電力
電力を貯蔵する方法は多数ある。
近年では、世界各国の政府により「脱カーボン」を推進することは至上命題となっており、再生可能エネルギーである太陽光発電や風力発電を増やしつつ、その日の天候による発電量の変動や、昼間と夜間の差や生じるという性質を補うために蓄電システムの活用ならびに増強が重視されている。太陽光発電や風力発電と蓄電システムとを組み合わせることで、脱炭素と電力の安定供給を両立するシステムを構築することができる。その一方で電力網の運用の現場では従来の回転機による発電機でない、太陽光発電システムや系統連系用蓄電池が用いるインバータ電源が系統に増え過ぎるとブラックアウトの危険性が増すことも危惧されている
直流回路の中でも特に電圧や電流が時間的に変化しない定常電流の回路においては、電力は時間にかかわらず
P = V I = I 2 R = V 2 R {\displaystyle P=VI=I^{2}R={\frac {V^{2}}{R}}}
ただし、P : 電力[W]、V : 電圧[V]、I : 電流[A]、R : 抵抗[Ω]
となる。
たとえば日本では古くから、水の位置エネルギーとして電力を保存する方法が活用されている。(このシステムは本当は蓄電システムなのだが、なぜか発電のほうに焦点を当てた名称「揚水発電」と呼ばれている。) 昼間の需要時には起動に数分間あれば良いため、発電(蓄電)効率は 70 % 程度に留まるとは言え、急激な需要増加に対応可能な、実用的な大規模蓄電装置である。なお日本の揚水発電は約40箇所あり、その設備容量はおよそ26 GW (2,600万キロワット)に達する。1回あたり5時間発電するとして、発電量は 1回あたり130 GWh (13,0000万キロワット時)の充放電容量を持つ計算である。設備利用率を17 %と仮定すると、日本全体で年間 40TWh もの蓄電量を持つことになる。ただ揚水発電は発電コストが他の発電方式より高価であるため、実際の設備利用率は 3 %と低い。またもう日本には揚水発電に適した地点は、もうほとんど無く、機動的に揚水発電を蓄電手段として使用するには中小規模の揚水発電所を数多く建設する必要がある。
科学技術振興機構が2019年に出した炭素社会実現に向けた政策立案のための提案書の試算によれば、揚水発電の設備コストは48,200円/kWh(耐用40年)、発電コストは22.6円/kWh、一方で蓄電池は設備コストは11,000円/kWh(耐用10年)、発電コストは16.5円/kWhとなり、設備の寿命を考え、かつ土木工事のコストダウンを図れば蓄電池と同等のコストで実現できるとしている。
S = Z I e 2 = I e 2 R 2 + X 2 = V e 2 Z = V e 2 R 2 + X 2 {\displaystyle {\begin{aligned}S&=ZI_{\text{e}}^{2}=I_{\text{e}}^{2}{\sqrt {R^{2}+X^{2}}}\\&={\frac {V_{\text{e}}^{2}}{Z}}={\frac {V_{\text{e}}^{2}}{\sqrt {R^{2}+X^{2}}}}\end{aligned}}}
となり、アドミタンスを用いれば
S = Y V e 2 = V e 2 G 2 + B 2 = I e 2 Y = I e 2 G 2 + B 2 {\displaystyle {\begin{aligned}S&=YV_{\text{e}}^{2}=V_{\text{e}}^{2}{\sqrt {G^{2}+B^{2}}}\\&={\frac {I_{\text{e}}^{2}}{Y}}={\frac {I_{\text{e}}^{2}}{\sqrt {G^{2}+B^{2}}}}\\\end{aligned}}}
となる。