1. ESS అంటే ఏమిటి? శక్తి నిల్వ వ్యవస్థపై ఒక పరిశీలన
శక్తి నిల్వ అనేది శక్తిని ప్రకృతిలో మరింత విశ్వసనీయంగా లభించే రూపంలోకి మార్చి, అవసరమైనప్పుడు అందుబాటులో ఉండేలా నిల్వ చేసే ప్రక్రియ. శక్తిని సృష్టించేటప్పుడు, మార్చేటప్పుడు, తరలించేటప్పుడు మరియు ఉపయోగించేటప్పుడు, పరిమాణం, ఆకారం, విస్తరణ మరియు సమయం పరంగా సరఫరా మరియు డిమాండ్ మధ్య తరచుగా వ్యత్యాసాలు ఉంటాయి. శక్తిని నిల్వ చేయడానికి మరియు విడుదల చేయడానికి శక్తి నిల్వ సాంకేతికతను ఉపయోగించడం ద్వారా ఈ వ్యత్యాసాలను సమం చేయవచ్చు. ఇది శక్తి సరఫరా మరియు డిమాండ్ను మరింత సమానం చేస్తుంది మరియు శక్తి సామర్థ్యాన్ని పెంచుతుంది. యాంత్రిక శక్తి, ఉష్ణ శక్తి, రసాయన శక్తి, వికిరణ (కాంతి) శక్తి, విద్యుదయస్కాంత శక్తి, అణుశక్తి మరియు ఇతర రకాల శక్తులను వేర్వేరు సమూహాలుగా విభజించవచ్చు. వికిరణ శక్తి మినహా, మిగిలిన అన్ని రకాల శక్తులను ప్రామాణిక రూపాల్లో నిల్వ చేయవచ్చు. ఉదాహరణకు, యాంత్రిక శక్తిని గతిజ లేదా స్థితిజ శక్తిగా, విద్యుత్ శక్తిని ప్రేరిత క్షేత్ర శక్తి లేదా స్థిర విద్యుత్ క్షేత్ర శక్తిగా, ఉష్ణ శక్తిని గుప్త ఉష్ణం లేదా స్పష్ట ఉష్ణంగా నిల్వ చేయవచ్చు మరియు అణుశక్తి అనేది శక్తి నిల్వ యొక్క ఒక స్వచ్ఛమైన రూపం. శక్తిని నిల్వ చేయడానికి ఉన్న వివిధ మార్గాలలో పంప్డ్ స్టోరేజ్, కంప్రెస్డ్ ఎయిర్ స్టోరేజ్, ఫ్లైవీల్ స్టోరేజ్, బ్యాటరీ స్టోరేజ్, థర్మల్ స్టోరేజ్ మరియు హైడ్రోజన్ స్టోరేజ్ ఉన్నాయి.
ప్రస్తుతం, మైక్రోగ్రిడ్లలో శక్తిని నిల్వ చేయడానికి బ్యాటరీలను ఎక్కువగా ఉపయోగిస్తున్నారు, ఎందుకంటే అవి చాలా పని అనుభవం ఉన్న పరిణతి చెందిన వస్తువులు. బ్యాటరీ శక్తి నిల్వ వ్యవస్థలో అనేక భాగాలు ఉంటాయి, వాటిలో ప్రధానంగా శక్తి నిల్వ బ్యాటరీ ప్యాక్, బ్యాటరీ నిర్వహణ వ్యవస్థ (BMS), స్టెప్-అప్ ట్రాన్స్ఫార్మర్, శక్తి నిల్వ ద్విదిశాత్మక కన్వర్టర్ పరికరం (PCS), శక్తి నిల్వ ట్రాకింగ్ వ్యవస్థ మరియు మరికొన్ని భాగాలు ఉంటాయి. గ్రిడ్ పనిచేయడం ఆగిపోయినప్పుడు, శక్తి నిల్వ వ్యవస్థను గ్రిడ్కు కనెక్ట్ అయి ఉండటం నుండి గ్రిడ్ లేకుండా పనిచేసే స్థితికి మార్చవచ్చు. అప్పుడు అది గ్రిడ్కు కనెక్ట్ కానప్పుడు వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ను స్థిరంగా ఉంచుతూ, మొత్తం మైక్రోగ్రిడ్ వ్యవస్థకు బ్యాకప్ విద్యుత్ వనరుగా పనిచేస్తుంది.
2. శక్తి నిల్వ బ్యాటరీని ఎంచుకోవడం
2.1 లెడ్ కార్బన్తో కూడిన బ్యాటరీ
లెడ్-కార్బన్ బ్యాటరీ అనేది ఒక కొత్త రకమైన శక్తి నిల్వ పరికరం. దీనిని సాధారణ లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీ యొక్క నెగటివ్ ఎలక్ట్రోడ్కు కెపాసిటివ్ లక్షణాలు గల కార్బన్ పదార్థాలను జోడించడం ద్వారా తయారు చేస్తారు. దీనిని "అంతర్గతంగా మరియు" లేదా "అంతర్గతంగా కలిపి" చేయవచ్చు. లెడ్-కార్బన్ బ్యాటరీలు సాధారణ లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీలు మరియు సూపర్ కెపాసిటర్లు రెండింటిలా ఉంటాయి. ఇవి సాధారణ లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీల పనితీరును అనేక విధాలుగా మెరుగుపరుస్తాయి, మరియు వాటి శాస్త్రీయ ప్రయోజనాలలో కొన్ని ఇవి:
1. అధిక ఛార్జింగ్ గుణకం;
2. సైకిల్ లైఫ్ సాధారణ లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీల కంటే 4-5 రెట్లు ఎక్కువ;
3. మంచి భద్రత;
4. అధిక పునరుత్పత్తి వినియోగం (97% వరకు), ఇతర రసాయన బ్యాటరీల కంటే చాలా ఎక్కువ; పుష్కలమైన ముడి పదార్థాలు, తక్కువ ఖర్చు, సాధారణ లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీల కంటే 1.5 రెట్లు తక్కువ; మరియు సాధారణ లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీల ఖరీదు ఈ బ్యాటరీల కంటే సుమారు 1.5 రెట్లు ఎక్కువ. సాధారణ లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీ కంటే 1.5 రెట్లు శక్తివంతమైనది.
సాంప్రదాయ లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీలతో పోలిస్తే లెడ్-కార్బన్ బ్యాటరీల పనితీరు బాగా మెరుగుపడింది. అయినప్పటికీ, లెడ్-కార్బన్ బ్యాటరీల పనితీరును మెరుగుపరచడంలో కీలకమైన కార్బన్ పదార్థం ఏ పాత్ర పోషిస్తుందనేది ఇంకా స్పష్టంగా లేదు. కార్బన్ పదార్థాలను జోడించడం వల్ల, నెగటివ్ ఎలక్ట్రోడ్ వద్ద హైడ్రోజన్ ఏర్పడటం మరియు బ్యాటరీ నీటిని కోల్పోవడం వంటి ప్రతికూల ప్రభావాలు కలగవచ్చు, కాబట్టి ఇది పరిష్కరించాల్సిన ఒక సమస్య.
2.2 లిథియం బ్యాటరీ
ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ ప్రక్రియలో, లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు లిథియంను కలిగిన రసాయనాలను పాజిటివ్ యానోడ్గా ఉపయోగిస్తాయి. లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలలో లిథియం లోహం ఉండదు.
లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలలో, లిథియం కోబాల్టేట్ (LiCoO2), లిథియం మాంగనేట్ (LiMn2O4), లిథియం ఐరన్ ఫాస్ఫేట్ (LiFePO4) మరియు ఇతర రెండు లేదా మూడు భాగాల పదార్థాల వంటి లిథియం కలిగిన సమ్మేళనాలతో తయారు చేయబడిన ఒక పాజిటివ్ ఎలక్ట్రోడ్ ఉంటుంది. నెగటివ్ ఎలక్ట్రోడ్, గ్రాఫైట్, సాఫ్ట్ కార్బన్, హార్డ్ కార్బన్ మరియు లిథియం టైటనేట్ వంటి లిథియం-కార్బన్ ఇంటర్లేయర్ సమ్మేళనాలతో తయారు చేయబడుతుంది.
లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలకు రెండు అద్భుతమైన ప్రయోజనాలు ఉన్నాయి, ఒకటి అధిక శక్తి నిల్వ సాంద్రత, మరొకటి పవర్ సాంద్రత. ఇతర ప్రయోజనాలలో అధిక సామర్థ్యం, విస్తృత శ్రేణి ఉపయోగాలు, అధిక ఆదరణ, వేగవంతమైన శాస్త్రీయ పురోగతి మరియు అభివృద్ధికి పుష్కలమైన అవకాశం ఉన్నాయి. ① రసాయన ఎలక్ట్రోలైట్లను ఉపయోగించడం వల్ల, పెద్ద భద్రతా ప్రమాదాలు ఉన్నాయి; భద్రతను మెరుగుపరచాల్సిన అవసరం ఉంది.
2.3 శక్తి నిల్వ బ్యాటరీని ఎంచుకోవడం
ఈ రెండు రకాల శక్తి నిల్వ బ్యాటరీల మధ్య, వాటిని ఎంత లోతుగా డిశ్చార్జ్ చేయవచ్చు, అవి పనిచేయగల ఉష్ణోగ్రత పరిధి మరియు వాటి సైకిల్ లైఫ్ పరంగా ఉన్న తేడాలను పరిశీలిద్దాం.
పై పట్టిక ప్రకారం లెడ్-కార్బన్ బ్యాటరీలకు తక్కువ సైకిల్ లైఫ్ ఉంటుందని మరియు అవి ప్రమాదకరమైన హైడ్రోజన్ను విడుదల చేస్తాయని తెలుస్తోంది. మరోవైపు, లిథియం ఐరన్ ఫాస్ఫేట్ బ్యాటరీలు వివిధ రకాల ఉష్ణోగ్రతలలో పనిచేయగలవు మరియు అధిక సైకిల్ లైఫ్, శక్తి బదిలీ సామర్థ్యం మరియు శక్తి సాంద్రతను కలిగి ఉంటాయి.
ఈ కారణంగా, చాలా శక్తి నిల్వ ప్రాజెక్టులకు లిథియం ఐరన్ ఫాస్ఫేట్ నిల్వ బ్యాటరీలు ఉత్తమ ఎంపికగా ఉన్నాయి.
