ได้แก่ การออกแบบแผ่นที่ดีขึ้น สารเติมแต่งอิเล็กโทรไลต์ที่ดีขึ้น และระบบไฮบริดที่รวมแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดกับซูเปอร์คาปาซิเตอร์เพื่อประสิทธิภาพที่ดีขึ้น• การแข่งขันกับลิเธียมไอออน (Competition with Lithium-Ion) แม้ว่าแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดจะยังคงใช้กันอย่างแพร่หลาย แต่แบตเตอรี่เหล่านี้ก็เผชิญกับการแข่งขันที่เพิ่มขึ้นจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ซึ่งให้ความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่า อายุการใช้งานยาวนานขึ้น และน้ำหนักเบากว่า อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดยังคงสามารถแข่งขันได้ในแอพพลิเคชั่นที่ต้นทุนและความน่าเชื่อถือมีความสำคัญมากกว่าความหนาแน่นของพลังงาน • ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและการรีไซเคิล (Environmental Impact and Recycling) ความพยายามในการปรับปรุงกระบวนการรีไซเคิลแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดและลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมถือเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดยังคงถูกใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศกำลังพัฒนา แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดเป็นเทคโนโลยีพื้นฐานในอุตสาหกรรมการจัดเก็บพลังงานมานานกว่าศตวรรษ โดยนำเสนอโซลูชันที่เชื่อถือได้และคุ้มต้นทุนสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย แม้จะมีเทคโนโลยีแบตเตอรี่ใหม่ๆ เกิดขึ้น แต่แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดยังคงมีความเกี่ยวข้อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานที่ต้องคำนึงถึงต้นทุน ความน่าเชื่อถือ และความสามารถในการรีไซเคิลเป็นหลัก1.1.5 แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม (NiCd) และนิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ (NiMH) (Nickel-Cadmium (NiCd) and Nickel-Metal Hydride (NiMH) Batteries) แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม (NiCd) และนิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ (NiMH) เป็นแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ 2 ประเภทที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในแอปพลิเคชันต่างๆ โดยเฉพาะในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา เครื่องมือไฟฟ้า และยานพาหนะไฟฟ้า แต่ละประเภทมีลักษณะ ข้อดี และความท้าทายที่แตกต่างกัน โดย มีรายละเอียด ดังนี้1.1.5.1 แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม (Nickel-Cadmium (NiCd) Batteries)• การทำงาน แบตเตอรี่ NiCd ใช้ไฮดรอกไซด์นิกเกิลออกไซด์เป็นอิเล็กโทรดบวก (แคโทด) และแคดเมียมเป็นอิเล็กโทรดลบ (แอโนด) อิเล็กโทรไลต์มักจะเป็นสารละลายของโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) การชาร์จ (Charging) ระหว่างการชาร์จ นิกเกิลไฮดรอกไซด์ (Ni(OH)2) ที่แคโทดจะถูกแปลงเป็นนิกเกิลออกซีไฮดรอกไซด์ (NiOOH) ในขณะที่แคดเมียม (Cd) ที่แอโนดจะถูกแปลงเป็นแคดเมียมไฮดรอกไซด์ (Cd(OH)2) การคายประจุ(Discharging) ระหว่างการคายประจุ กระบวนการจะย้อนกลับ และแบตเตอรี่จะปล่อยพลังงานไฟฟ้าออกมา

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 19Energy Conservation Technology Co.,ltd.• ข้อดี ความทนทาน (Durability) แบตเตอรี่ NiCd มีความแข็งแรงทนทานมากและสามารถทนต่อสภาวะที่รุนแรง รวมถึงอุณหภูมิที่รุนแรง อายุการใช้งานยาวนาน (Long Cycle Life) สามารถทนต่อรอบการชาร์จ/คายประจุได้เป็นจำนวนมาก มักจะหลายร้อยถึงมากกว่าหนึ่งพันรอบ ขึ้นอยู่กับสภาวะการใช้งาน อัตราการคายประจุสูง(High Discharge Rate) แบตเตอรี่ NiCd สามารถจ่ายกระแสไฟกระชากสูง ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งาน เช่น เครื่องมือไฟฟ้าและอุปกรณ์ที่ควบคุมด้วยวิทยุ การชาร์จเร็ว(Fast Charging) สามารถชาร์จใหม่ได้อย่างรวดเร็ว มักจะใช้เวลาไม่กี่ชั่วโมง• ความท้าทาย ผลกระทบของหน่วยความจำ (Memory Effect) แบตเตอรี่ NiCd เป็นที่รู้จักจาก \"ผลกระทบของหน่วยความจำ\" ซึ่งแบตเตอรี่จะสูญเสียความจุพลังงานสูงสุดหากชาร์จซ้ำหลายครั้งก่อนที่จะคายประจุจนหมด  ความเป็นพิษและปัญหาสิ่งแวดล้อม (Toxicity and Environmental Concerns) แคดเมียมเป็นโลหะหนักที่มีพิษ ซึ่งก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพหากไม่ได้กำจัดหรือรีไซเคิลอย่างถูกต้อง ความหนาแน่นของพลังงานต่ำกว่า (Lower Energy Density) เมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีแบตเตอรี่รุ่นใหม่ แบตเตอรี่ NiCd มีความหนาแน่นของพลังงานค่อนข้างต่ำ ซึ่งหมายความว่าแบตเตอรี่จะเก็บพลังงานได้น้อยกว่าเมื่อเทียบกับขนาดและน้ำหนัก การคายประจุเอง(Self-Discharge) แบตเตอรี่ NiCd มีอัตราการคายประจุเองที่ค่อนข้างสูง โดยสูญเสียประจุสูงสุด 10% ภายใน 24 ชั่วโมงแรกหลังจากชาร์จ และหลังจากนั้นประมาณ 10%ต่อเดือน• การใช้งาน เครื่องมือไฟฟ้า (Power Tools) เนื่องจากอัตราการคายประจุที่สูงและความทนทาน แบตเตอรี่ NiCd จึงถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องมือไฟฟ้าไร้สาย ไฟฉุกเฉิน (Emergency Lighting) ความสามารถในการจ่ายกระแสไฟสูงอย่างรวดเร็วทำให้เหมาะสำหรับระบบไฟฉุกเฉิน วิทยุสื่อสารสองทางและการบิน (Two-Way Radios and Aviation) แบตเตอรี่ NiCd มักใช้ในการบินเพื่อจ่ายไฟฉุกเฉินและในวิทยุสื่อสารสองทางเนื่องจากมีความน่าเชื่อถือ 1.1.5.2 แบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์(Nickel-Metal Hydride (NiMH) Batteries)• การทำงาน แบตเตอรี่ NiMH มีลักษณะการออกแบบคล้ายกับแบตเตอรี่ NiCd แต่แตกต่างกันที่วัสดุที่ใช้สำหรับขั้วบวก อิเล็กโทรดบวก (แคโทด) ยังคงเป็นนิกเกิลออกซิไฮดรอกไซด์ (NiOOH) แต่ขั้วลบ (แอโนด) ทำจากโลหะผสมที่ดูดซับไฮโดรเจน ไม่ใช่แคดเมียม การชาร์จ (Charging) ระหว่างการชาร์จ นิกเกิลออกซิไฮดรอกไซด์ (NiOOH) จะก่อตัวที่แคโทด และโลหะผสมที่ดูดซับไฮโดรเจนที่ขั้วบวกจะดูดซับไอออนไฮโดรเจน

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 20Energy Conservation Technology Co.,ltd. การคายประจุ (Discharging) ระหว่างการคายประจุ กระบวนการจะย้อนกลับ และแบตเตอรี่จะปล่อยพลังงานไฟฟ้าออกมา• ข้อดี ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงกว่า (Higher Energy Density) แบตเตอรี่ NiMH มีความหนาแน่นของพลังงานที่สูงกว่าแบตเตอรี่ NiCd ซึ่งหมายความว่าสามารถเก็บพลังงานได้มากกว่าเมื่อเทียบกับขนาดและน้ำหนัก ลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม (Reduced Environmental Impact) แบตเตอรี่ NiMH ไม่ประกอบด้วยแคดเมียมที่เป็นพิษ ซึ่งแตกต่างจากแบตเตอรี่ NiCd ทำให้เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมน้อยกว่าและรีไซเคิลได้ง่ายกว่า  เอฟเฟกต์หน่วยความจำ (Memory Effect) แบตเตอรี่ NiMH มีเอฟเฟกต์หน่วยความจำต่ำกว่าแบตเตอรี่ NiCd มาก ทำให้แบตเตอรี่เหล่านี้ใช้งานง่ายกว่าในแอปพลิเคชันที่มักมีการคายประจุบางส่วน ความอเนกประสงค์ (Versatility) แบตเตอรี่ NiMH ใช้ในแอปพลิเคชันที่หลากหลาย ตั้งแต่เครื่องใช้ไฟฟ้าแบบพกพาไปจนถึงยานยนต์ไฟฟ้าไฮบริด• ความท้าทาย อายุการใช้งานสั้นลง (Shorter Cycle Life) โดยทั่วไปแบตเตอรี่ NiMH จะมีอายุการใช้งานสั้นกว่าเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ NiCd แม้ว่าจะมีการปรับปรุงให้ดีขึ้นด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี อัตราการคายประจุเองที่สูงขึ้น (Higher Self-Discharge Rate) แบตเตอรี่ NiMH มีแนวโน้มที่จะมีอัตราการคายประจุเองที่สูงกว่าแบตเตอรี่ NiCd แม้ว่าจะมีการพัฒนาแบตเตอรี่ NiMH ที่มีการคายประจุเองต่ำ (LSD) ขึ้นเพื่อบรรเทาปัญหานี้ ความไวต่อความร้อน (Heat Sensitivity) แบตเตอรี่ NiMH ไวต่ออุณหภูมิสูงมากกว่า ซึ่งอาจทำให้อายุการใช้งานและประสิทธิภาพลดลง เวลาในการชาร์จนานขึ้น (Longer Charging Time) โดยทั่วไปแบตเตอรี่ NiMH ใช้เวลาในการชาร์จนานกว่าแบตเตอรี่ NiCd แม้ว่าจะมีการปรับปรุงในรุ่นใหม่ๆ แล้วก็ตาม• การใช้งาน อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค (Consumer Electronics) แบตเตอรี่ NiMH มักใช้ในแบตเตอรี่ AA และ AAA แบบชาร์จไฟได้สำหรับอุปกรณ์ต่างๆ เช่น กล้องดิจิทัล ไฟฉาย และรีโมทคอนโทรล  รถยนต์ไฟฟ้าไฮบริด (HEV) (Hybrid Electric Vehicles (HEVs)) แบตเตอรี่ NiMH ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์ โดยเฉพาะในรถยนต์ไฟฟ้าไฮบริด เช่น Toyota Prius เนื่องจากมีความน่าเชื่อถือและมีความหนาแน่นของพลังงานค่อนข้างสูง เครื่องมือไฟฟ้าแบบพกพา (Portable Power Tools) แม้ว่าแบตเตอรี่ NiCd จะพบเห็นได้ทั่วไป แต่แบตเตอรี่ NiMH กลับถูกนำมาใช้ในเครื่องมือไฟฟ้าไร้สายมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากมีความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่า

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 21Energy Conservation Technology Co.,ltd.1.1.5.3 การเปรียบเทียบระหว่างแบตเตอรี่ NiCd และ NiMH (Comparison Between NiCd and NiMH Batteries)Feature NiCd Batteries NiMH BatteriesEnergy Density Lower energy density Higher energy densityMemory Effect Pronounced memory effect Minimal memory effectEnvironmental ImpactContains toxic cadmium, harmful if not disposed of properlyEnvironmentally friendlier, no cadmiumCycle Life Longer cycle life Shorter cycle life, but improvingSelf-Discharge Moderate self-dischargeHigher self-discharge, but LSD versions availableCharge Time Fast charging Generally longer charging timeApplications Power tools, aviation, emergency lightingConsumer electronics, hybrid vehicles, general-purpose1.1.5.4 แนวโน้มและการพัฒนาในอนาคต (Future Prospects and Developments)• แบตเตอรี่ NiCd (NiCd Batteries) เนื่องจากความกังวลด้านสิ่งแวดล้อมและการมีทางเลือกที่ดีกว่า การใช้แบตเตอรี่ NiCd จึงลดลง และมีการเลิกใช้มากขึ้น โดยเฉพาะในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค แบตเตอรี่ NiCd ยังคงใช้ในแอปพลิเคชันเฉพาะที่ความทนทานและอัตราการคายประจุสูงเป็นสิ่งสำคัญ• แบตเตอรี่ NiMH (NiMH Batteries) แบตเตอรี่ NiMH ยังคงได้รับความนิยม โดยเฉพาะในแอปพลิ เคชันที่ความสมดุลระหว่างต้นทุน ความหนาแน่นของพลังงาน และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเป็นสิ่งสำคัญ การวิจัยยังคงปรับปรุงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่อย่างต่อเนื่อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการลดอัตราการคายประจุเองและเพิ่มอายุการใช้งาน• การทดแทนด้วยลิเธียมไออน (Replacement by Lithium-Ion) แบตเตอรี่ NiCd และ NiMH ถูกแทนที่ด้วยแบตเตอรี่ลิเธียมไออนมากขึ้นในแอปพลิเคชันต่างๆ เนื่องจากแบตเตอรี่ NiMH มีความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่า อายุการใช้งานยาวนานกว่า และน้ำหนักเบากว่า อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ NiMH ยังคงครองส่วนแบ่งทางการตลาด เช่น รถยนต์ไฮบริด และที่ความปลอดภัยและต้นทุนมีความสำคัญ โดยสรุปแล้ว แม้ว่าแบตเตอรี่ NiCd และ NiMH จะมีความสำคัญต่อการพัฒนาโซลูชันพลังงานแบบพกพา แต่ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีแบตเตอรี่และความกังวลด้านสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มมากขึ้นกำลังนำไปสู่การเปลี่ยนผ่านไปสู่ทางเลือกที่ทันสมัยกว่า เช่น ลิเธียมไอออน อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ NiMH ยังคงมีความเกี่ยวข้อง โดยเฉพาะในพื้นที่ที่คุณลักษณะเฉพาะของแบตเตอรี่มีข้อได้เปรียบเหนือเทคโนโลยีแบตเตอรี่อื่นๆ

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 22Energy Conservation Technology Co.,ltd.2. การเก็บพลังงานด้วยกลไก (Mechanical Storage) ระบบเก็บพลังงานด้วยกลไก ได้รับการออกแบบมาเพื่อจัดเก็บพลังงานในรูปแบบเชิงกล เช่น พลังงานจลน์หรือพลังงานศักย์ และแปลงพลังงานดังกล่าวกลับเป็นพลังงานไฟฟ้าเมื่อจำเป็น ระบบเหล่านี้ถูกนำมาใช้ในแอปพลิเคชันต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการรักษาเสถียรภาพของโครงข่ายไฟฟ้า 2.1 ประเภทของการเก็บพลังงานด้วยกลไก (Types of Mechanical Storage)2.1.1 ระบบจัดเก็บพลังงานน้ำแบบสูบ (Pumped Hydro Storage (PHS))• หลักการทำงาน ระบบจัดเก็บพลังงานน้ำแบบสูบเป็นรูปแบบการจัดเก็บพลังงานเชิงกลที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด โดยคิดเป็นส่วนใหญ่ของความจุในการจัดเก็บพลังงานของโลก ระบบนี้ประกอบด้วยอ่างเก็บน้ำสองแห่งในระดับความสูงที่แตกต่างกัน การจัดเก็บพลังงาน (การชาร์จ) Energy Storage (Charging) ในช่วงที่มีความต้องการไฟฟ้าต่ำ ไฟฟ้าส่วนเกินจะถูกใช้เพื่อสูบน้ำจากอ่างเก็บน้ำที่ต่ำกว่าไปยังอ่างเก็บน้ำที่สูงขึ้น เพื่อแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานศักย์ การปลดปล่อยพลังงาน (การระบาย) (Energy Release (Discharging)) ในช่วงที่มีความต้องการไฟฟ้าสูง น้ำที่เก็บไว้จะถูกปล่อยออกจากอ่างเก็บน้ำที่สูงขึ้น ไหลลงมาผ่านกังหันเพื่อสร้างไฟฟ้า และแปลงพลังงานศักย์กลับเป็นพลังงานไฟฟ้า 2.1.2 ระบบกักเก็บพลังงานจากมู่เล่ (Flywheel Energy Storage (FES))• การทำงาน ระบบกักเก็บพลังงานจากมู่เล่จะกักเก็บพลังงานในรูปของพลังงานจลน์จากการหมุน ระบบนี้ประกอบด้วยดิสก์หมุนที่มีน้ำหนักมาก (มู่เล่) ซึ่งเชื่อมต่อกับมอเตอร์ไฟฟ้า/เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 23Energy Conservation Technology Co.,ltd. ระบบกักเก็บพลังงาน (การชาร์จ) (Energy Storage (Charging)) พลังงานไฟฟ้าจะถูกใช้ในการหมุนมู่เล่ ทำให้ความเร็วในการหมุนเพิ่มขึ้น และกักเก็บพลังงานไว้เป็นพลังงานจลน์ การปลดปล่อยพลังงาน (Energy Release (Discharging)) เมื่อจำเป็นต้องใช้พลังงาน พลังงานจากการหมุนของมู่เล่จะถูกแปลงกลับเป็นพลังงานไฟฟ้าผ่านมอเตอร์/เครื่องกำเนิดไฟฟ้าตัวเดียวกัน ทำให้มู่เล่ทำงานช้าลง2.1.3 ระบบกักเก็บพลังงานอากาศอัด (CAES) (Compressed Air Energy Storage (CAES))• หลักการทำงาน ระบบ CAES กักเก็บพลังงานโดยอัดอากาศและเก็บไว้ในถ้ำหรือถังใต้ดิน การกักเก็บพลังงาน (การชาร์จ) (Energy Storage (Charging))พลังงานไฟฟ้าส่วนเกินจะถูกใช้เพื่อจ่ายไฟให้กับคอมเพรสเซอร์ที่อัดอากาศและกักเก็บภายใต้แรงดันสูงในถ้ำหรือถังขนาดใหญ่  การปลดปล่อยพลังงาน (การระบาย) (Energy Release (Discharging)) เมื่อจำเป็นต้องใช้พลังงาน อากาศอัดจะถูกปล่อยออกมาและให้ความร้อน (โดยทั่วไปจะใช้ก๊าซธรรมชาติหรือความร้อนเสีย) ขยายตัวผ่านกังหันเพื่อผลิตไฟฟ้า2.1.4 การกักเก็บพลังงานแรงโน้มถ่วง (Gravity Energy Storage)• การทำงาน ระบบกักเก็บพลังงานแรงโน้มถ่วงจะกักเก็บพลังงานโดยการยกวัตถุที่มีน้ำหนักมากและปล่อยออกเพื่อสร้างไฟฟ้า การกักเก็บพลังงาน (การชาร์จ) (Energy Storage (Charging)) ไฟฟ้าส่วนเกินจะถูกใช้ในการยกมวลที่มีน้ำหนักมาก (เช่น บล็อกคอนกรีตหรือลูกสูบขนาดใหญ่) ขึ้นไปยังที่ที่สูงขึ้น โดยกักเก็บพลังงานไว้เป็นพลังงานศักย์ การปลดปล่อยพลังงาน (Energy Release (Discharging)) มวลจะถูกปล่อยให้ตกลงมา ขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตไฟฟ้า แปลงพลังงานศักย์กลับเป็นพลังงานไฟฟ้า2.2 มู่เล่เทียบกับระบบสูบน้ำแบบไฮโดรเทียบกับระบบ CAES เทียบกับแรงโน้มถ่วง (Flywheel vs. Pumped Hydro vs. CAES vs. Gravity)• ความจุและระยะเวลา (Capacity and Duration) ระบบสูบน้ำแบบไฮโดรและ CAES เหมาะกับการจัดเก็บขนาดใหญ่ที่มีระยะเวลายาวนานมากกว่า ในขณะที่มู่เล่และระบบแรงโน้มถ่วงเหมาะสำหรับการใช้งานที่มีระยะเวลาสั้นและมีกำลังสูงมากกว่า• ข้อจำกัดทางภูมิศาสตร์(Geographical Constraints) ระบบสูบน้ำแบบไฮโดรและ CAES ต้องมีคุณลักษณะทางภูมิศาสตร์ที่เฉพาะเจาะจง ในขณะที่ระบบมู่เล่และแรงโน้มถ่วงสามารถใช้งานได้ในสถานที่ต่างๆ ที่หลากหลายกว่า• ประสิทธิภาพ (Efficiency) มู่เล่และระบบ CAES ขั้นสูงมักมีประสิทธิภาพสูงกว่า ในขณะที่ระบบ CAES และแรงโน้มถ่วงแบบดั้งเดิมมีประสิทธิภาพน้อยกว่า

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 24Energy Conservation Technology Co.,ltd.• ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม (Environmental Impact) ระบบแรงโน้มถ่วงและมู่เล่โดยทั่วไปมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับระบบ CAES (ซึ่งอาจพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิล) และระบบสูบน้ำแบบไฮโดร (ซึ่งอาจทำลายระบบนิเวศได้)2.3 แนวโน้มในอนาคต• นวัตกรรม (Innovation) การวิจัยอย่างต่อเนื่องมุ่งหวังที่จะปรับปรุงประสิทธิภาพ ความคุ้มทุน และความสามารถในการปรับขนาดของระบบจัดเก็บเชิงกล ซึ่งรวมถึงการพัฒนาวัสดุขั้นสูงสำหรับมู่เล่ การปรับปรุงการกู้คืนความร้อนใน CAES และการออกแบบระบบจัดเก็บแรงโน้มถ่วงที่มีประสิทธิภาพ มากขึ้น • การบูรณาการกับพลังงานหมุนเวียน (Integration with Renewable Energy) เนื่องจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น ลมและแสงอาทิตย์ได้รับความนิยมมากขึ้น บทบาทของการกักเก็บพลังงานกลในการรักษาเสถียรภาพของโครงข่ายไฟฟ้าและการจัดการพลังงานจึงคาดว่าจะเพิ่มมากขึ้น• ระบบไฮบริด (Hybrid Systems) การรวมการกักเก็บพลังงานกลเข้ากับการกักเก็บพลังงานรูปแบบอื่น เช่น แบตเตอรี่ อาจนำเสนอโซลูชันที่หลากหลายและมีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับความต้องการพลังงานที่หลากหลาย ระบบกักเก็บพลังงานกลมีบทบาทสำคัญในภูมิทัศน์ด้านพลังงาน โดยให้โซลูชันสำหรับการกักเก็บพลังงานขนาดใหญ่ ความเสถียรของโครงข่ายไฟฟ้า และการบูรณาการแหล่งพลังงานหมุนเวียน เทคโนโลยีแต่ละอย่างมีจุดแข็งและเหมาะกับการใช้งานเฉพาะ ทำให้ระบบพลังงานมีความยืดหยุ่นและยั่งยืนมากขึ้น❖ รายละเอียดของระบบกักเก็บพลังงานกล2.1.1 ระบบจัดเก็บพลังงานน้ำแบบสูบ (Pumped Hydro Storage (PHS)) ระบบจัดเก็บพลังงานน้ำแบบสูบน้ำ (PHS) เป็นรูปแบบการกักเก็บพลังงานขนาดใหญ่ที่ได้รับการยอมรับและใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยอาศัยพลังงานศักย์โน้มถ่วงในการกักเก็บและปล่อยพลังงานไฟฟ้า ทำให้เป็นโซลูชันที่มีประสิทธิภาพในการรักษาสมดุลระหว่างอุปทานและอุปสงค์บนกริด 2.1.1.1 หลักการกักเก็บพลังงานน้ำแบบสูบน้ำ (Principles of Pumped Hydro Storage) ระบบกักเก็บพลังงานน้ำแบบสูบน้ำทำงานโดยการเคลื่อนย้ายน้ำระหว่างอ่างเก็บน้ำสองแห่งที่ตั้งอยู่ในระดับความสูงที่ต่างกัน ระบบจะใช้พลังงานไฟฟ้าส่วนเกินในการสูบน้ำไปยังระดับความสูงที่สูงขึ้น (กักเก็บพลังงาน) จากนั้นจึงปล่อยพลังงานไฟฟ้าออกมาเพื่อสร้างพลังงานไฟฟ้าเมื่อจำเป็น• การกักเก็บพลังงาน (การชาร์จ) (Energy Storage (Charging)) การสูบน้ำขึ้น (Pumping Water Up) ในช่วงที่มีความต้องการไฟฟ้าต่ำหรือเมื่อมีการผลิตไฟฟ้าเกิน (มักมาจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน) พลังงานไฟฟ้าจะถูกใช้เพื่อขับเคลื่อนปั๊มที่เคลื่อนย้ายน้ำจากอ่างเก็บน้ำด้านล่างไปยังอ่างเก็บน้ำด้านบน

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 25Energy Conservation Technology Co.,ltd. การเก็บกักพลังงานศักย์(Storing Potential Energy) พลังงานจะถูกเก็บกักไว้เป็นพลังงานศักย์โน้มถ่วงในน้ำที่ไหลขึ้นสูง• การปล่อยพลังงาน (การระบาย) (Energy Release (Discharging)) การปล่อยน้ำลงเนิน (Releasing Water Downhill) เมื่อมีความต้องการไฟฟ้าสูง น้ำจากอ่างเก็บน้ำด้านบนจะไหลกลับลงมายังอ่างเก็บน้ำด้านล่าง การผลิตไฟฟ้า (Generating Electricity)ในขณะที่น้ำไหลลงเนิน น้ำจะผ่านกังหันน้ำ ซึ่งแปลงพลังงานศักย์เป็นพลังงานจลน์ พลังงานจลน์นี้จะขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตไฟฟ้า2.1.1.2 ส่วนประกอบของระบบกักเก็บน้ำแบบสูบน้ำ (Components of a Pumped Hydro Storage System)• อ่างเก็บน้ำด้านบนและด้านล่าง (Upper and Lower Reservoirs) จำเป็นต้องมีอ่างเก็บน้ำสองแห่ง แห่งหนึ่งอยู่ที่ระดับความสูงที่สูงกว่าและอีกแห่งอยู่ที่ระดับความสูงที่ต่ำกว่า• ปั๊ม (Pumps) ใช้ในการเคลื่อนย้ายน้ำจากอ่างเก็บน้ำด้านล่างไปยังอ่างเก็บน้ำด้านบนในช่วงที่มีความต้องการน้ำต่ำ• กังหันน้ำ(Turbines) แปลงพลังงานของน้ำตกเป็นพลังงานกล• เครื่องกำเนิดไฟฟ้า(Generators) แปลงพลังงานกลจากกังหันน้ำเป็นพลังงานไฟฟ้า• ท่อส่งน้ำ(Penstocks) ท่อหรือช่องทางขนาดใหญ่ที่ส่งน้ำจากอ่างเก็บน้ำด้านบนไปยังกังหันน้ำ • ระบบควบคุม (Control Systems) จัดการการทำงานของปั๊ม กังหัน และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและตอบสนองต่อความต้องการของระบบกริด2.1.1.3 ข้อดีของระบบกักเก็บพลังงานน้ำแบบสูบ (Advantages of Pumped Hydro Storage)• ระบบกักเก็บพลังงานขนาดใหญ่ (Large-Scale Storage) PHS สามารถกักเก็บและจัดหาพลังงานได้จำนวนมาก ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานขนาดใหญ่และการจัดการระบบกริด• ระยะเวลายาวนาน (Long Duration) สามารถจัดหาพลังงานได้เป็นระยะเวลานาน ตั้งแต่หลายชั่วโมงจนถึงหลายวัน ทำให้มีประโยชน์ในการปรับสมดุลความต้องการพลังงานตามฤดูกาล• ประสิทธิภาพสูง (High Efficiency) ระบบ PHS มีประสิทธิภาพการทำงานไปกลับค่อนข้างสูง โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 70% ถึง 85%• เสถียรภาพของกริด (Grid Stability) ช่วยทำให้กริดมีเสถียรภาพโดยการกักเก็บพลังงานส่วนเกินและปล่อยพลังงานดังกล่าวออกมาในช่วงที่มีความต้องการสูงสุด• การบูรณาการพลังงานหมุนเวียน (Renewable Integration) รองรับการบูรณาการแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ไม่ต่อเนื่องโดยปรับความผันผวนในการผลิตไฟฟ้าให้ราบรื่น

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 26Energy Conservation Technology Co.,ltd.2.1.1.4 ความท้าทายของระบบกักเก็บพลังงานน้ำแบบสูบ (Challenges of Pumped Hydro Storage)• ข้อจำกัดทางภูมิศาสตร์(Geographical Constraints) ต้องมีสถานที่ที่เหมาะสมซึ่งมีระดับความสูงที่แตกต่างกันและมีน้ำเพียงพอ ไม่ใช่ทุกสถานที่ที่จะสามารถติดตั้ง PHS ได้ • ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม (Environmental Impact) อาจส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมได้ เช่น การรบกวนระบบนิเวศในท้องถิ่นและการเปลี่ยนแปลงรูปแบบการไหลของน้ำ โครงการขนาดใหญ่จะส่งผลกระทบต่อแหล่งที่อยู่อาศัยในน้ำและการใช้ที่ดิน• ต้นทุนเริ่มต้นสูง (High Initial Cost) การก่อสร้างอ่างเก็บน้ำ ปั๊ม กังหัน และโครงสร้างพื้นฐานที่เกี่ยวข้องนั้นต้องใช้เงินลงทุนจำนวนมาก อย่างไรก็ตาม ต้นทุนการดำเนินการค่อนข้างต่ำ• ระยะเวลาการพัฒนาที่ยาวนาน (Long Development Time) โครงการอาจใช้เวลาหลายปีในการออกแบบและก่อสร้าง และอาจต้องมีการอนุญาตและการประเมินสิ่งแวดล้อมที่ซับซ้อน2.1.1.5 การใช้งานระบบกักเก็บพลังงานแบบสูบน้ำ (Applications of Pumped Hydro Storage)• ระบบกักเก็บพลังงานไฟฟ้า (Grid Energy Storage) เป็นวิธีการที่เชื่อถือได้ในการจัดเก็บและจ่ายพลังงานจำนวนมาก ช่วยรักษาสมดุลระหว่างอุปทานและอุปสงค์ในระบบจำหน่ายไฟฟ้า• การบูรณาการพลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy Integration) ช่วยในการบูรณาการแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ผันผวน เช่น พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ โดยจัดเก็บพลังงานส่วนเกินและให้ผลผลิตที่เสถียรในช่วงที่มีการผลิตต่ำ• การลดค่าพีค (Peak Shaving) ลดความจำเป็นของโรงไฟฟ้าพลังงานพีคโดยจัดเก็บพลังงานในช่วงที่มีความต้องการต่ำและจ่ายพลังงานในช่วงเวลาที่มีความต้องการสูงสุด• การสำรองฉุกเฉิน (Emergency Backup) เป็นแหล่งพลังงานสำรองในกรณีที่ไฟฟ้าดับหรือเกิดการหยุดชะงักอื่นๆ 2.1.1.6 ตัวอย่างที่โดดเด่นของโครงการเก็บพลังงานน้ำแบบสูบน้ำ (Notable Examples of Pumped Hydro Storage Projects)• สถานีเก็บพลังงานน้ำแบบสูบน้ำของ (Bath CountyBath County Pumped Storage Station)ตั้งอยู่ในเวอร์จิเนีย สหรัฐอเมริกา เป็นหนึ่งในโรงงานเก็บพลังงานน้ำแบบสูบน้ำที่ใหญ่ที่สุดในโลก โดยมีกำลังการผลิต 3,003 เมกะวัตต์• โรงงานเก็บพลังงานน้ำแบบสูบน้ำ (Cedar Creek Cedar Creek Pumped Storage Plant) ตั้งอยู่ในเท็กซัส สหรัฐอเมริกา มีกำลังการผลิต 1,000 เมกะวัตต์ และมีบทบาทสำคัญในการรักษาเสถียรภาพของโครงข่ายไฟฟ้าในภูมิภาค• Hidroelectrica de Guri (Hidroelectrica de Guri) ตั้งอยู่ในเวเนซุเอลา มีส่วนประกอบของถังเก็บพลังงานแบบสูบน้ำที่ช่วยจัดการการจ่ายไฟฟ้าของประเทศ

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 27Energy Conservation Technology Co.,ltd.2.1.1.7 การเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีเก็บพลังงานอื่น ๆ (Comparison with Other Energy Storage Technologies)2.1.1.8 แนวโน้มในอนาคต (Future Prospects)• นวัตกรรมทางเทคโนโลยี(Technological Innovations) การวิจัยอย่างต่อเนื่องมุ่งหวังที่จะปรับปรุงประสิทธิภาพและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของระบบ PHS รวมถึงความก้าวหน้าในเทคโนโลยีกังหันและปั๊ม• ระบบไฮบริด (Hybrid Systems) การรวม PHS เข้ากับเทคโนโลยีการกักเก็บพลังงานอื่นๆ หรือระบบการจัดการกริดอาจช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมและความยืดหยุ่นได้• ความยั่งยืน (Sustainability) การพัฒนาการออกแบบที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและมีประสิทธิภาพมากขึ้นอาจช่วยแก้ไขปัญหาบางประการที่เกี่ยวข้องกับโครงการ PHS แบบดั้งเดิมได้ ระบบกักเก็บพลังงานแบบสูบน้ำยังคงเป็นรากฐานของระบบกักเก็บพลังงานขนาดใหญ่ โดยให้ โซลูชันที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพสำหรับการจัดการกริด การบูรณาการพลังงานหมุนเวียน และการปรับสมดุลพลังงาน แม้จะมีความท้าทาย แต่ความก้าวหน้าและนวัตกรรมที่ต่อเนื่องยังคงช่วยปรับปรุงความยั่งยืนและประสิทธิภาพของระบบในระบบพลังงานสมัยใหม่FeaturePumped Hydro Storage (PHS)Flywheel Energy Storage (FES)Compressed Air Energy Storage (CAES)Gravity Energy StorageEnergy CapacityHigh, long-term storageLow to moderateHigh, long-term storageModerate to high, long-termResponse TimeSlow (minutes to hours)Fast (milliseconds to seconds)Moderate (minutes to hours)Slow (hours to days)Efficiency Moderate (70-85%) High (90% or more)Lower (40-55% without heat recovery)Moderate (60-80%)Geographical ConstraintsRequires elevation differencesLess geographically constrainedRequires suitable geological formationsModerate, requires infrastructureEnvironmental ImpactModerate, potential environmental impactLow, minimal footprintModerate, depends on fuel useLow, minimal impactCostHigh initial cost, low operating costModerate to high initial costHigh initial cost, variable operating costsModerate initial cost, low operating cost

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 28Energy Conservation Technology Co.,ltd.2.1.2 การกักเก็บพลังงานด้วยล้อช่วยแรง (Flywheel Energy Storage (FES)) ระบบกักเก็บพลังงานแบบมู่เล่ (FES) คือเทคโนโลยีที่กักเก็บพลังงานในรูปแบบของพลังงานจลน์จากการหมุน มู่เล่ใช้เพื่อกักเก็บพลังงานในระยะสั้น และเป็นที่รู้จักจากความหนาแน่นของพลังงานที่สูงและเวลาตอบสนองที่รวดเร็ว ต่อไปนี้คือภาพรวมโดยมีรายละเอียด ดังนี้2.1.2.1 ระบบกักเก็บพลังงานแบบล้อช่วยแรงทำงานอย่างไร (How Flywheel Energy Storage Works) ระบบกักเก็บพลังงานแบบล้อช่วยแรงประกอบด้วยส่วนประกอบต่อไปนี้• มู่เล่ (Flywheel) มวลที่หมุนได้ (โดยปกติจะเป็นดิสก์ทรงกระบอกหรือโรเตอร์ที่มีน้ำหนักมาก) ซึ่งกักเก็บพลังงานเป็นพลังงานจลน์จากการหมุน• มอเตอร์/เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Motor/Generator) อุปกรณ์ที่เร่งมู่เล่เพื่อกักเก็บพลังงาน (ระหว่างการชาร์จ) และลดความเร็วลงเพื่อปลดปล่อยพลังงาน (ระหว่างการระบาย)• แบริ่ง(Bearings) แบริ่งที่มีความแม่นยำสูงหรือแบริ่งแม่เหล็กที่รองรับมู่เล่และลดแรงเสียดทาน• ห้องสูญญากาศ (Vacuum Chamber) ระบบมู่เล่จำนวนมากทำงานในห้องสูญญากาศเพื่อลดแรงต้านอากาศและการสูญเสียแรงเสียดทานให้น้อยที่สุด ➢ การเก็บพลังงาน (การชาร์จ) (Energy Storage (Charging)) การเร่งความเร็ว (Acceleration) พลังงานไฟฟ้าจากกริดหรือแหล่งพลังงานอื่นจะถูกใช้เพื่อเร่งความเร็วของมู่เล่ให้มีความเร็วรอบสูง พลังงานจะถูกเก็บไว้เป็นพลังงานจลน์ในมวลที่หมุน การแปลง(Conversion) มอเตอร์ (หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ทำหน้าที่เป็นมอเตอร์) จะแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกลเพื่อหมุนมู่เล่➢ การปลดปล่อยพลังงาน (การปลดปล่อยพลังงาน) (Energy Release (Discharging)) การลดความเร็ว(Deceleration) เมื่อต้องการพลังงาน พลังงานหมุนของมู่เล่จะถูกแปลงกลับเป็นพลังงานไฟฟ้า ระบบจะใช้การเคลื่อนที่หมุนของมู่เล่เพื่อขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งผลิตไฟฟ้า การแปลง (Conversion) มู่เล่จะช้าลงเมื่อปล่อยพลังงานที่เก็บไว้ และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ซึ่งทำหน้าที่เป็นมอเตอร์ในระหว่างการชาร์จ) จะแปลงพลังงานกลกลับเป็นพลังงานไฟฟ้า2.1.2.2 ข้อดีของการเก็บพลังงานด้วยมู่เล่ (Advantages of Flywheel Energy Storage)• ความหนาแน่นของพลังงานสูง (High Power Density) มู่เล่สามารถส่งพลังงานออกได้สูงในระยะเวลาสั้นๆ ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการพลังงานในปริมาณมาก • เวลาตอบสนองที่รวดเร็ว (Fast Response Time) มู่เล่สามารถเปลี่ยนจากการชาร์จเป็นการระบายได้เกือบจะทันที ซึ่งมีประโยชน์ในการรักษาเสถียรภาพของกริดไฟฟ้าและควบคุมความถี่• อายุการใช้งานยาวนาน (Long Lifespan) ด้วยการสึกหรอเพียงเล็กน้อยและไม่มีการเสื่อมสภาพทางเคมี มู่เล่จึงมีอายุการใช้งานยาวนานและต้องการการบำรุงรักษาเพียงเล็กน้อย

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 29Energy Conservation Technology Co.,ltd.• ประสิทธิภาพสูง(High Efficiency) มู่เล่มีประสิทธิภาพในการเดินทางไปกลับสูง ซึ่งมักจะเกิน 90%เนื่องจากการสูญเสียพลังงานในระบบที่ออกแบบมาอย่างดี• ความแข็งแกร่ง (Robustness) ทนทานต่ออุณหภูมิที่รุนแรงและสามารถทำงานได้ในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย2.1.2.3 ความท้าทายของการจัดเก็บพลังงานด้วยมู่เล่• ความจุพลังงาน (Energy Capacity) มู่เล่โดยทั่วไปได้รับการออกแบบมาเพื่อการจัดเก็บพลังงาน ในระยะสั้น โดยมีความจุพลังงานค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีการจัดเก็บอื่นๆ ทำให้การใช้งานถูกจำกัดเฉพาะในแอปพลิเคชันที่ต้องใช้พลังงานสูงในระยะสั้นแทนที่จะเป็นการจัดเก็บพลังงานในระยะยาว• การสูญเสียจากแรงเสียดทาน (Frictional Losses) ถึงแม้จะทำงานในสุญญากาศ แต่การสูญเสียพลังงานบางส่วนเนื่องจากแรงเสียดทานและแรงต้านอากาศเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ระบบขั้นสูงใช้ตลับลูกปืนแม่เหล็กเพื่อลดการสูญเสียเหล่านี้ แต่ยังคงส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพได้ • ข้อกังวลด้านความปลอดภัย (Safety Concerns) มู่เล่ความเร็วสูงต้องได้รับการออกแบบและควบคุมอย่างระมัดระวังเพื่อป้องกันอุบัติเหตุในกรณีที่เกิดความล้มเหลว หากมู่เล่แตกออกด้วยความเร็วสูง อาจก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัยได้อย่างมาก2.1.2.4 การใช้งานของมู่เล่กักเก็บพลังงาน (Applications of Flywheel Energy Storage)• การควบคุมความถี่ของกริด (Grid Frequency Regulation) มู่เล่ใช้เพื่อรักษาความถี่ของกริดโดยดูดซับหรือฉีดพลังงานอย่างรวดเร็วเพื่อสร้างสมดุลระหว่างอุปทานและอุปสงค์• แหล่งจ่ายไฟสำรอง (UPS) (Uninterruptible Power Supplies (UPS)) มู่เล่ให้พลังงานสำรองในระยะเวลาสั้นๆ ในแอปพลิเคชันที่สำคัญ เช่น ศูนย์ข้อมูล ซึ่งสามารถรับประกันการเปลี่ยนแปลงที่ราบรื่นในระหว่างที่ไฟฟ้าดับ• การบูรณาการพลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy Integration) มู่เล่สามารถช่วยบูรณาการแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ไม่ต่อเนื่อง เช่น พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ โดยทำให้ความผันผวนในการผลิตไฟฟ้าราบรื่นขึ้น• ยานยนต์ไฟฟ้าและไฮบริด (Electric and Hybrid Vehicles) มู่เล่ใช้ในยานยนต์ไฟฟ้าและไฮบริดบางรุ่นเพื่อดักจับและนำพลังงานเบรกกลับมาใช้ใหม่ ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและประสิทธิผลโดยรวม

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 30Energy Conservation Technology Co.,ltd.2.1.2.5 การเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีการกักเก็บพลังงานอื่น ๆFeatureFlywheel Energy Storage (FES)Pumped Hydro Storage (PHS)Compressed Air Energy Storage (CAES)Gravity Energy StorageEnergy CapacityLow to moderate, short-term storageHigh, long-term storageHigh, long-term storageModerate to high, long-termResponse TimeFast (milliseconds to seconds)Slow (minutes to hours)Moderate (minutes to hours)Slow (hours to days)Efficiency High (90% or more) Moderate (70-85%)Lower (40-55% without heat recovery)Moderate (60-80%)Environmental ImpactLow, minimal footprintModerate, potential environmental impactModerate, depends on energy sourceLow, minimal environmental impactCostModerate to high initial costHigh initial cost, low operating costHigh initial cost, variable operating costsModerate initial cost, low operating cost2.1.2.6 แนวโน้มในอนาคต (Future Prospects)• ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี(Technological Advancements) การวิจัยอย่างต่อเนื่องมุ่งหวังที่ จะปรับปรุงประสิทธิภาพของมู่เล่โดยการปรับปรุงวัสดุ (เช่น การใช้วัสดุคาร์บอนคอมโพสิตเพื่อให้มู่เล่มีน้ำหนักเบาและแข็งแรงขึ้น) การปรับปรุงเทคโนโลยีตลับลูกปืนแม่เหล็ก และลดการสูญเสียแรง เสียดทาน• การบูรณาการ (Integration) มู่เล่ถูกบูรณาการเข้ากับระบบกักเก็บพลังงานอื่นๆ และเทคโนโลยีการจัดการกริดมากขึ้นเรื่อยๆ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและประสิทธิผลโดยรวม• การขยายตัว(Expansion) เทคโนโลยีมู่เล่กำลังขยายตัวไปสู่การใช้งานและตลาดใหม่ๆ รวมถึงระบบขนาดกริดที่ใหญ่กว่าและระบบพลังงานไฮบริดขั้นสูง ระบบกักเก็บพลังงานมู่เล่มีข้อได้เปรียบที่ไม่เหมือนใคร โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานที่ต้องการเอาต์พุตพลังงานสูงและเวลาตอบสนองที่รวดเร็ว แม้ว่าระบบเหล่านี้อาจไม่เหมาะสำหรับการกักเก็บพลังงานในระยะยาว แต่ประสิทธิภาพ ความทนทาน และการตอบสนองที่รวดเร็วทำให้เป็นเทคโนโลยีที่สำคัญสำหรับการจัดการพลังงานสมัยใหม่และการบูรณาการกับแหล่งพลังงานหมุนเวียน2.1.3 ระบบกักเก็บพลังงานอากาศอัด (Compressed Air Energy Storage (CAES)) ระบบกักเก็บพลังงานอากาศอัด (CAES) เป็นเทคโนโลยีที่ใช้กักเก็บและจัดการพลังงานจำนวนมากโดยการอัดอากาศและกักเก็บภายใต้แรงดัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีประโยชน์ในการปรับสมดุลระหว่างอุปทานและอุปสงค์บนกริด การรวมแหล่งพลังงานหมุนเวียน และการจัดหาพลังงานสำรอง ต่อไปนี้คือภาพรวมที่ครอบคลุมเกี่ยวกับการทำงานของ CAES ข้อดี ความท้าทาย และการใช้งาน

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 31Energy Conservation Technology Co.,ltd.2.1.3.1 ระบบกักเก็บพลังงานอากาศอัดทำงานอย่างไร (How Compressed Air Energy Storage Works) ระบบ CAES ประกอบด้วยส่วนประกอบสำคัญดังต่อไปนี้• คอมเพรสเซอร์(Compressor) อัดอากาศโดยรอบและกักเก็บในแหล่งกักเก็บแรงดันสูง• แหล่งกักเก็บ (Storage Reservoir) กักเก็บอากาศอัด โดยปกติจะอยู่ในถ้ำใต้ดินหรือถังเก็บบนพื้นดิน• กังหัน (Turbine) ขยายอากาศอัดเพื่อสร้างไฟฟ้าเมื่อจำเป็น• เครื่องกำเนิดไฟฟ้า(Generator) แปลงพลังงานกลจากอากาศที่ขยายตัวเป็นพลังงานไฟฟ้า• ระบบจัดการความร้อน (Heat Management System) จัดการความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการบีบอัดและ/หรือใช้เชื้อเพลิงเพิ่มเติมเพื่ออุ่นอากาศอีกครั้งก่อนการขยายตัว (ในระบบ CAES แบบดั้งเดิม) ➢ การเก็บพลังงาน (การชาร์จ) (Energy Storage (Charging)) การบีบอัด (Compression) ในช่วงที่มีความต้องการไฟฟ้าต่ำหรือเมื่อมีไฟฟ้าเกินในกริด ระบบจะใช้คอมเพรสเซอร์ไฟฟ้าเพื่ออัดอากาศให้มีแรงดันสูง อากาศที่อัดนี้จะถูกเก็บไว้ในถ้ำหรือถังใต้ดิน การเก็บพลังงาน (Storing Energy) พลังงานจะถูกเก็บไว้เป็นพลังงานศักย์ในอากาศที่อัด➢ การปลดปล่อยพลังงาน (การระบายออก) (Energy Release (Discharging)) การขยายตัว(Expansion) เมื่อจำเป็นต้องใช้พลังงาน อากาศที่อัดจะถูกปล่อยออกจากแหล่งเก็บและขยายตัวผ่านกังหัน ในระบบ CAES แบบดั้งเดิม อากาศที่อัดจะถูกทำให้ร้อนก่อนการขยายตัวเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ การผลิต (Generation) อากาศที่ขยายตัวจะขับเคลื่อนกังหันซึ่งเชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ผลิตไฟฟ้า2.1.3.2 ข้อดีของการเก็บพลังงานด้วยอากาศที่อัด (Advantages of Compressed Air Energy Storage)• การจัดเก็บขนาดใหญ่ (Large-Scale Storage) ระบบ CAES สามารถจัดเก็บพลังงานได้ในปริมาณมาก ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในระดับสาธารณูปโภคและการจัดการกริดขนาดใหญ่• ระยะเวลายาวนาน (Long Duration) ระบบ CAES สามารถจัดเก็บพลังงานได้เป็นระยะเวลานาน ตั้งแต่หลายชั่วโมงจนถึงหลายวัน ทำให้มีประสิทธิภาพในการปรับสมดุลความต้องการพลังงานตามฤดูกาล• เสถียรภาพของกริด (Grid Stability) CAES ช่วยทำให้กริดมีเสถียรภาพโดยการกักเก็บพลังงานส่วนเกินในช่วงที่มีความต้องการต่ำและปล่อยพลังงานดังกล่าวออกมาในช่วงที่มีความต้องการสูงสุด• ความหนาแน่นของพลังงานสูง (High Energy Density) เมื่อเปรียบเทียบกับระบบจัดเก็บพลังงานเชิงกลอื่นๆ แล้ว CAES มีความหนาแน่นของพลังงานค่อนข้างสูง

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 32Energy Conservation Technology Co.,ltd.2.1.3.3 ความท้าทายของการจัดเก็บพลังงานด้วยอากาศอัด (Challenges of Compressed Air Energy Storage)• ข้อจำกัดทางภูมิศาสตร์(Geographical Constraints) ระบบ CAES มักต้องการโครงสร้างทางธรณีวิทยาที่เฉพาะเจาะจง เช่น ถ้ำเกลือหรือแหล่งก๊าซที่หมดลง เพื่อจัดเก็บอากาศอัด ซึ่งไม่มีสถานที่ที่เหมาะสมในทุกแห่ง• ประสิทธิภาพ (Efficiency) ระบบ CAES แบบดั้งเดิมมีประสิทธิภาพการเดินทางไปกลับประมาณ 40-55% ประสิทธิภาพสามารถปรับปรุงได้ด้วยการออกแบบขั้นสูง เช่น CAES แบบอะเดียแบติก ซึ่งใช้การกู้คืนความร้อนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ• ต้นทุน (Cost) ต้นทุนการลงทุนเริ่มต้นสำหรับโครงสร้างพื้นฐานของ CAES ซึ่งรวมถึงคอมเพรสเซอร์ สิ่งอำนวยความสะดวกในการจัดเก็บ และกังหัน อาจสูง ต้นทุนการดำเนินงานต่ำกว่า แต่การลงทุนโดยรวมมีความสำคัญ• ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม (Environmental Impact) ระบบ CAES แบบดั้งเดิมมักใช้ก๊าซธรรมชาติในการอุ่นอากาศอัด ซึ่งสามารถลดประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมโดยการปล่อย CO2 การวิจัยกำลังดำเนินการเพื่อปรับปรุงความยั่งยืนของระบบ CAES2.1.3.4 การใช้งานของระบบกักเก็บพลังงานลมอัด (Applications of Compressed Air Energy Storage)• ระบบกักเก็บพลังงานไฟฟ้า(Grid Energy Storage) CAES ใช้เพื่อปรับสมดุลระหว่างอุปทานและอุปสงค์ในระบบไฟฟ้า โดยเฉพาะในภูมิภาคที่มีการผลิตพลังงานหมุนเวียนสูง• โรงไฟฟ้าพลังงานสูงสุด (Peaking Power Plants) CAES สามารถผลิตพลังงานสูงสุดในช่วงที่มีความต้องการสูง ช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะมีแหล่งจ่ายไฟที่เสถียรและเชื่อถือได้• การบูรณาการพลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy Integration) CAES ช่วยบูรณาการแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ไม่ต่อเนื่อง เช่น พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ โดยกักเก็บพลังงานส่วนเกินเมื่อการผลิตเกินความต้องการ และปล่อยพลังงานดังกล่าวในช่วงที่มีการผลิตต่ำ• การปรับระดับโหลด (Load Leveling) ระบบ CAES สามารถปรับความผันผวนของการผลิตและการบริโภคพลังงานให้ราบรื่นขึ้น ทำให้มีแหล่งจ่ายไฟที่สม่ำเสมอและเชื่อถือได้มากขึ้น2.1.3.5 ประเภทของระบบกักเก็บพลังงานลมอัด (Types of Compressed Air Energy Storage Systems)• CAES แบบดั้งเดิม (Traditional CAES) ใช้คอมเพรสเซอร์ อ่างเก็บน้ำ และกังหันร่วมกัน มักต้องใช้เชื้อเพลิงเพิ่มเติมในการอุ่นอากาศก่อนการขยายตัวเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ• CAES แบบอะเดียแบติก (AA-CAES) (Adiabatic CAES (AA-CAES)) ปรับปรุงประสิทธิภาพด้วยการกู้คืนและนำความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการอัดกลับมาใช้ใหม่ วิธีนี้จะช่วยลดหรือขจัดความจำเป็นในการให้ความร้อนซ้ำเพิ่มเติม ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวม

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 33Energy Conservation Technology Co.,ltd.• CAES แบบอุณหภูมิคงที่ (Isothermal CAES) มุ่งหวังที่จะรักษาอุณหภูมิให้คงที่ทั้งในระหว่างการอัดและการขยายตัว ซึ่งอาจเพิ่มประสิทธิภาพได้ แนวทางนี้ท้าทายกว่าเนื่องจากต้องใช้ระบบทำความเย็นและทำความร้อนขั้นสูง2.1.3.6 การเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานอื่นๆ (Comparison with Other Energy Storage Technologies)FeatureCompressed Air Energy Storage (CAES)Pumped Hydro Storage (PHS)Flywheel Energy Storage (FES)Gravity Energy StorageEnergy CapacityHigh, long-term storageHigh, long-term storageLow to moderate, short-term storageModerate to high, long-termResponse TimeModerate (minutes to hours)Slow (minutes to hours)Fast (milliseconds to seconds)Slow (hours to days)EfficiencyLower (40-55% without heat recovery)Moderate (70-85%) High (90% or more) Moderate (60-80%)Geographical ConstraintsRequires suitable geological formationsRequires elevation differencesLess geographically constrainedLess geographically constrainedEnvironmental ImpactPotential emissions from fuel useModerate, potential environmental impactLow, minimal footprintLow, minimal environmental impactCostHigh initial cost, variable operating costsHigh initial cost, low operating costModerate to high initial costModerate initial cost, low operating cost2.1.3.7 แนวโน้มในอนาคต (Future Prospects)• ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี(Technological Advancements) การวิจัยมุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงประสิทธิภาพและความยั่งยืนของระบบ CAES นวัตกรรมต่างๆ ได้แก่ CAES แบบอะเดียแบติกและ CAES แบบอุณหภูมิคงที่ ซึ่งมุ่งหวังที่จะเพิ่มประสิทธิภาพและลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิล• การบูรณาการกับพลังงานหมุนเวียน (Integration with Renewable Energy) CAES จะยังคงมีบทบาทสำคัญในการบูรณาการแหล่งพลังงานหมุนเวียนและทำให้โครงข่ายมีเสถียรภาพเมื่อการผลิตพลังงานหมุนเวียนเพิ่มขึ้น• ความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจ(Economic Feasibility) ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและการลดต้นทุนอาจทำให้ CAES มีประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจและสามารถแข่งขันกับโซลูชันการจัดเก็บพลังงานอื่นๆ ได้มากขึ้น

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 34Energy Conservation Technology Co.,ltd. ระบบการจัดเก็บพลังงานด้วยอากาศอัดเป็นเทคโนโลยีที่มีคุณค่าสำหรับการจัดการการจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่ การสร้างสมดุลระหว่างอุปทานและอุปสงค์ และการบูรณาการแหล่งพลังงานหมุนเวียน แม้จะมีความท้าทายบางประการ การวิจัยอย่างต่อเนื่องและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีมีแนวโน้มที่จะเพิ่มประสิทธิภาพและความสามารถในการใช้งานได้ของ CAES ในอนาคต2.1.4 ระบบกักเก็บพลังงานแรงโน้มถ่วง (Gravity Energy Storage) ระบบกักเก็บพลังงานแรงโน้มถ่วงเป็นเทคโนโลยีที่กักเก็บพลังงานโดยการยกมวลและแปลงพลังงานศักย์ดังกล่าวเป็นพลังงานไฟฟ้าเมื่อมวลนั้นตกลงมา เทคโนโลยีนี้ทำงานบนหลักการของพลังงานศักย์โน้มถ่วง ซึ่งพลังงานจะถูกกักเก็บไว้ที่ความสูงของวัตถุและถูกปล่อยออกมาเมื่อวัตถุตกลง มา ระบบกักเก็บพลังงานรูปแบบนี้ได้รับการสำรวจในรูปแบบต่างๆ และนำเสนอข้อดีและความท้าทายหลายประการ 2.1.4.1 ระบบกักเก็บพลังงานแรงโน้มถ่วงทำงานอย่างไร (How Gravity Energy Storage Works) โดยทั่วไประบบกักเก็บพลังงานแรงโน้มถ่วงประกอบด้วยส่วนประกอบต่อไปนี้• มวล(Mass) วัตถุหรือมวลที่มีน้ำหนักมากที่ถูกยกขึ้นเพื่อกักเก็บพลังงาน ซึ่งอาจเป็นบล็อกคอนกรีต น้ำหนักขนาดใหญ่ หรือลูกสูบ• กลไกการยก (Lifting Mechanism) ระบบ (เช่น รอกหรือมอเตอร์) ที่ใช้ในการยกมวลขึ้นไปยังระดับความสูงที่สูงขึ้น โดยกักเก็บพลังงานไว้เป็นพลังงานศักย์โน้มถ่วง • ระบบแปลงพลังงาน (Energy Conversion System) กลไก (เช่น เครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือกังหัน) ที่แปลงพลังงานศักย์ของมวลที่ตกลงมาเป็นพลังงานไฟฟ้า• โครงสร้างรองรับ (Support Structure) โครงสร้างพื้นฐานเพื่อรองรับกลไกการยกและมวลที่กักเก็บ เช่น หอคอยหรือเพลา➢ การจัดเก็บพลังงาน (การชาร์จ) (Energy Storage (Charging)) การยกมวล (Lifting the Mass) ไฟฟ้าส่วนเกินจะถูกใช้เพื่อขับเคลื่อนกลไกการยก ซึ่งจะยกมวลขึ้นไปยังระดับความสูงที่สูงขึ้น กระบวนการนี้จะแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานศักย์โน้มถ่วงที่เก็บไว้ในมวลที่ยกขึ้น➢ การปลดปล่อยพลังงาน (การคายประจุ) (Energy Release (Discharging)) มวลที่ตกลงมา (Falling Mass) เมื่อต้องการพลังงาน มวลจะตกลงมา เมื่อมวลตกลงมา พลังงานศักย์โน้มถ่วงจะถูกแปลงเป็นพลังงานจลน์ การแปลงพลังงาน (Energy Conversion) มวลที่ตกลงมาจะขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือกังหัน ซึ่งจะแปลงพลังงานจลน์เป็นพลังงานไฟฟ้าที่สามารถป้อนกลับเข้าไปในกริดหรือใช้สำหรับการใช้งานอื่นๆ ได้

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 35Energy Conservation Technology Co.,ltd.2.1.4.2 ข้อดีของการจัดเก็บพลังงานด้วยแรงโน้มถ่วง (Advantages of Gravity Energy Storage)• เรียบง่ายและทนทาน (Simple and Durable) ระบบที่ใช้แรงโน้มถ่วงนั้นอาศัยหลักการทางฟิสิกส์ที่ตรงไปตรงมาและมีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวเพียงไม่กี่ชิ้น ทำให้ทนทานและบำรุงรักษาง่าย • ความสามารถในการปรับขนาด (Scalability) ระบบเหล่านี้สามารถปรับขนาดขึ้นหรือลงได้โดยการปรับมวลและความสูง ทำให้มีความยืดหยุ่นในความจุเพื่อตอบสนองความต้องการการจัดเก็บพลังงานที่แตกต่างกัน• ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม (Environmental Impact) การจัดเก็บพลังงานแรงโน้มถ่วงมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยที่สุดเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีอื่นๆ เนื่องจากไม่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเคมีหรือต้องการพลังงานจำนวนมากในการรักษาการทำงาน• คุ้มต้นทุน (Cost-Effective) วัสดุและเทคโนโลยีที่ใช้ในการจัดเก็บพลังงานแรงโน้มถ่วงอาจมีราคาค่อนข้างถูก โดยเฉพาะเมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีแบตเตอรี่ขั้นสูง2.1.4.3 ความท้าทายของการจัดเก็บพลังงานแรงโน้มถ่วง (Challenges of Gravity Energy Storage)• ความหนาแน่นของพลังงาน (Energy Density) โดยทั่วไประบบการจัดเก็บพลังงานแรงโน้มถ่วงจะมีความหนาแน่นของพลังงานต่ำกว่าเทคโนโลยีการจัดเก็บอื่นๆ ซึ่งหมายความว่าจำเป็นต้องมีมวลขนาดใหญ่และความสูงที่สำคัญเพื่อจัดเก็บพลังงานจำนวนมาก• ข้อกำหนดโครงสร้างพื้นฐาน (Infrastructure Requirements) การสร้างโครงสร้างพื้นฐานที่จำเป็น เช่น หอคอยสูงหรือช่องลึก อาจมีค่าใช้จ่ายสูงและซับซ้อน• ประสิทธิภาพ (Efficiency) ประสิทธิภาพการเดินทางไปกลับของระบบการจัดเก็บพลังงานแรงโน้มถ่วงอาจแตกต่างกัน โดยมีค่าทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 60-80% ประสิทธิภาพได้รับอิทธิพลจากปัจจัยต่างๆ เช่น แรงเสียดทานและการสูญเสียการแปลงพลังงาน • ความจำเพาะของไซต์(Site Specificity) ประสิทธิภาพของการเก็บพลังงานโดยแรงโน้มถ่วงสามารถได้รับอิทธิพลจากลักษณะทางภูมิศาสตร์และโครงสร้างของไซต์การติดตั้ง2.1.4.4 การใช้งานของการเก็บพลังงานโดยแรงโน้มถ่วง (Applications of Gravity Energy Storage)• การเก็บพลังงานจากกริด (Grid Energy Storage) การเก็บพลังงานโดยแรงโน้มถ่วงสามารถใช้เพื่อเก็บพลังงานส่วนเกินจากกริดและปล่อยพลังงานดังกล่าวในช่วงที่มีความต้องการสูงสุด ช่วยรักษาสมดุลระหว่างอุปทานและอุปสงค์• การบูรณาการพลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy Integration) ช่วยสนับสนุนการบูรณาการแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ไม่ต่อเนื่องโดยการจัดเก็บพลังงานส่วนเกินและให้ผลผลิตที่เสถียรในช่วงที่มีการผลิตต่ำ• สถานที่ห่างไกล(Remote Locations) ระบบการเก็บพลังงานโดยแรงโน้มถ่วงสามารถนำไปใช้งานในสถานที่ห่างไกลหรือนอกกริดซึ่งโซลูชันการเก็บพลังงานอื่นๆ อาจใช้ไม่ได้

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 36Energy Conservation Technology Co.,ltd.• การลดค่าพีค (Peak Shaving) ใช้เพื่อปรับความผันผวนของการผลิตและการบริโภคพลังงานให้ราบรื่น ลดความจำเป็นในการสร้างโรงไฟฟ้าในช่วงพีค2.1.4.5 ตัวอย่างโครงการการเก็บพลังงานโดยแรงโน้มถ่วง (Examples of Gravity Energy Storage Projects)• ห้องนิรภัยพลังงาน (The Energy Vault) ตัวอย่างสมัยใหม่ของการเก็บพลังงานโดยแรงโน้มถ่วง ระบบนี้ใช้บล็อกคอนกรีตขนาดใหญ่เพื่อเก็บพลังงาน โดยบล็อกจะถูกยกขึ้นด้วยเครนแล้วจึงลดลงเพื่อผลิตไฟฟ้า • Gravitricity บริษัทในสหราชอาณาจักรที่พัฒนาระบบกักเก็บพลังงานแรงโน้มถ่วงที่ใช้เพลาแนวตั้งและน้ำหนักที่แขวนลอยเพื่อกักเก็บและปลดปล่อยพลังงาน2.1.4.6 การเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีกักเก็บพลังงานอื่น ๆ (Comparison with Other Energy Storage Technologies)FeatureGravity Energy StoragePumped Hydro Storage (PHS)Compressed Air Energy Storage (CAES)Flywheel Energy Storage (FES)Energy CapacityModerate to high, long-term storageHigh, long-term storageHigh, long-term storageLow to moderate, short-term storageResponse Time Slow (hours to days)Slow (minutes to hours)Moderate (minutes to hours)Fast (milliseconds to seconds)Efficiency Moderate (60-80%) Moderate (70-85%)Lower (40-55% without heat recovery)High (90% or more)Geographical ConstraintsLess geographically constrainedRequires elevation differencesRequires suitable geological formationsLess geographically constrainedEnvironmental ImpactLow, minimal environmental impactModerate, potential environmental impactPotential emissions from fuel useLow, minimal footprintCostModerate initial cost, low operating costHigh initial cost, low operating costHigh initial cost, variable operating costsModerate to high initial cost

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 37Energy Conservation Technology Co.,ltd.2.1.4.7 แนวโน้มในอนาคต (Future Prospects)• นวัตกรรม (Innovation) การวิจัยและการพัฒนาอย่างต่อเนื่องมุ่งหวังที่จะเพิ่มประสิทธิภาพและความสามารถในการปรับขนาดของระบบกักเก็บพลังงานแรงโน้มถ่วง ซึ่งรวมถึงการสำรวจวัสดุและการออกแบบใหม่ๆ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและลดต้นทุน• การบูรณาการกับพลังงานหมุนเวียน (Integration with Renewable Energy) เนื่องจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่อง ระบบกักเก็บพลังงานแรงโน้มถ่วงจึงมีแนวโน้มที่จะมีบทบาทเพิ่มขึ้นในการรักษาเสถียรภาพของกริดและบูรณาการการผลิตแบบแปรผัน• ระบบไฮบริด (Hybrid Systems) การรวมระบบกักเก็บพลังงานแรงโน้มถ่วงเข้ากับเทคโนโลยีการกักเก็บพลังงานอื่นๆ อาจนำเสนอโซลูชันที่ยืดหยุ่นและมีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับความต้องการการกักเก็บพลังงานที่หลากหลาย ระบบกักเก็บพลังงานแรงโน้มถ่วงเป็นตัวเลือกที่แข็งแกร่ง เรียบง่าย และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมสำหรับการกักเก็บพลังงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแอปพลิเคชันที่จำเป็นต้องมีการกักเก็บพลังงานในปริมาณมากและในระยะยาว แม้จะมีความท้าทายบางประการ แต่ข้อดีของมันทำให้เทคโนโลยีนี้มีแนวโน้มดีสำหรับระบบพลังงานในอนาคต2.2 ฟลายวีล เทียบกับ ปั้มไฮโดร เทียบกับ CAES เทียบกับ แรงโน้มถ่วง (Flywheel vs. Pumped Hydro vs. CAES vs. Gravity) เมื่อเปรียบเทียบ Flywheel Energy Storage, Pumped Hydro Storage (PHS), Compressed Air Energy Storage (CAES) และ Gravity Energy Storage แต่ละเทคโนโลยีจะมีลักษณะ ข้อดี และการใช้งานที่แตกต่างกัน 2.2.1 ความจุและระยะเวลาของพลังงาน (Energy Capacity and Duration)• การกักเก็บพลังงานด้วยล้อช่วยแรง (Flywheel Energy Storage (FES)) ความจุพลังงาน ต่ำถึงปานกลาง ระยะเวลา การจัดเก็บในระยะสั้น โดยปกติจะอยู่ที่ไม่กี่วินาทีถึงไม่กี่นาที กรณีการใช้งาน เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ต้องการการตอบสนองอย่างรวดเร็วและพลังงานสูงในช่วงเวลาสั้นๆ เช่น การควบคุมความถี่ของกริดและแหล่งจ่ายไฟที่ไม่หยุดชะงัก• ระบบจัดเก็บพลังงานน้ำแบบสูบ (Pumped Hydro Storage (PHS)) ความจุพลังงาน สูง ระยะเวลา การจัดเก็บในระยะยาว ตั้งแต่หลายชั่วโมงจนถึงหลายวัน กรณีการใช้งาน เหมาะสำหรับการจัดเก็บพลังงานในกริดขนาดใหญ่ โดยปรับสมดุลความต้องการพลังงานตามฤดูกาล และผสานรวมแหล่งพลังงานหมุนเวียน

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 38Energy Conservation Technology Co.,ltd.• การกักเก็บพลังงานด้วยอากาศอัด (CAES) (Compressed Air Energy Storage (CAES)) ความจุพลังงาน สูง ระยะเวลา การกักเก็บในระยะยาว ตั้งแต่หลายชั่วโมงจนถึงหลายวัน กรณีการใช้งาน มีประสิทธิภาพสำหรับการใช้งานในระดับสาธารณูปโภค การปรับสมดุลของระบบไฟฟ้า และการรวมพลังงานหมุนเวียน• การกักเก็บพลังงานด้วยแรงโน้มถ่วง (Gravity Energy Storage) ความจุพลังงาน ปานกลางถึงสูง ระยะเวลา การกักเก็บในระยะยาว โดยทั่วไปตั้งแต่หลายชั่วโมงจนถึงหลายวัน กรณีการใช้งาน มีประโยชน์สำหรับการกักเก็บพลังงานในระบบไฟฟ้า การรวมพลังงานหมุนเวียน และการลดค่าพีค โดยเฉพาะในสถานที่ที่มีโครงสร้างพื้นฐานที่เหมาะสม2.2.2 เวลาตอบสนอง (Response Time)• การกักเก็บพลังงานด้วยล้อช่วยแรง (Flywheel Energy Storage (FES)) เวลาตอบสนอง เร็ว (มิลลิวินาทีถึงวินาที) กรณีการใช้งาน เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ต้องการการปลดปล่อยหรือดูดซับพลังงานทันที เช่น การควบคุมความถี่ของระบบไฟฟ้า• การกักเก็บพลังงานด้วยพลังน้ำแบบสูบ (Pumped Hydro Storage (PHS)) เวลาตอบสนอง ช้า (นาทีถึงชั่วโมง) กรณีการใช้งาน ให้พลังงานในระยะเวลาที่ยาวนานขึ้นแทนที่จะให้ทันที• การกักเก็บพลังงานด้วยอากาศอัด (Compressed Air Energy Storage (CAES)) เวลาตอบสนอง ปานกลาง (นาทีถึงชั่วโมง)  กรณีการใช้งาน เหมาะสำหรับการจัดเก็บและปล่อยพลังงานในระยะกลาง ไม่เหมาะสำหรับการตอบสนองอย่างรวดเร็ว• การจัดเก็บพลังงานด้วยแรงโน้มถ่วง (Gravity Energy Storage) เวลาตอบสนอง ช้า (หลายชั่วโมงถึงหลายวัน) กรณีการใช้งาน เหมาะสำหรับการจัดเก็บพลังงานในระยะยาวมากกว่าความต้องการพลังงานในทันที2.2.3 ประสิทธิภาพ (Efficiency)• การจัดเก็บพลังงานด้วยล้อช่วยแรง (Flywheel Energy Storage (FES)) ประสิทธิภาพ สูง (90% ขึ้นไป) ปัจจัย ประสิทธิภาพได้รับการปรับปรุงด้วยวัสดุขั้นสูงและตลับลูกปืนแม่เหล็ก• การจัดเก็บพลังงานด้วยพลังน้ำแบบสูบ (Pumped Hydro Storage (PHS)) ประสิทธิภาพ ปานกลาง (70-85%) ปัจจัย ประสิทธิภาพอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับการออกแบบเฉพาะและเงื่อนไขการทำงาน

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 39Energy Conservation Technology Co.,ltd.• การจัดเก็บพลังงานด้วยอากาศอัด (Compressed Air Energy Storage (CAES)) ประสิทธิภาพ ต่ำกว่า (40-55% โดยไม่มีการกู้คืนความร้อน) ปัจจัย ประสิทธิภาพสามารถปรับปรุงได้ด้วย CAES แบบอะเดียแบติก ซึ่งใช้การกู้คืนความร้อน• การจัดเก็บพลังงานด้วยแรงโน้มถ่วง (Gravity Energy Storage) ประสิทธิภาพ ปานกลาง (60-80%) ปัจจัย ประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับการออกแบบและกลไกการแปลงพลังงาน 2.2.4 ข้อจำกัดทางภูมิศาสตร์(Geographical Constraints)• ระบบกักเก็บพลังงานด้วยล้อช่วยแรง (Flywheel Energy Storage (FES)) ข้อจำกัดทางภูมิศาสตร์ข้อจำกัดน้อยกว่า สามารถติดตั้งได้ในสถานที่ต่างๆ ปัจจัย ต้องใช้พื้นที่สำหรับอุปกรณ์แต่ไม่ขึ้นอยู่กับลักษณะทางภูมิศาสตร์ที่เฉพาะเจาะจง• ระบบกักเก็บพลังงานด้วยพลังน้ำแบบสูบ (Pumped Hydro Storage (PHS)) ข้อจำกัดทางภูมิศาสตร์สำคัญ ต้องใช้ระดับความสูงที่แตกต่างกันและแหล่งน้ำที่เหมาะสม ปัจจัย การติดตั้งขึ้นอยู่กับความพร้อมของภูมิประเทศและแหล่งน้ำที่เหมาะสม• ระบบกักเก็บพลังงานด้วยอากาศอัด (Compressed Air Energy Storage (CAES)) ข้อจำกัดทางภูมิศาสตร์ปานกลาง ต้องใช้ลักษณะทางธรณีวิทยาที่เฉพาะเจาะจง (เช่น ถ้ำเกลือ) ปัจจัย จำเป็นต้องมีสถานที่ทางธรณีวิทยาที่เหมาะสมเพื่อการจัดเก็บที่มีประสิทธิภาพ• ระบบกักเก็บพลังงานด้วยแรงโน้มถ่วง (Gravity Energy Storage) ข้อจำกัดทางภูมิศาสตร์ปานกลาง ต้องใช้โครงสร้างพื้นฐานที่เหมาะสมสำหรับการยกและรองรับมวล ปัจจัย ต้องมีพื้นที่เพียงพอและโครงสร้างรองรับสำหรับกลไกการยก2.2.5 ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม• ระบบกักเก็บพลังงานด้วยล้อช่วยแรง (Flywheel Energy Storage (FES)) ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ต่ำ ใช้พื้นที่น้อยที่สุด  ปัจจัย เกี่ยวข้องกับการใช้ทรัพยากรและการปล่อยมลพิษน้อยที่สุดระหว่างการดำเนินการ• การกักเก็บพลังงานด้วยพลังน้ำแบบสูบ (Pumped Hydro Storage (PHS)) ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ปานกลาง ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นต่อระบบนิเวศทางน้ำและการใช้ที่ดิน ปัจจัย อาจส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและแหล่งน้ำในท้องถิ่น• การกักเก็บพลังงานด้วยอากาศอัด (Compressed Air Energy Storage (CAES)) ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ปานกลาง การปล่อยมลพิษที่อาจเกิดขึ้นจากการใช้เชื้อเพลิงเพิ่มเติม ปัจจัย CAES ทั่วไปอาจใช้ก๊าซธรรมชาติ ซึ่งส่งผลกระทบต่อความยั่งยืน• การกักเก็บพลังงานด้วยแรงโน้มถ่วง (Gravity Energy Storage) ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ต่ำ ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยที่สุด ปัจจัย ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจำกัดเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีอื่นๆ

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 40Energy Conservation Technology Co.,ltd.2.2.6 ต้นทุน (Cost)• การกักเก็บพลังงานด้วยล้อช่วยแรง (Flywheel Energy Storage (FES)) ต้นทุน ต้นทุนเริ่มต้นปานกลางถึงสูง ปัจจัย ต้นทุนขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีและวัสดุที่ใช้• การกักเก็บพลังงานด้วยพลังน้ำแบบสูบ (Pumped Hydro Storage (PHS)) ต้นทุน ต้นทุนเริ่มต้นสูง ต้นทุนการดำเนินการต่ำ ปัจจัย ต้องมีการลงทุนโครงสร้างพื้นฐานจำนวนมาก• การกักเก็บพลังงานด้วยอากาศอัด (Compressed Air Energy Storage (CAES)) ต้นทุน ต้นทุนเริ่มต้นสูง ต้นทุนการดำเนินการผันผวน ปัจจัย ต้นทุนได้รับอิทธิพลจากโครงสร้างพื้นฐานและสภาพธรณีวิทยา • การจัดเก็บพลังงานด้วยแรงโน้มถ่วง (Gravity Energy Storage) ต้นทุน ต้นทุนเริ่มต้นปานกลาง ต้นทุนการดำเนินการต่ำ ปัจจัย ต้นทุนขึ้นอยู่กับการออกแบบและโครงสร้างพื้นฐานที่จำเป็น2.2.7 ตารางสรุป (Summary Table)FeatureFlywheel Energy Storage (FES)Pumped Hydro Storage (PHS)Compressed Air Energy Storage (CAES)Gravity Energy StorageEnergy Capacity Low to moderateHigh, long-term storageHigh, long-term storageModerate to high, long-termDurationSeconds to minutesHours to days Hours to days Hours to daysResponse TimeFast (milliseconds to seconds)Slow (minutes to hours)Moderate (minutes to hours)Slow (hours to days)Efficiency High (90% or more) Moderate (70-85%)Lower (40-55% without heat recovery)Moderate (60-80%)Geographical ConstraintsLess constrainedRequires elevation differencesRequires suitable geological formationsModerate, requires infrastructureEnvironmental ImpactLow, minimal footprintModerate, potential impactModerate, depends on fuel useLow, minimal impactCostModerate to high initial costHigh initial cost, low operating costHigh initial cost, variable operating costsModerate initial cost, low operating cost

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 41Energy Conservation Technology Co.,ltd. เทคโนโลยีการกักเก็บพลังงานแต่ละประเภทมีจุดแข็งเฉพาะตัวและเหมาะกับการใช้งานเฉพาะ เทคโนโลยีฟลายวีลตอบสนองได้รวดเร็วและกักเก็บได้ในระยะสั้น เทคโนโลยี PHS มีความสามารถสูงและกักเก็บได้ในระยะยาว เทคโนโลยี CAES มีประสิทธิภาพในการกักเก็บสูงพร้อมเวลาตอบสนองที่พอเหมาะพอดี และการจัดเก็บด้วยแรงโน้มถ่วงผสมผสานความเรียบง่ายและประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมเข้ากับความสามารถและระยะเวลาที่พอเหมาะพอดี การเลือกเทคโนโลยีขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ความต้องการกักเก็บพลังงานที่เฉพาะเจาะจง สภาพทางภูมิศาสตร์ และการพิจารณาทางเศรษฐกิจ3. การจัดเก็บในรูปความร้อน (Thermal Storage) ระบบจัดเก็บความร้อนคือระบบจัดเก็บพลังงานประเภทหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับการจัดเก็บพลังงานในรูปของความร้อน ซึ่งใช้ในการจัดการอุปทานและอุปสงค์ของพลังงานโดยการจับพลังงานความร้อนส่วนเกินเมื่อมีและปล่อยพลังงานดังกล่าวออกมาเมื่อจำเป็น เทคโนโลยีนี้มักใช้ในแอปพลิเคชันที่การควบคุมอุณหภูมิและการจัดการพลังงานความร้อนเป็นสิ่งสำคัญ เช่น ในระบบทำความร้อนและทำความเย็นในอาคารและกระบวนการทางอุตสาหกรรม ต่อไปนี้คือภาพรวมโดยละเอียดของระบบจัดเก็บความร้อน รวมถึงหลักการ ประเภท ข้อดี ความท้าทาย และการใช้งาน• หลักการของการจัดเก็บในรูปความร้อน (Principles of Thermal Storage) ระบบจัดเก็บความร้อนทำงานโดยจับพลังงานความร้อนส่วนเกินและจัดเก็บไว้ในตัวกลาง ความร้อนที่จัดเก็บนี้สามารถนำมาใช้ในภายหลังเพื่อตอบสนองความต้องการพลังงานหรือรักษาเสถียรภาพของความผันผวนของอุณหภูมิ ตัวกลางจัดเก็บอาจเป็นของแข็ง ของเหลว หรือวัสดุที่มีการเปลี่ยนสถานะ

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 42Energy Conservation Technology Co.,ltd.• ระบบจัดเก็บพลังงาน (การชาร์จ) (Energy Storage (Charging)) การจับความร้อน (Heat Capture) ในช่วงที่มีพลังงานส่วนเกินหรือสภาวะที่เอื้ออำนวย (เช่น วันที่แดดออกสำหรับระบบความร้อนจากแสงอาทิตย์) พลังงานความร้อนจะถูกจับจากแหล่งความร้อน เช่น ตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ กระบวนการทางอุตสาหกรรม การเก็บความร้อน (Storing Heat) ความร้อนที่รับได้จะถูกถ่ายโอนไปยังตัวกลางเก็บความร้อน ซึ่งจะดูดซับและรักษาพลังงานความร้อนไว้• การปลดปล่อยพลังงาน (การระบายความร้อน) (Energy Release (Discharging)) การสกัดความร้อน (Heat Extraction) เมื่อมีความต้องการพลังงานความร้อนหรือเมื่อไม่สามารถใช้แหล่งพลังงานอื่นได้ ความร้อนจะถูกสกัดออกจากตัวกลางเก็บความร้อน การใช้ประโยชน์(Utilization) ความร้อนที่เก็บไว้จะถูกนำไปใช้ในการทำความร้อน ทำความเย็น หรือกระบวนการอื่นๆ ขึ้นอยู่กับการใช้งาน3.1 ประเภทของการเก็บความร้อน (Types of Thermal Storage)3.1.1 การเก็บความร้อนสัมผัส (Sensible Heat Storage)• คำอธิบาย เกี่ยวข้องกับการเก็บพลังงานโดยการเพิ่มอุณหภูมิของตัวกลางที่เป็นของแข็งหรือของเหลว ปริมาณพลังงานที่เก็บไว้จะแปรผันตามการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของตัวกลาง• ตัวอย่าง ถังเก็บน้ำ (Water Tanks) ถังขนาดใหญ่ที่เต็มไปด้วยน้ำเพื่อเก็บความร้อนไว้ใช้ในภายหลัง มักพบในอาคารที่พักอาศัยและเชิงพาณิชย์สำหรับน้ำอุ่นและทำความร้อนในพื้นที่ คอนกรีตหรือหิน (Concrete or Stone) ใช้ในวัสดุก่อสร้างเพื่อดูดซับและปล่อยความร้อน มักจะอยู่ในระบบทำความร้อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์แบบพาสซีฟ3.1.2 การเก็บความร้อนแฝง (Latent Heat Storage)• คำอธิบาย เกี่ยวข้องกับการเก็บพลังงานโดยการเปลี่ยนเฟสของวัสดุ เช่น จากของแข็งเป็นของเหลวหรือของเหลวเป็นก๊าซ โดยไม่เปลี่ยนอุณหภูมิ พลังงานจะถูกเก็บไว้ระหว่างการเปลี่ยนเฟสและจะถูกปล่อยออกมาเมื่อวัสดุกลับสู่เฟสเดิม• ตัวอย่าง วัสดุเปลี่ยนเฟส (Phase Change Materials: PCMs) วัสดุที่ดูดซับและปล่อยความร้อนระหว่างการเปลี่ยนเฟส เช่น พาราฟินแวกซ์หรือไฮเดรตเกลือ ใช้ในวัสดุก่อสร้าง ระบบ ทำความเย็น และถังเก็บพลังงานความร้อน3.1.3 การเก็บความร้อนด้วยเทอร์โมเคมี(Thermochemical Storage)• คำอธิบาย เกี่ยวข้องกับการเก็บพลังงานผ่านปฏิกิริยาเคมี ความร้อนจะถูกเก็บไว้ในรูปแบบของพันธะเคมีและจะถูกปล่อยออกมาเมื่อปฏิกิริยาย้อนกลับ

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 43Energy Conservation Technology Co.,ltd.• ตัวอย่าง ปฏิกิริยาเคมีแบบกลับคืนได้(Reversible Chemical Reactions) การใช้สารเคมีที่ทำปฏิกิริยาเพื่อดูดซับความร้อนและปล่อยออกมาเมื่อปฏิกิริยาย้อนกลับ ใช้ในระบบเก็บความร้อนขั้นสูงและกระบวนการอุตสาหกรรม3.2 ข้อดีของการเก็บความร้อน (Advantages of Thermal Storage)• คุ้มต้นทุน (Cost-Effective) ระบบเก็บความร้อนอาจคุ้มต้นทุนมากกว่าเทคโนโลยีการเก็บพลังงานอื่นๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานขนาดใหญ่• การบูรณาการกับพลังงานหมุนเวียน (Integration with Renewable Energy) ช่วยในการบูรณาการแหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น ความร้อนจากแสงอาทิตย์ โดยการเก็บความร้อนส่วนเกินไว้ใช้ในภายหลัง • ประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ดีขึ้น (Improved Energy Efficiency) เพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยการกักเก็บความร้อนส่วนเกินในช่วงที่มีความต้องการต่ำ และปล่อยความร้อนออกมาในช่วงที่มีความต้องการสูงสุด• ความยืดหยุ่น (Flexibility) สามารถใช้ได้ในหลากหลายการใช้งาน รวมทั้งระบบทำความร้อนในที่อยู่อาศัย กระบวนการทางอุตสาหกรรม และการผลิตไฟฟ้า3.3 ความท้าทายของการเก็บความร้อน (Challenges of Thermal Storage)• ความหนาแน่นของพลังงาน (Energy Density) ระบบการเก็บความร้อนโดยทั่วไปจะมีความหนาแน่นของพลังงานต่ำกว่าระบบการเก็บความร้อนแบบไฟฟ้าหรือเชิงกล ซึ่งต้องใช้สื่อเก็บความร้อนในปริมาณหรือมวลที่มากขึ้น• การสูญเสียความร้อน (Heat Loss) พลังงานความร้อนอาจสูญเสียไปเมื่อเวลาผ่านไปเนื่องจากข้อจำกัดของฉนวนและสภาพแวดล้อม ทำให้ประสิทธิภาพโดยรวมลดลง• การควบคุมอุณหภูมิ(Temperature Control) การรักษาอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการเก็บและปล่อยความร้อนอาจเป็นเรื่องท้าทาย โดยเฉพาะในระบบที่พึ่งพาวัสดุเปลี่ยนสถานะ• ความต้องการพื้นที่ (Space Requirements) ระบบการเก็บความร้อนขนาดใหญ่ต้องการพื้นที่จำนวนมากสำหรับถังเก็บหรือวัสดุ3.4 การใช้งานของการเก็บความร้อน (Applications of Thermal Storage)• ระบบทำความร้อนและทำความเย็นในอาคาร (Building Heating and Cooling) ใช้ในอาคารที่อยู่อาศัยและเชิงพาณิชย์เพื่อเก็บและจัดการพลังงานความร้อนและทำความเย็น ตัวอย่างเช่น ระบบความร้อนจากแสงอาทิตย์สามารถเก็บน้ำร้อนไว้สำหรับทำความร้อนในพื้นที่และใช้ในบ้าน• กระบวนการทางอุตสาหกรรม (Industrial Processes) ใช้ในงานอุตสาหกรรมต่างๆ เพื่อเก็บและจัดการความร้อนในกระบวนการ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและลดต้นทุนด้านพลังงาน

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 44Energy Conservation Technology Co.,ltd.• โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์(Solar Thermal Power Plants) โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบเข้มข้น (CSP) ใช้ระบบกักเก็บความร้อนเพื่อดักจับและเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกินเพื่อผลิตไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง แม้ว่าจะไม่มีแสงแดดก็ตาม• ระบบทำความร้อนแบบรวมศูนย์(District Heating Systems) ระบบขนาดใหญ่ที่ให้ความร้อนแก่อาคารหรือพื้นที่หลายแห่งใช้ระบบกักเก็บความร้อนเพื่อสร้างสมดุลระหว่างอุปทานและอุปสงค์3.5 ตัวอย่างที่โดดเด่นของโครงการกักเก็บความร้อน (Notable Examples of Thermal Storage Projects)• โรงไฟฟ้าโซลานา (Solana Generating Station) โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนร่วมในแอริโซนา สหรัฐอเมริกา ซึ่งใช้การกักเก็บความร้อนด้วยเกลือหลอมเหลวเพื่อผลิตไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องแม้หลังพระอาทิตย์ตกดิน• ระบบกักเก็บน้ำร้อนของเมืองดูเนดิน (Dunedin’s Hot Water Storage System) ในนิวซีแลนด์ ระบบนี้ใช้ถังเก็บน้ำขนาดใหญ่เพื่อกักเก็บความร้อนสำหรับใช้ในบ้านพักอาศัยและในเชิงพาณิชย์• ระบบกักเก็บพลังงานความร้อน Tesfaye International (Tesfaye International Thermal Energy Storage) ระบบกักเก็บพลังงานความร้อนขนาดใหญ่ที่ใช้ในงานอุตสาหกรรมเพื่อจัดการอุปทานและอุปสงค์ความร้อน 3.6 การเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีการกักเก็บพลังงานอื่น ๆ (Comparison with Other Energy Storage Technologies)FeatureThermal StorageFlywheel Energy Storage (FES)Pumped Hydro Storage (PHS)Compressed Air Energy Storage (CAES)Gravity Energy StorageEnergy CapacityModerate to highLow to moderateHigh, long-term storageHigh, long-term storageModerate to high, long-termDuration Hours to daysSeconds to minutesHours to days Hours to days Hours to daysResponse TimeModerate (minutes to hours)Fast (milliseconds to seconds)Slow (minutes to hours)Moderate (minutes to hours)Slow (hours to days)EfficiencyModerate (varies by type)High (90% or more)Moderate (70-85%)Lower (40-55% without heat recovery)Moderate (60-80%)Geographical ConstraintsLess constrainedLess constrainedRequires elevation differencesRequires suitable geological formationsModerate, requires infrastructure

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 45Energy Conservation Technology Co.,ltd.FeatureThermal StorageFlywheel Energy Storage (FES)Pumped Hydro Storage (PHS)Compressed Air Energy Storage (CAES)Gravity Energy StorageEnvironmental ImpactLow, depends on materialsLow, minimal footprintModerate, potential environmental impactModerate, depends on fuel useLow, minimal impactCostModerate to highModerate to high initial costHigh initial cost, low operating costHigh initial cost, variable operating costsModerate initial cost, low operating cost3.7 แนวโน้มในอนาคต (Future Prospects)• ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี(Technological Advancements) การวิจัยยังคงดำเนินต่อไปเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและความจุของระบบกักเก็บความร้อน รวมถึงวัสดุและการออกแบบใหม่ ๆ• การบูรณาการกับสมาร์ทกริด (Integration with Smart Grids) ระบบกักเก็บความร้อนมีการบูรณาการกับเทคโนโลยีสมาร์ทกริดมากขึ้นเพื่อปรับการใช้พลังงานให้เหมาะสมและเพิ่มเสถียรภาพของกริด• ความยั่งยืน (Sustainability) การพัฒนาโซลูชันการกักเก็บความร้อนที่ยั่งยืนและมีประสิทธิภาพมากขึ้น รวมถึงวัสดุเปลี่ยนสถานะและกระบวนการทางเคมีความร้อนที่ดีขึ้น จะผลักดันความก้าวหน้าในอนาคต การกักเก็บความร้อนเป็นโซลูชันที่มีประสิทธิภาพและอเนกประสงค์สำหรับการจัดการพลังงานความร้อน รองรับการบูรณาการพลังงานหมุนเวียน และปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานในแอปพลิเคชันต่าง ๆ แม้จะมีความท้าทายบางประการ แต่การพัฒนาและความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องยังคงช่วยเพิ่มความสามารถและแอปพลิเคชันของระบบรายละเอียดของการเก็บความร้อนแต่ละประเภท3.3.1 การเก็บความร้อนสัมผัส (Sensible Heat Storage) การเก็บความร้อนที่สัมผัสคือประเภทของการเก็บพลังงานความร้อนที่เกี่ยวข้องกับการเก็บพลังงานโดยการเพิ่มอุณหภูมิของวัสดุหรือของเหลว ปริมาณพลังงานที่เก็บไว้จะแปรผันโดยตรงกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและความจุความร้อนของตัวกลางการเก็บพลังงาน 3.3.1.1 หลักการของการเก็บความร้อนที่สัมผัส(Principles of Sensible Heat Storage) การเก็บความร้อนที่สัมผัสอาศัยหลักการที่ว่าสามารถเก็บพลังงานได้โดยการเพิ่มอุณหภูมิของวัสดุ พลังงานที่เก็บไว้จะคำนวณโดยใช้สูตร Q = mcΔT

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 46Energy Conservation Technology Co.,ltd. โดยที่ Q = ปริมาณพลังงานที่เก็บไว้ (เป็นจูลหรือกิโลจูล) m = มวลของตัวกลางเก็บความร้อน (เป็นกิโลกรัม) c = ความจุความร้อนจำเพาะของตัวกลาง (เป็น J/kg·°C) ΔT = การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ (เป็น °C หรือ K) กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการเก็บพลังงานความร้อนส่วนเกินและถ่ายโอนไปยังตัวกลางเก็บความร้อน เมื่อจำเป็นต้องใช้พลังงาน ความร้อนจะถูกดึงออกมาจากตัวกลางและนำไปใช้ในการให้ความร้อนหรือวัตถุประสงค์อื่น3.3.1.2 ประเภทของการเก็บความร้อนที่รับรู้ได้(Types of Sensible Heat Storage)1. การเก็บความร้อนโดยใช้ฐานน้ำ (Water-Based Storage)• คำอธิบาย ใช้ฐานน้ำเป็นตัวกลางเก็บความร้อนเนื่องจากมีความจุความร้อนจำเพาะสูง (ประมาณ 4.18 J/g·°C) โดยทั่วไปแล้ว น้ำจะใช้ในถังหรือระบบเก็บความร้อน • ตัวอย่าง ถังน้ำร้อน (Hot Water Tanks) มักใช้ในอาคารที่พักอาศัยและเชิงพาณิชย์สำหรับน้ำร้อนในครัวเรือนและการทำความร้อนในพื้นที่ ถังเก็บความร้อน (Thermal Storage Tanks) ถังขนาดใหญ่ที่ใช้ในระบบความร้อนจากแสงอาทิตย์เพื่อเก็บน้ำร้อนที่รวบรวมจากเครื่องเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์2. การจัดเก็บจากของแข็ง (Solid-Based Storage)• คำอธิบาย ใช้วัสดุที่เป็นของแข็ง เช่น คอนกรีต อิฐ หรือหิน วัสดุเหล่านี้มีความจุความร้อนจำเพาะต่ำกว่าน้ำ แต่สามารถใช้ได้ในแอปพลิเคชันต่างๆ• ตัวอย่าง มวลความร้อนในอาคาร (Thermal Mass in Buildings) อาคารใช้วัสดุที่มีมวลความร้อนสูง (เช่น ผนังคอนกรีต) เพื่อดูดซับและกักเก็บความร้อนในระหว่างวันและปล่อยความร้อนออกมาในเวลากลางคืน การจัดเก็บคอนกรีต (Concrete Storage) คอนกรีตก้อนใหญ่หรือมวลจำนวนมากใช้ในการกักเก็บและปล่อยความร้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานในอุตสาหกรรม3. วัสดุเปลี่ยนสถานะ (Phase Change Materials: PCM)• คำอธิบาย แม้ว่าจะใช้เป็นหลักในการกักเก็บความร้อนแฝง แต่ PCM บางชนิดสามารถออกแบบมาเพื่อกักเก็บและปล่อยความร้อนที่รู้สึกได้ วัสดุเหล่านี้จะเปลี่ยนสถานะที่อุณหภูมิเฉพาะ โดยดูดซับหรือปล่อยพลังงาน • ตัวอย่าง วัสดุก่อสร้าง (Building Materials) PCM ที่ผสานเข้ากับวัสดุก่อสร้างเพื่อควบคุมอุณหภูมิภายในอาคารโดยการดูดซับและปล่อยความร้อน

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 47Energy Conservation Technology Co.,ltd.3.3.1.3 ข้อดีของการจัดเก็บความร้อนสัมผัส(Advantages of Sensible Heat Storage)• ความเรียบง่าย (Simplicity) ระบบการจัดเก็บความร้อนสัมผัสนั้นออกแบบและดำเนินการได้ค่อน ข้างง่าย• คุ้มต้นทุน (Cost-Effective) มักจะมีราคาถูกกว่าเทคโนโลยีการจัดเก็บความร้อนอื่นๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้วัสดุที่มีอยู่ทั่วไป เช่น น้ำหรือคอนกรีต• ความสามารถในการปรับขนาด (Scalability) ระบบสามารถปรับขนาดขึ้นหรือลงได้ตามข้อกำหนดด้านความจุโดยการปรับขนาดและปริมาณของตัวกลางการจัดเก็บ• ใช้กันอย่างแพร่หลาย (Widely Used) เทคโนโลยีที่ได้รับการยอมรับซึ่งมีการใช้งานที่หลากหลาย ตั้งแต่ระบบทำความร้อนในที่พักอาศัยไปจนถึงกระบวนการทางอุตสาหกรรม3.3.1.4 ความท้าทายของการจัดเก็บความร้อนสัมผัส(Challenges of Sensible Heat Storage)• ความหนาแน่นของพลังงาน (Energy Density) โดยทั่วไปการจัดเก็บความร้อนสัมผัสจะมีความหนาแน่นของพลังงานต่ำกว่าเมื่อเทียบกับการจัดเก็บความร้อนแฝง ซึ่งต้องใช้ตัวกลางการจัดเก็บในปริมาณที่มากขึ้นสำหรับพลังงานในปริมาณเท่ากัน• ช่วงอุณหภูมิ(Temperature Range) ประสิทธิภาพของระบบการจัดเก็บความร้อนสัมผัสนั้นจำกัดได้ด้วยช่วงอุณหภูมิของตัวกลางการจัดเก็บ ตัวอย่างเช่น น้ำสามารถได้รับความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่กำหนดเท่านั้นก่อนที่จะเดือดหรือต้องใช้แรงดันสูง • การสูญเสียความร้อน (Heat Loss) ความร้อนอาจสูญเสียไปเมื่อเวลาผ่านไปเนื่องจากการถ่ายเทความร้อนสู่สิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากฉนวนไม่เพียงพอ• ความต้องการพื้นที่ (Space Requirements) ระบบขนาดใหญ่ต้องการพื้นที่จำนวนมากสำหรับถังเก็บหรือวัสดุ3.3.1.5 การใช้งานของการเก็บความร้อนสัมผัส(Applications of Sensible Heat Storage)• ระบบทำความร้อนและทำความเย็นในอาคาร (Building Heating and Cooling) ใช้ในอาคารที่พักอาศัยและเชิงพาณิชย์เพื่อเก็บความร้อนไว้ใช้ในภายหลัง ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานและลดค่าใช้จ่ายในการทำความร้อน• ระบบความร้อนจากแสงอาทิตย์(Solar Thermal Systems) ใช้ในเครื่องเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์เพื่อเก็บน้ำร้อนหรือความร้อนที่รวบรวมจากดวงอาทิตย์ ทำให้พร้อมใช้งานเมื่อไม่มีแสงแดด• กระบวนการอุตสาหกรรม (Industrial Processes) ใช้ในงานอุตสาหกรรมต่างๆ เพื่อเก็บและจัดการความร้อนจากกระบวนการ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและลดต้นทุนพลังงาน• ระบบทำความร้อนแบบรวมศูนย์(District Heating) ระบบทำความร้อนขนาดใหญ่ใช้การเก็บความร้อนสัมผัสเพื่อสร้างสมดุลระหว่างอุปทานและอุปสงค์สำหรับความร้อนในเขตเมือง

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 48Energy Conservation Technology Co.,ltd.3.3.1.6 ตัวอย่างที่โดดเด่นของโครงการเก็บความร้อนสัมผัส (Notable Examples of Sensible Heat Storage Projects)• ระบบน้ำอุ่นความร้อนจากแสงอาทิตย์(Solar Thermal Hot Water Systems) ระบบที่พักอาศัยและเชิงพาณิชย์ที่ใช้ถังเก็บน้ำร้อนเพื่อเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ที่รวบรวมในระหว่างวันเพื่อใช้ในเวลากลางคืน • อาคารที่มีมวลความร้อนสูง (Thermal Mass Buildings) อาคารที่ออกแบบด้วยวัสดุที่มีมวลความร้อนสูง (เช่น คอนกรีต อิฐ) เพื่อกักเก็บและระบายความร้อน โดยให้ความร้อนและความเย็นแบบพาสซีฟ• การจัดเก็บความร้อนในอุตสาหกรรม (Industrial Thermal Storage) สิ่งอำนวยความสะดวกที่ใช้ระบบจัดเก็บคอนกรีตหรือหินขนาดใหญ่เพื่อจัดการและกักเก็บความร้อนจากกระบวนการเพื่อใช้ในภายหลัง3.3.1.7 การเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีการเก็บความร้อนอื่นๆ (Comparison with Other Thermal Storage Technologies)Feature Sensible Heat Storage Latent Heat Storage Thermochemical StorageEnergy Capacity Moderate to high High HighDuration Hours to days Hours to days Days to weeksResponse Time Moderate (minutes to hours)Moderate (minutes to hours)Slow (hours to days)EfficiencyModerate (depends on insulation and design)High (typically above 90%)High (varies by chemical process)Space RequirementsLarge for high capacitySmaller for high energy densityLarge for storage vesselsHeat LossModerate, depends on insulationLow, due to phase changeLow, due to chemical reactionsCost Moderate to low Moderate to high High3.3.1.8 แนวโน้มในอนาคต (Future Prospects)• วัสดุที่ได้รับการปรับปรุง (Improved Materials) การวิจัยยังคงดำเนินต่อไปเพื่อพัฒนาวัสดุใหม่ที่มีความจุความร้อนจำเพาะที่สูงขึ้นและคุณสมบัติการเป็นฉนวนความร้อนที่ดีขึ้น• การบูรณาการกับพลังงานหมุนเวียน (Integration with Renewable Energy) การบูรณาการที่ปรับปรุงใหม่กับระบบพลังงานหมุนเวียนเพื่อจัดเก็บพลังงานส่วนเกินและปรับปรุงประสิทธิภาพ • การออกแบบที่สร้างสรรค์(Innovative Designs) การพัฒนารูปแบบและเทคโนโลยีใหม่ๆ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและลดต้นทุนของระบบกักเก็บความร้อนสัมผัส

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 49Energy Conservation Technology Co.,ltd. ระบบกักเก็บความร้อนสัมผัสยังคงเป็นโซลูชันที่มีความยืดหยุ่นและคุ้มต้นทุนสำหรับการจัดการพลังงานความร้อน โดยมีการใช้งานตั้งแต่ระบบทำความร้อนและทำความเย็นในอาคารไปจนถึงกระบวนการทางอุตสาหกรรม แม้จะมีความท้าทายบางประการ แต่ความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องยังคงช่วยปรับปรุงความสามารถและการใช้งานของระบบ3.3.2 การกักเก็บพลังงานความร้อนโดยใช้น้ำ (Water-Based Storage) การกักเก็บพลังงานความร้อนโดยใช้น้ำหมายถึงการใช้น้ำเป็นตัวกลางในการกักเก็บพลังงานความร้อน วิธีนี้ใช้ประโยชน์จากความจุความร้อนจำเพาะสูงของน้ำ ซึ่งทำให้น้ำสามารถดูดซับและกักเก็บพลังงานความร้อนได้ในปริมาณมาก ระบบการกักเก็บพลังงานความร้อนโดยใช้น้ำมักใช้สำหรับการใช้งานต่างๆ เช่น การทำความร้อนในที่อยู่อาศัย กระบวนการทางอุตสาหกรรม และการผสานรวมพลังงานหมุนเวียน ต่อไปนี้คือภาพรวมโดยละเอียดของการกักเก็บพลังงานความร้อนโดยใช้น้ำ รวมถึงหลักการ ประเภท ข้อดี ความท้าทาย และการใช้งาน3.3.2.1 หลักการของการกักเก็บพลังงานความร้อนโดยใช้น้ำ (Principles of Water-Based Storage) การกักเก็บพลังงานความร้อนโดยใช้น้ำอาศัยหลักการที่ว่าน้ำสามารถดูดซับและกักเก็บความร้อนได้เนื่องจากมีความจุความร้อนจำเพาะสูง (ประมาณ 4.18 J/g·°C) ซึ่งทำให้มีประสิทธิภาพในการกักเก็บและถ่ายโอนพลังงานความร้อน ปริมาณพลังงานที่เก็บไว้ในน้ำคำนวณโดยใช้ Q = mcΔT โดยที่ Q = ปริมาณพลังงานที่เก็บไว้ (เป็นจูลหรือกิโลจูล) m = มวลของน้ำ (เป็นกิโลกรัม) c = ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำ (เป็นจูล/กก.·°C) ΔT = การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ (เป็น°C หรือ K)3.3.2.2 ประเภทของการเก็บน้ำ (Types of Water-Based Storage)1. ถังเก็บน้ำร้อน (Hot Water Storage Tanks)• คำอธิบาย ถังขนาดใหญ่ที่บรรจุน้ำร้อนเพื่อเก็บพลังงานความร้อนไว้ใช้ในภายหลัง ระบบเหล่านี้มักใช้ในอาคารที่พักอาศัยและเชิงพาณิชย์• ตัวอย่าง ถังเก็บน้ำร้อนสำหรับใช้ในบ้าน (Domestic Hot Water Tanks) เก็บน้ำร้อนสำหรับใช้ในครัวเรือน โดยมักจะใช้ความร้อนจากระบบแก๊ส ไฟฟ้า หรือพลังงานแสงอาทิตย์ ถังเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์(Solar Thermal Storage Tanks) ใช้ในระบบความร้อนจากแสงอาทิตย์เพื่อเก็บน้ำร้อนที่รวบรวมจากเครื่องเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์เพื่อใช้ทำความร้อนในพื้นที่และในครัวเรือน

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 50Energy Conservation Technology Co.,ltd.2. ระบบกักเก็บพลังงานความร้อน (TES) (Thermal Energy Storage (TES) Systems)• คำอธิบาย ระบบที่ออกแบบมาเพื่อกักเก็บพลังงานความร้อนในน้ำสำหรับการใช้งานต่างๆ รวมทั้งการให้ความร้อนในเขตและกระบวนการอุตสาหกรรม• ตัวอย่าง ถัง TES ขนาดใหญ่ (Large-Scale TES Tanks) ใช้ในระบบทำความร้อนในเขตเพื่อกักเก็บความร้อนส่วนเกินจากโรงไฟฟ้าหรือกระบวนการอุตสาหกรรม และจ่ายให้ในช่วงเวลาที่มีความต้องการสูงสุด ระบบกักเก็บพลังงานความร้อนจากแหล่งน้ำใต้ดิน (Aquifer Thermal Energy Storage (ATES)) ใช้แหล่งน้ำใต้ดินเพื่อกักเก็บและดึงพลังงานความร้อนออกมา น้ำจะถูกสูบเข้าและออกจากแหล่งน้ำใต้ดินเพื่อกักเก็บและปล่อยความร้อน3. ระบบกักเก็บน้ำแข็ง (Ice Storage Systems)• คำอธิบาย เกี่ยวข้องกับการแช่แข็งน้ำเพื่อสร้างน้ำแข็งในช่วงนอกเวลาความต้องการสูง และใช้น้ำแข็งเพื่อทำความเย็นในช่วงเวลาที่มีความต้องการสูงสุด• ตัวอย่าง เครื่องปรับอากาศที่ใช้น้ำแข็ง (Ice-Based Air Conditioning) ระบบที่สร้างน้ำแข็งในเวลากลางคืนโดยใช้ไฟฟ้าส่วนเกิน และใช้น้ำแข็งเพื่อทำความเย็นในระหว่างวัน ช่วยลดความต้องการไฟฟ้าในช่วงสูงสุด3.3.2.3 ข้อดีของระบบกักเก็บน้ำ (Advantages of Water-Based Storage)• ความจุความร้อนจำเพาะสูง (High Specific Heat Capacity) ความจุความร้อนจำเพาะสูงของน้ำช่วยให้สามารถกักเก็บและถ่ายโอนพลังงานความร้อนในปริมาณมากได้อย่างมีประสิทธิภาพ • คุ้มต้นทุน (Cost-Effective) น้ำเป็นสื่อราคาไม่แพงและหาได้ง่าย ทำให้ระบบจัดเก็บน้ำมีต้นทุนคุ้มค่า• ความสามารถในการปรับขนาด (Scalability) ระบบสามารถปรับขนาดขึ้นหรือลงได้อย่างง่ายดายโดยการปรับขนาดถังเก็บหรือปริมาณน้ำที่ใช้• เทคโนโลยีที่เรียบง่าย(Simple Technology) ระบบจัดเก็บน้ำออกแบบ ใช้งาน และบำรุงรักษาได้ค่อนข้างง่ายเมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีการจัดเก็บที่ซับซ้อนกว่า3.3.2.4 ความท้าทายของการจัดเก็บน้ำ (Challenges of Water-Based Storage)• การสูญเสียความร้อน (Heat Loss) ความร้อนอาจสูญเสียไปเมื่อเวลาผ่านไปเนื่องจากการนำ การพาความร้อน และการแผ่รังสี โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากฉนวนไม่เพียงพอ• ความต้องการพื้นที่ (Space Requirements) ระบบจัดเก็บน้ำขนาดใหญ่ต้องใช้พื้นที่จำนวนมากสำหรับถังหรืออ่างเก็บน้ำ