1. ESS என்றால் என்ன? ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்பைப் பற்றிய ஒரு பார்வை
ஆற்றல் சேமிப்பு என்பது, ஆற்றலை இயற்கையில் மிகவும் நம்பகத்தன்மையுடன் இருக்கக்கூடிய ஒரு வடிவமாக மாற்றி, பின்னர் தேவைப்படும்போது அது கிடைக்கும் வகையில் சேமித்து வைக்கும் ஒரு செயல்முறையாகும். ஆற்றல் உருவாக்கப்படும்போதும், மாற்றப்படும்போதும், நகர்த்தப்படும்போதும், பயன்படுத்தப்படும்போதும், அதன் அளவு, வடிவம், பரவல் மற்றும் நேரம் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் அளிப்புக்கும் தேவைக்கும் இடையே பெரும்பாலும் வேறுபாடுகள் காணப்படுகின்றன. ஆற்றலைச் சேமித்து வெளியிடுவதற்கு ஆற்றல் சேமிப்புத் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்துவது இந்த வேறுபாடுகளைச் சமன் செய்யும். இது ஆற்றல் அளிப்பையும் தேவையையும் மேலும் சமமாக்கி, ஆற்றல் திறனை அதிகரிக்கும். இயந்திர ஆற்றல், வெப்ப ஆற்றல், வேதி ஆற்றல், கதிர்வீச்சு (ஒளி) ஆற்றல், மின்காந்த ஆற்றல், அணு ஆற்றல் மற்றும் பிற வகை ஆற்றல்களை வெவ்வேறு குழுக்களாகப் பிரிக்கலாம். கதிர்வீச்சு ஆற்றலைத் தவிர, மற்ற அனைத்து வகை ஆற்றல்களையும் நிலையான வடிவங்களில் சேமிக்க முடியும். எடுத்துக்காட்டாக, இயந்திர ஆற்றலை இயக்க ஆற்றல் அல்லது நிலை ஆற்றலாகவும், மின் ஆற்றலைத் தூண்டப்பட்ட புல ஆற்றல் அல்லது நிலைமின் புல ஆற்றலாகவும், வெப்ப ஆற்றலை உள்ளுறை வெப்பம் அல்லது புலப்படும் வெப்பமாகவும் சேமிக்கலாம். அணு ஆற்றல் என்பது ஆற்றல் சேமிப்பின் ஒரு தூய வடிவமாகும். ஆற்றலைச் சேமிப்பதற்கான பல்வேறு வழிகளில் உந்தப்பட்ட சேமிப்பு, அழுத்தப்பட்ட காற்று சேமிப்பு, சுழல்சக்கர சேமிப்பு, மின்கல சேமிப்பு, வெப்ப சேமிப்பு மற்றும் ஹைட்ரஜன் சேமிப்பு ஆகியவை அடங்கும்.
தற்போது, மைக்ரோகிரிட்களில் ஆற்றலைச் சேமிக்க பேட்டரிகள் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, ஏனெனில் அவை அதிக செயல்பாட்டு அனுபவமுள்ள முதிர்ந்த சாதனங்களாகும். பேட்டரி ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்பில் பல பாகங்கள் உள்ளன, முக்கியமாக ஆற்றல் சேமிப்பு பேட்டரி பேக், பேட்டரி மேலாண்மை அமைப்பு (BMS), ஸ்டெப்-அப் டிரான்ஸ்ஃபார்மர், ஆற்றல் சேமிப்பு இருவழி மாற்றி சாதனம் (PCS), ஆற்றல் சேமிப்பு கண்காணிப்பு அமைப்பு மற்றும் சில பிற பாகங்கள் இதில் அடங்கும். மின் கட்டமைப்பு செயலிழக்கும்போது, ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்பை மின் கட்டமைப்புடன் இணைக்கப்பட்ட நிலையிலிருந்து மின் கட்டமைப்பு இல்லாமல் செயல்படும் நிலைக்கு மாற்ற முடியும். அப்போது அது முழு மைக்ரோகிரிட் அமைப்புக்கும் ஒரு காப்பு மின் மூலமாகச் செயல்பட்டு, மின் கட்டமைப்புடன் இணைக்கப்படாதபோது மின்னழுத்தத்தையும் மின்னோட்டத்தையும் நிலையாகப் பராமரிக்கிறது.
2. ஆற்றல் சேமிப்பு மின்கலத்தைத் தேர்ந்தெடுத்தல்
2.1 ஈய கார்பன் கொண்ட பேட்டரி
ஈய-கார்பன் மின்கலம் என்பது, ஒரு சாதாரண ஈய-அமில மின்கலத்தின் எதிர்மின்முனையில் மின்தேக்கப் பண்புகளைக் கொண்ட கார்பன் பொருட்களைச் சேர்ப்பதன் மூலம் உருவாக்கப்படும் ஒரு புதிய வகை ஆற்றல் சேமிப்புச் சாதனமாகும். இதை 'உள்ளேயும் சேர்த்து' அல்லது 'உள்ளேயும் கலந்து' செய்யலாம். ஈய-கார்பன் மின்கலங்கள், சாதாரண ஈய-அமில மின்கலங்கள் மற்றும் சூப்பர் மின்தேக்கிகள் ஆகிய இரண்டையும் போன்றே செயல்படுகின்றன. அவை பல வழிகளில் சாதாரண ஈய-அமில மின்கலங்களை மிகவும் சிறப்பாகச் செயல்பட வைக்கின்றன, மேலும் இவை அவற்றின் சில அறிவியல் நன்மைகளாகும்:
1. அதிக மின்னேற்றப் பெருக்கி;
2. இதன் சுழற்சி ஆயுட்காலம், சாதாரண ஈய-அமில பேட்டரிகளை விட 4-5 மடங்கு அதிகம்;
3. நல்ல பாதுகாப்பு;
4. அதிக மீளுருவாக்கப் பயன்பாடு (97% வரை), இது மற்ற வேதியியல் மின்கலன்களை விட மிக அதிகம்; ஏராளமான மூலப்பொருட்கள், குறைந்த செலவு, இது சாதாரண ஈய-அமில மின்கலன்களை விட 1.5 மடங்கு குறைவு; மேலும், சாதாரண ஈய-அமில மின்கலன்களின் விலை இந்த மின்கலன்களை விட சுமார் 1.5 மடங்கு அதிகம். ஒரு சாதாரண ஈய-அமில மின்கலனை விட 1.5 மடங்கு வலிமையானது.
பாரம்பரிய ஈய-அமில மின்கலன்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ஈய-கார்பன் மின்கலன்களின் செயல்திறன் பெருமளவில் மேம்பட்டுள்ளது. இருப்பினும், ஈய-கார்பன் மின்கலன்களின் செயல்திறனை மேம்படுத்துவதில் முக்கிய கார்பன் பொருள் என்ன பங்கு வகிக்கிறது என்பது இன்னும் தெளிவாகத் தெரியவில்லை. கார்பன் பொருட்களைச் சேர்ப்பதால், எதிர்மின்முனையில் ஹைட்ரஜன் வீழ்படிவாவது மற்றும் மின்கலன் நீரை இழப்பது போன்ற எதிர்மறையான விளைவுகள் ஏற்படலாம். எனவே, இது கவனிக்கப்பட வேண்டிய ஒரு பிரச்சினையாகும்.
2.2 லித்தியம் பேட்டரி
மின்னேற்றம் மற்றும் மின்னிறக்கச் செயல்பாட்டில், லித்தியம்-அயன் மின்கலங்கள் நேர்மின்வாயாக லித்தியம் அடங்கிய வேதிப்பொருட்களைப் பயன்படுத்துகின்றன. லித்தியம்-அயன் மின்கலங்களில் லித்தியம் உலோகம் இல்லை.
லித்தியம்-அயன் மின்கலன்களின் நேர்மின்முனையானது, லித்தியம் கோபால்டேட் (LiCoO2), லித்தியம் மாங்கனேட் (LiMn2O4), லித்தியம் இரும்பு பாஸ்பேட் (LiFePO4) மற்றும் பிற இரண்டு அல்லது மூன்று பகுதிப் பொருட்கள் போன்ற லித்தியம் அடங்கிய சேர்மங்களால் ஆனது. எதிர்மின்முனையானது, கிராஃபைட், மென் கார்பன், கடின கார்பன் மற்றும் லித்தியம் டைட்டனேட் போன்ற லித்தியம்-கார்பன் இடைப்படலச் சேர்மங்களால் ஆனது.
லித்தியம்-அயன் மின்கலன்கள் இரண்டு சிறந்த நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன, ஒன்று அதிக ஆற்றல் சேமிப்பு அடர்த்தி, மற்றொன்று திறன் அடர்த்தி. அதிக செயல்திறன், பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகள், அதிக கவனம், வேகமான அறிவியல் முன்னேற்றம் மற்றும் வளர்ச்சிக்கு அதிக வாய்ப்பு ஆகியவை மற்ற நன்மைகளில் அடங்கும். ① இரசாயன மின்பகுளிகள் பயன்படுத்தப்படுவதால், பெரிய பாதுகாப்பு அபாயங்கள் உள்ளன; பாதுகாப்பு மேம்படுத்தப்பட வேண்டும்.
2.3 ஆற்றல் சேமிப்பு மின்கலத்தைத் தேர்ந்தெடுத்தல்
இந்த இரண்டு வகையான ஆற்றல் சேமிப்பு மின்கலன்களுக்கு இடையே, அவற்றை எவ்வளவு ஆழமாக மின்னிறக்கம் செய்ய முடியும், அவை செயல்படக்கூடிய வெப்பநிலை வரம்பு மற்றும் அவற்றின் சுழற்சி ஆயுள் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் உள்ள வேறுபாடுகளைப் பார்ப்போம்.
மேற்கண்ட அட்டவணை, ஈய-கார்பன் மின்கலங்கள் குறுகிய சுழற்சி ஆயுளைக் கொண்டிருப்பதோடு, அபாயகரமான ஹைட்ரஜனை வெளியிடுவதையும் காட்டுகிறது. மறுபுறம், லித்தியம் இரும்பு பாஸ்பேட் மின்கலங்கள் பல்வேறு வெப்பநிலைகளில் செயல்படக்கூடியவை; மேலும் அவை அதிக சுழற்சி ஆயுள், ஆற்றல் பரிமாற்றத் திறன் மற்றும் ஆற்றல் அடர்த்தியைக் கொண்டுள்ளன.
இந்தக் காரணத்தால், பெரும்பாலான ஆற்றல் சேமிப்புத் திட்டங்களுக்கு லித்தியம் இரும்பு பாஸ்பேட் சேமிப்பு மின்கலங்கள் சிறந்த தேர்வாக அமைகின்றன.
