नवीन
बातम्या

ऊर्जा साठवण प्रणालींसाठी योग्य बॅटरी निवडणे

१. ईएसएस म्हणजे काय? ऊर्जा साठवण प्रणालीचा आढावा
ऊर्जा साठवणूक म्हणजे ऊर्जेला अशा स्वरूपात बदलण्याची प्रक्रिया आहे, जे निसर्गात अधिक विश्वसनीयपणे अस्तित्वात राहू शकते आणि नंतर ते अशा प्रकारे जतन केले जाते की जेव्हा त्याची गरज असेल तेव्हा ते उपलब्ध होईल. जेव्हा ऊर्जा निर्माण केली जाते, बदलली जाते, हलवली जाते आणि वापरली जाते, तेव्हा पुरवठा आणि मागणीमध्ये प्रमाण, स्वरूप, प्रसार आणि वेळेच्या बाबतीत अनेकदा तफावत असते. ऊर्जा साठवण्यासाठी आणि सोडण्यासाठी ऊर्जा साठवणूक तंत्रज्ञानाचा वापर केल्याने ही तफावत दूर होऊ शकते. यामुळे ऊर्जेचा पुरवठा आणि मागणी अधिक समान होईल आणि ऊर्जेची कार्यक्षमता वाढेल. यांत्रिक ऊर्जा, उष्णता ऊर्जा, रासायनिक ऊर्जा, किरणोत्सर्गी (प्रकाश) ऊर्जा, विद्युत चुंबकीय ऊर्जा, अणुऊर्जा आणि इतर प्रकारच्या ऊर्जा वेगवेगळ्या गटांमध्ये विभागल्या जाऊ शकतात. किरणोत्सर्गी ऊर्जेव्यतिरिक्त, इतर सर्व प्रकारची ऊर्जा प्रमाणित स्वरूपात साठवली जाऊ शकते. उदाहरणार्थ, यांत्रिक ऊर्जा गतिज किंवा स्थितिज ऊर्जेच्या स्वरूपात साठवली जाऊ शकते, विद्युत ऊर्जा प्रेरित क्षेत्र ऊर्जा किंवा स्थिरविद्युत क्षेत्र ऊर्जेच्या स्वरूपात साठवली जाऊ शकते, औष्णिक ऊर्जा सुप्त उष्णता किंवा संवेद्य उष्णतेच्या स्वरूपात साठवली जाऊ शकते आणि अणुऊर्जा हे ऊर्जा साठवणुकीचे एक शुद्ध स्वरूप आहे. ऊर्जा साठवण्याच्या विविध पद्धतींमध्ये पंप्ड स्टोरेज, संकुचित हवा स्टोरेज, फ्लायव्हील स्टोरेज, बॅटरी स्टोरेज, औष्णिक स्टोरेज आणि हायड्रोजन स्टोरेज यांचा समावेश आहे.
सध्या, मायक्रोग्रिडमध्ये ऊर्जा साठवण्यासाठी बॅटरीचा वापर अधिक सामान्यपणे केला जातो, कारण ती एक परिपक्व वस्तू असून तिच्या वापराचा भरपूर अनुभव आहे. बॅटरी ऊर्जा साठवण प्रणालीमध्ये अनेक भाग असतात, ज्यात प्रामुख्याने ऊर्जा साठवण बॅटरी पॅक, बॅटरी व्यवस्थापन प्रणाली (BMS), स्टेप-अप ट्रान्सफॉर्मर, ऊर्जा साठवण द्विदिशीय कन्व्हर्टर उपकरण (PCS), ऊर्जा साठवण ट्रॅकिंग प्रणाली आणि इतर काही भागांचा समावेश असतो. जेव्हा ग्रिड बंद पडते, तेव्हा ऊर्जा साठवण प्रणालीला ग्रिडशी जोडलेले असण्यापासून ग्रिडशिवाय काम करण्याच्या स्थितीत स्विच केले जाऊ शकते. त्यानंतर, ती संपूर्ण मायक्रोग्रिड प्रणालीसाठी बॅकअप वीज स्त्रोत म्हणून काम करते आणि ग्रिडशी जोडलेली नसताना व्होल्टेज व करंट स्थिर ठेवते.

ऊर्जा साठवण प्रणालीसाठी योग्य बॅटरी निवडणे-०१

२. ऊर्जा साठवणारी बॅटरी निवडणे
२.१ लेड कार्बन असलेली बॅटरी
लेड-कार्बन बॅटरी हे एक नवीन प्रकारचे ऊर्जा साठवणारे उपकरण आहे, जे सामान्य लेड-ऍसिड बॅटरीच्या ऋण इलेक्ट्रोडला कपॅसिटिव्ह गुणधर्म असलेले कार्बन पदार्थ जोडून बनवले जाते. हे 'अंतर्गत आणि' किंवा 'अंतर्गत मिश्रित' पद्धतीने केले जाऊ शकते. लेड-कार्बन बॅटरी या सामान्य लेड-ऍसिड बॅटरी आणि सुपर कपॅसिटर या दोन्हींसारख्या असतात. त्या अनेक प्रकारे सामान्य लेड-ऍसिड बॅटरीला अधिक चांगल्या प्रकारे काम करण्यास मदत करू शकतात आणि त्यांचे काही वैज्ञानिक फायदे खालीलप्रमाणे आहेत:
१. उच्च चार्जिंग गुणक;
२. चक्रायुष्य हे सर्वसाधारण लेड-ऍसिड बॅटरीच्या तुलनेत ४-५ पट जास्त असते;
३. चांगली सुरक्षा;
४. उच्च पुनर्निर्मिती क्षमता (९७% पर्यंत), जी इतर रासायनिक बॅटरींपेक्षा खूप जास्त आहे; भरपूर कच्चा माल, कमी खर्च, जो सामान्य लेड-ऍसिड बॅटरीच्या १.५ पट आहे; आणि सामान्य लेड-ऍसिड बॅटरीची किंमत या बॅटरींच्या तुलनेत सुमारे १.५ पट जास्त आहे. सामान्य लेड-ऍसिड बॅटरीपेक्षा १.५ पट अधिक शक्तिशाली.

पारंपरिक लेड-ऍसिड बॅटरींच्या तुलनेत लेड-कार्बन बॅटरींच्या कार्यक्षमतेत मोठी सुधारणा झाली आहे. तथापि, लेड-कार्बन बॅटरींची कार्यक्षमता सुधारण्यात मुख्य कार्बन पदार्थाची नेमकी भूमिका काय आहे, हे अद्याप स्पष्ट झालेले नाही. कार्बन पदार्थ टाकल्याने काही दुष्परिणाम होऊ शकतात, जसे की निगेटिव्ह इलेक्ट्रोडवर हायड्रोजनचे अवक्षेपण होणे आणि बॅटरीमधील पाणी कमी होणे, त्यामुळे या समस्येवर लक्ष देणे आवश्यक आहे.

२.२ लिथियम बॅटरी
चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंगच्या प्रक्रियेत, लिथियम-आयन बॅटरीमध्ये पॉझिटिव्ह ॲनोड म्हणून लिथियम असलेले रसायने वापरली जातात. लिथियम-आयन बॅटरीमध्ये लिथियम धातू नसतो.
लिथियम-आयन बॅटरीमध्ये लिथियम कोबाल्टेट (LiCoO2), लिथियम मॅंगनेट (LiMn2O4), लिथियम आयर्न फॉस्फेट (LiFePO4) आणि इतर दोन किंवा तीन भागांच्या पदार्थांसारख्या लिथियम-युक्त संयुगांपासून बनवलेला एक धन इलेक्ट्रोड असतो. ऋण इलेक्ट्रोड हा ग्रॅफाइट, सॉफ्ट कार्बन, हार्ड कार्बन आणि लिथियम टायटनेट यांसारख्या लिथियम-कार्बन इंटरलेअर संयुगांपासून बनलेला असतो.
लिथियम-आयन बॅटरीचे दोन उत्कृष्ट फायदे आहेत, एक म्हणजे उच्च ऊर्जा साठवण घनता आणि दुसरा म्हणजे पॉवर घनता. इतर फायद्यांमध्ये उच्च कार्यक्षमता, वापराची विस्तृत श्रेणी, भरपूर लक्ष, जलद वैज्ञानिक प्रगती आणि वाढीसाठी भरपूर वाव यांचा समावेश आहे. ① रासायनिक इलेक्ट्रोलाइट्स वापरले जात असल्यामुळे, सुरक्षेचे मोठे धोके आहेत; सुरक्षा अधिक चांगली असणे आवश्यक आहे.

२.३ ऊर्जा साठवण बॅटरी निवडणे
या दोन प्रकारच्या ऊर्जा साठवण बॅटरी किती खोलवर डिस्चार्ज केल्या जाऊ शकतात, त्या कोणत्या तापमान श्रेणीत काम करू शकतात आणि त्यांचे सायकल लाइफ या संदर्भात त्यांच्यातील फरक पाहूया.
वरील तक्त्यावरून असे दिसून येते की, लेड-कार्बन बॅटरींचे चक्रायुष्य कमी असते आणि त्यातून हायड्रोजन वायू बाहेर पडतो, जो धोकादायक असतो. याउलट, लिथियम आयर्न फॉस्फेट बॅटरी विविध तापमानांमध्ये काम करू शकतात आणि त्यांचे चक्रायुष्य, ऊर्जा हस्तांतरण कार्यक्षमता व ऊर्जा घनता उच्च असते.
या कारणास्तव, बहुतांश ऊर्जा साठवण प्रकल्पांसाठी लिथियम आयर्न फॉस्फेट स्टोरेज बॅटरी हा सर्वोत्तम पर्याय आहे.