แบตเตอรี่ตะกั่วกรดมีบทบาทสำคัญในการเก็บพลังงานมานานหลายศตวรรษ โดยเฉพาะในช่วงที่รถยนต์เริ่มได้รับความนิยมในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 แบตเตอรี่แบบเก่าเหล่านี้ยังคงถูกใช้มาจนถึงปัจจุบันเพราะมันใช้งานได้ดีและมีราคาไม่แพงเลย แน่นอนว่ามันให้พลังงานต่อหน่วยน้อยกว่าเทคโนโลยีแบตเตอรี่รุ่นใหม่ๆ ที่มีอยู่ แต่สิ่งที่ผู้คนชื่นชอบคือราคาของมัน โดยเฉลี่ยแล้ว แบตเตอรี่ตะกั่วกรดมีราคาถูกกว่าลิเธียมไอออนที่พูดถึงกันอยู่มากนักต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง นั่นจึงเป็นเหตุผลที่ผู้คนยังคงเลือกใช้แบตเตอรี่ตะกั่วกรดเมื่อเรื่องของงบประมาณมีความสำคัญ มันเหมาะสำหรับการใช้ในระบบสตาร์ทรถยนต์ทั่วไป ระบบสำรองไฟฟ้าในสำนักงานและโรงพยาบาล รวมถึงระบบพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดเล็กที่ต้องประหยัดทุกบาท ข้อจำกัดด้านงบประมาณมักทำให้แบตเตอรี่แบบดั้งเดิมเหล่านี้กลายเป็นทางเลือกที่เหมาะสม แม้ว่ามันจะดูล้าสมัยไปบ้างแล้วก็ตาม
ในปัจจุบัน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้กลายเป็นมาตรฐานทองคำไปแล้ว เนื่องจากสามารถให้พลังงานสูงมากในขนาดที่เล็กกว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบเดิมอย่างมาก หากพิจารณาตัวเลขด้านความหนาแน่นพลังงาน จะพบว่าลิเธียมเอาชนะแบตเตอรี่ตะกั่วกรดได้อย่างชัดเจนในแง่ของปริมาณพลังงานที่ได้รับต่อกิโลกรัม ซึ่งทำให้เหมาะสำหรับการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ในบ้านที่ต้องคำนึงถึงพื้นที่ใช้สอย และยังทำงานได้ดีร่วมกับกังหันลมและเทคโนโลยีสีเขียวอื่น ๆ อีกทั้งจุดเด่นสำคัญคืออายุการใช้งาน แบตเตอรี่ชนิดนี้สามารถชาร์จซ้ำได้มากกว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดหลายร้อยรอบก่อนที่จะต้องเปลี่ยนใหม่ จึงไม่แปลกใจเลยว่าทำไมจึงพบเห็นได้ทั่วไปตั้งแต่แผงโซลาร์เซลล์ในสนามหลังบ้านไปจนถึงโครงการจัดเก็บพลังงานระดับระบบกริดขนาดใหญ่ การวิจัยตลาดล่าสุดชี้ให้เห็นว่าแนวโน้มในการหันไปใช้วิธีการที่มีน้ำหนักเบาขึ้นยังคงดำเนินต่อไปอย่างต่อเนื่อง ด้วยบริษัทต่าง ๆ พยายามพัฒนาแบตเตอรี่ที่สามารถติดตั้งในพื้นที่จำกัดได้ พร้อมทั้งยังคงประสิทธิภาพที่ดีในหลากหลายการใช้งาน
แบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ หรือ NiMH มีสมดุลที่ดีเมื่อพูดถึงสมรรถนะ โดยเฉพาะสำหรับรถยนต์ไฮบริดและอุปกรณ์ใช้สอยทั่วไปในบ้าน ผู้คนมักเลือกใช้แบตเตอรี่ประเภทนี้ในบางตลาด เนื่องจากสามารถเก็บประจุไฟฟ้าได้ดี และให้พลังงานที่สม่ำเสมอโดยไม่เน้นความหนาแน่นของพลังงานเป็นหลัก หากเปรียบเทียบประสิทธิภาพของมันกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและแบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบเก่า NiMH จะอยู่ระหว่างกลางในเรื่องของกำลังไฟฟ้าและการน้ำหนักตัว ด้านผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ผู้คนส่วนใหญ่เห็นว่าแบตเตอรี่ NiMH นั้นเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากกว่า เพราะสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ง่ายกว่าแบตเตอรี่ชนิดอื่นๆ ซึ่งทำให้แบตเตอรี่เหล่านี้โดดเด่นในฐานะทางเลือกที่เป็นมิตรกับธรรมชาติสำหรับธุรกิจที่คำนึงถึงผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
ระบบกักเก็บพลังงานจากแบตเตอรี่กำลังมีการเปลี่ยนแปลงที่น่าตื่นเต้นพอสมควรในขณะนี้ ด้วยเทคโนโลยีใหม่ๆ เช่น แบตเตอรี่แบบ solid state และ flow batteries ที่กำลังสร้างความเปลี่ยนแปลงในศักยภาพของการใช้งานพลังงานที่เราสามารถกักเก็บไว้ได้ แบตเตอรี่แบบ solid state ดูเหมือนจะมีความน่าสนใจมาก เนื่องจากมีความปลอดภัยสูงกว่าและให้พลังงานมากขึ้นต่อหน่วยน้ำหนัก แต่ยังคงมีงานวิจัยที่ต้องทำเพื่อแก้ปัญหาต้นทุนการผลิตและขยายกำลังการผลิตให้มากขึ้น ด้าน flow batteries ก็มีจุดแข็งของตัวเอง โดยเฉพาะในโครงการขนาดใหญ่ เนื่องจากมีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่า และให้ผู้ดำเนินการสามารถปรับระดับการผลิตไฟฟ้าแยกต่างหากจากความจุทั้งหมด ผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมชี้ให้เห็นว่า solid state อาจเป็นสิ่งที่เปลี่ยนแปลงทุกอย่างไปได้เลย ทันทีที่ปัญหาเรื่องราคาได้รับการแก้ไข มองไปข้างหน้า นักวิจัยหลายคนเชื่อว่านวัตกรรมเหล่านี้จะยังคงพัฒนาต่อไป จากการค้นพบครั้งสำคัญที่เกิดขึ้นทุกวันในห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์วัสดุทั่วโลก เราอาจได้เห็นระบบกักเก็บพลังงานที่แตกต่างออกไปโดยสิ้นเชิงภายในไม่กี่ปีข้างหน้า หากแนวโน้มปัจจุบันยังคงดำเนินต่อไป
การรู้จักความจุและแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะช่วยให้เข้าใจว่าแบตเตอรี่นั้นมีความสามารถในการเก็บพลังงานได้มากเพียงใด ค่าความจุโดยทั่วไปจะแสดงในหน่วยแอมแปร์-ชั่วโมง (Ah) ซึ่งบ่งบอกถึงปริมาณไฟฟ้าที่แบตเตอรี่สามารถเก็บไว้ได้ ส่วนแรงดันไฟฟ้านั้นคือค่าที่วัดความแตกต่างของแรงดันภายในแบตเตอรี่ ซึ่งจะบ่งบอกถึงกำลังไฟฟ้าที่เราสามารถใช้ได้ในแต่ละช่วงเวลา เมื่อพิจารณาแบตเตอรี่สำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน ตัวเลขที่สูงขึ้นโดยทั่วไปหมายถึงประสิทธิภาพที่ดีขึ้น เช่น รถยนต์ไฟฟ้าที่ต้องการพลังงานจำนวนมาก เทียบกับอุปกรณ์ขนาดเล็กที่ใช้พลังงานเพียงเล็กน้อย ตัวอย่างเช่น แผงโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อกับระบบในบ้าน แบตเตอรี่ที่มีแรงดันสูงจะทำงานได้ดีขึ้นเมื่อจำเป็นต้องใช้งานเครื่องใช้ไฟฟ้าหลายเครื่องพร้อมกันในช่วงเย็นที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าเพิ่มขึ้น สถาบัน IEC เป็นผู้กำหนดมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับการทดสอบค่าต่าง ๆ เหล่านี้ ทำให้ผู้ผลิตมีแนวทางที่ชัดเจนในการออกแบบผลิตภัณฑ์สำหรับทั้งบ้านเรือนและธุรกิจ มาตรฐานเหล่านี้ส่งผลโดยตรงต่อประเภทของแบตเตอรี่ที่ผู้คนเลือกซื้อ ขึ้นอยู่กับความต้องการและงบประมาณเฉพาะของแต่ละคน
เมื่อพูดถึงแบตเตอรี่ สองปัจจัยหลักที่เด่นชัดสำหรับผู้ที่ต้องการทราบว่าแบตเตอรี่จะใช้งานได้นานแค่ไหน คือ อายุการใช้งานแบบไซเคิล (cycle life) และระดับการปล่อยประจุ (depth of discharge - DoD) โดยอายุการใช้งานแบบไซเคิล หมายถึงจำนวนครั้งที่แบตเตอรี่สามารถชาร์จและปล่อยประจุได้ก่อนที่จะเริ่มสูญเสียพลังงาน ส่วนใหญ่แล้วผู้คนมักไม่รู้ว่าระดับการปล่อยประจุ (DoD) นั้นบ่งบอกถึงสัดส่วนของความจุรวมของแบตเตอรี่ที่ถูกใช้งานในแต่ละครั้งที่เราใช้แบตเตอรี่จนหมด ยกตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออน โดยทั่วไปสามารถใช้งานได้ระหว่าง 500 ถึง 1,500 ไซเคิลเต็มรูปแบบ ซึ่งอธิบายได้ว่าทำไมอุปกรณ์หลายชนิดจึงพึ่งพาแบตเตอรี่ประเภทนี้ในปัจจุบัน จากมุมมองของต้นทุน แบตเตอรี่ที่มีอายุการใช้งานยาวนานหมายถึงการเปลี่ยนใหม่ที่น้อยลงในระยะยาว ช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายในระยะยาว การทำความเข้าใจตัวเลขเหล่านี้จะช่วยให้ผู้คนสามารถเลือกโซลูชันการจัดเก็บพลังงานที่เหมาะสมกับการใช้งานที่ต้องการ ไม่ว่าจะเป็นการใช้เครื่องมือในสถานที่ทำงาน หรือการให้แสงสว่างในช่วงที่ไฟฟ้าดับ
อัตราการชาร์จและการคายประจุมีความสำคัญอย่างมากต่อประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ในแต่ละสถานการณ์ โดยพื้นฐานแล้ว อัตราเหล่านี้จะบ่งบอกถึงความเร็วที่แบตเตอรี่สามารถรับหรือจ่ายพลังงานได้ ซึ่งเป็นตัวกำหนดว่าแบตเตอรี่เหมาะกับงานประเภทใด ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนโดยทั่วไปสามารถชาร์จและคายประจุได้รวดเร็ว จึงเหมาะสำหรับนำไปใช้งานที่ต้องการพลังงานสูงแบบทันทีทันใด เช่น รถยนต์ไฟฟ้า แต่ในทางกลับกัน แบตเตอรี่กรด-ตะกั่วไม่เหมาะสำหรับวงจรการชาร์จ/คายประจุที่รวดเร็ว นั่นจึงเป็นเหตุผลว่าทำไมเราจึงมักเห็นการนำไปใช้ในงานที่ไม่ต้องการความเร็วสูง ผู้ที่ทำงานเกี่ยวข้องกับระบบเก็บพลังงานควรพิจารณาปัจจัยเหล่านี้ให้ละเอียดก่อนเลือกใช้แบตเตอรี่ชนิดใดชนิดหนึ่ง การเลือกแบตเตอรี่ให้ตรงกับความต้องการและเทคโนโลยีที่มีอยู่ จะช่วยให้ระบบจัดเก็บพลังงานใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ในระยะยาวตามวัตถุประสงค์ที่กำหนด
ระบบเก็บพลังงานสำหรับบ้านมีบทบาทสำคัญในการทำให้การใช้ไฟฟ้าในที่อยู่อาศัยมีประสิทธิภาพและยั่งยืนมากยิ่งขึ้น โดยส่วนใหญ่ระบบที่ติดตั้งมีองค์ประกอบหลายส่วน ซึ่งแบตเตอรี่ถือเป็นหัวใจสำคัญของระบบโดยรวม แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงหลัง เนื่องจากสามารถเก็บพลังงานได้มากในขนาดที่เล็กลงและมีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่าทางเลือกอื่น ๆ หลายแบบ การรวมระบบเก็บพลังงานเข้ากับแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาบ้านเป็นแนวทางที่สมเหตุสมผล เพราะช่วยให้ครอบครัวสามารถใช้พลังงานที่ผลิตได้จากแผงโซลาร์เซลล์ของตนเอง แทนที่จะพึ่งพาแหล่งพลังงานภายนอกมากเกินไป มีงานวิจัยบางชิ้นแสดงให้เห็นว่า การใช้โซลาร์เซลล์ร่วมกับระบบเก็บพลังงานสามารถลดค่าไฟฟ้าประจำปีได้ราว 40% ซึ่งหมายถึงเงินที่ประหยัดได้จริง รวมถึงการควบคุมการใช้พลังงานเมื่อใดและอย่างไรตามความต้องการที่เพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม การติดตั้งระบบทั้งหลายเหล่านี้จำเป็นต้องใส่ใจในรายละเอียด โดยผู้เป็นเจ้าของบ้านควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าสายไฟต่าง ๆ เชื่อมต่ออย่างถูกต้อง และควรตรวจสอบแบตเตอรี่เป็นประจำเพื่อหาสัญญาณของความเสื่อมหรือความเสียหาย หากต้องการให้การลงทุนนี้คุ้มค่าในระยะยาว
ระบบแบตเตอรี่ขนาดใหญ่กำลังมีความสำคัญมากยิ่งขึ้นในการรักษาความมั่นคงของระบบสายส่งไฟฟ้า ขณะเดียวกันก็ผสานแหล่งพลังงานหมุนเวียนเข้าไปด้วย โดยหลักการคือ แบตเตอรี่ขนาดใหญ่เหล่านี้จะเก็บไฟฟ้าที่ผลิตจากแหล่งที่ไม่แน่นอน เช่น ฟาร์มกังหันลม และแผงโซลาร์เซลล์ ไว้ในช่วงที่มีการผลิตไฟฟ้าเกินความต้องการ ซึ่งจะช่วยให้การจัดสรรพลังงานทั่วทั้งเครือข่ายมีความน่าเชื่อถือมากขึ้น หากพิจารณาจากตัวเลขล่าสุด ผู้เชี่ยวชาญคาดการณ์ว่า กำลังการผลิตไฟฟ้าในระดับสายส่ง (grid-level storage) ทั่วโลกจะเพิ่มขึ้นจากประมาณ 10 กิกะวัตต์ ในปี 2020 เป็นประมาณ 200 กิกะวัตต์ภายในปี 2030 การเติบโตในระดับนี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงความสำคัญของเทคโนโลยีนี้ในระบบจัดการพลังงานยุคใหม่ หลายประเทศได้เริ่มลงทุนในการพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่ให้ดียิ่งขึ้นแล้ว โดยมองว่าเป็นองค์ประกอบสำคัญในการเปลี่ยนผ่านจากระบบเชื้อเพลิงฟอสซิลแบบดั้งเดิมไปสู่ทางเลือกที่สะอาดกว่า เราสามารถคาดหวังได้ว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงนโยบายเพิ่มเติมในอนาคตที่สนับสนุนการนำระบบกักเก็บพลังงานนี้ไปใช้แพร่หลายมากยิ่งขึ้น ซึ่งจะช่วยให้โครงสร้างพื้นฐานด้านไฟฟ้าของเราเปลี่ยนผ่านไปสู่อนาคตที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น
ความต้องการพลังงานสำหรับระบบเก็บพลังงานในอุตสาหกรรมนั้นแตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากความต้องการในครัวเรือน เนื่องจากขนาดและความต้องการพลังงานที่สูงมาก โรงงานและคลังสินค้าขนาดใหญ่โดยทั่วไปจำเป็นต้องใช้แบตเตอรี่จำนวนมากที่สามารถจ่ายพลังงานได้อย่างสม่ำเสมอตลอด 24 ชั่วโมง เพื่อให้ระบบต่าง ๆ ทำงานได้อย่างราบรื่น ตัวอย่างเช่น โรงงานประกอบรถยนต์หรือศูนย์กระจายสินค้า ซึ่งพึ่งพาอาศัยระบบเหล่านี้ แต่ก็มักพบปัญหาเกี่ยวกับต้นทุนเริ่มต้นและการติดตั้งให้เข้ากับโครงสร้างพื้นฐานเดิม ส่วนระบบสำหรับบ้านพักอาศัยนั้นมีลักษณะแตกต่างออกไป เจ้าของบ้านมักเลือกใช้ระบบที่มีขนาดกะทัดรัด ซึ่งเพียงพอต่อการใช้งานพื้นฐาน เช่น ระบบไฟฟ้าสำหรับให้แสงสว่าง การทำความร้อน หรือบางครั้งก็ใช้จ่ายไฟฟ้าให้กับเครื่องใช้ในบ้านในช่วงที่ไฟฟ้าดับ ผู้ที่ติดตั้งระบบแบตเตอรี่ในบ้านส่วนใหญ่รายงานว่าพอใจกับผลลัพธ์ เนื่องจากช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายและทำให้ชีวิตประจำวันสะดวกยิ่งขึ้น ในทางกลับกัน ผู้จัดการโรงงานกลับให้ความสำคัญกับความทนทานของระบบเป็นหลัก ว่าจะสามารถใช้งานได้ตลอดช่วงเวลาการผลิตโดยไม่เกิดปัญหาขัดข้อง การเข้าใจความแตกต่างเหล่านี้มีความสำคัญอย่างมากในการเลือกใช้ระบบเก็บพลังงานที่เหมาะสมกับแต่ละสถานการณ์
