1. ESS کیا ہے؟ انرجی سٹوریج سسٹم پر ایک نظر
توانائی کا ذخیرہ توانائی کو ایک ایسی شکل میں تبدیل کرنے کا عمل ہے جو فطرت میں زیادہ قابل اعتماد طریقے سے موجود ہو اور پھر اسے اس طرح سے رکھا جائے کہ اسے ضرورت کے وقت دستیاب ہو۔ جب توانائی پیدا، تبدیل، منتقل، اور استعمال ہو رہی ہو، تو مقدار، شکل، پھیلاؤ اور وقت کے لحاظ سے طلب اور رسد کے درمیان اکثر فرق ہوتا ہے۔ توانائی کو ذخیرہ کرنے اور چھوڑنے کے لیے انرجی سٹوریج ٹیکنالوجی کا استعمال ان اختلافات کو ختم کر سکتا ہے۔ اس سے توانائی کی طلب اور رسد برابر ہو جائے گی اور توانائی کی کارکردگی میں اضافہ ہو گا۔ مکینیکل توانائی، حرارت کی توانائی، کیمیائی توانائی، تابکاری (روشنی) توانائی، برقی مقناطیسی توانائی، ایٹمی توانائی، اور توانائی کی دیگر اقسام کو مختلف گروہوں میں رکھا جا سکتا ہے۔ دیپتمان توانائی کے علاوہ دیگر تمام اقسام کی توانائی کو معیاری شکلوں میں ذخیرہ کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، مکینیکل توانائی کو حرکیاتی یا ممکنہ توانائی کے طور پر ذخیرہ کیا جا سکتا ہے، برقی توانائی کو محرک فیلڈ توانائی یا الیکٹرو سٹیٹک فیلڈ توانائی کے طور پر ذخیرہ کیا جا سکتا ہے، حرارتی توانائی کو اویکت حرارت یا حساس حرارت کے طور پر ذخیرہ کیا جا سکتا ہے، اور جوہری توانائی توانائی کے ذخیرہ کی خالص شکل ہے۔ توانائی کو ذخیرہ کرنے کے مختلف طریقوں میں پمپڈ اسٹوریج، کمپریسڈ ایئر اسٹوریج، فلائی وہیل اسٹوریج، بیٹری اسٹوریج، تھرمل اسٹوریج اور ہائیڈروجن اسٹوریج شامل ہیں۔
اس وقت، بیٹریاں زیادہ عام طور پر مائیکرو گرڈز میں توانائی کو ذخیرہ کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہیں کیونکہ وہ کام کرنے کے بہت سے تجربے کے ساتھ بالغ سامان ہیں۔ بیٹری انرجی سٹوریج سسٹم میں کئی حصے ہیں، جن میں بنیادی طور پر انرجی سٹوریج بیٹری پیک، بیٹری مینجمنٹ سسٹم (BMS)، سٹیپ اپ ٹرانسفارمر، انرجی سٹوریج دو طرفہ کنورٹر ڈیوائس (PCS)، انرجی سٹوریج ٹریکنگ سسٹم، اور کچھ دوسرے حصے شامل ہیں۔ جب گرڈ نیچے جاتا ہے، تو توانائی ذخیرہ کرنے کے نظام کو گرڈ سے منسلک ہونے سے گرڈ کے بغیر کام کرنے کے لیے تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ اس کے بعد یہ پورے مائیکرو گرڈ سسٹم کے لیے بیک اپ پاور سورس کے طور پر کام کرتا ہے، جب یہ گرڈ سے منسلک نہیں ہوتا ہے تو وولٹیج اور کرنٹ کو مستحکم رکھتا ہے۔
2. توانائی ذخیرہ کرنے والی بیٹری کا انتخاب کرنا
لیڈ کاربن کے ساتھ 2.1 بیٹری
لیڈ کاربن بیٹری ایک نئی قسم کا انرجی سٹوریج ڈیوائس ہے جو ایک باقاعدہ لیڈ ایسڈ بیٹری کے منفی الیکٹروڈ میں کیپسیٹیو خصوصیات کے ساتھ کاربن مواد کو شامل کرکے بنایا جاتا ہے۔ یہ یا تو "اندرونی اور" یا "اندرونی طور پر مخلوط" کیا جا سکتا ہے۔ لیڈ کاربن بیٹریاں باقاعدہ لیڈ ایسڈ بیٹریاں اور سپر کیپسیٹرز دونوں کی طرح ہیں۔ وہ باقاعدہ لیڈ ایسڈ بیٹریوں کو کئی طریقوں سے بہت بہتر بنا سکتے ہیں، اور یہ ان کے کچھ سائنسی فوائد ہیں:
1. ہائی چارجنگ ضرب؛
2. سائیکل کی زندگی باقاعدہ لیڈ ایسڈ بیٹریوں سے 4-5 گنا زیادہ ہے۔
3. اچھی حفاظت؛
4. اعلی تخلیق نو کا استعمال (97% تک)، دیگر کیمیائی بیٹریوں سے بہت زیادہ؛ بہت سارے خام مال، کم قیمت، ریگولر لیڈ ایسڈ بیٹریوں سے 1.5 گنا؛ اور ریگولر لیڈ ایسڈ بیٹریوں کی قیمت ان بیٹریوں سے تقریباً 1.5 گنا ہے۔ ایک عام لیڈ ایسڈ بیٹری سے 1.5 گنا زیادہ مضبوط۔
لیڈ کاربن بیٹریوں کی کارکردگی روایتی لیڈ ایسڈ بیٹریوں کے مقابلے میں بہت بہتر ہوئی ہے۔ تاہم، یہ ابھی تک واضح نہیں ہے کہ اہم کاربن مواد لیڈ کاربن بیٹریوں کی کارکردگی کو بہتر بنانے میں کیا کردار ادا کرتا ہے۔ کاربن مواد کو شامل کرنے سے منفی اثرات مرتب ہو سکتے ہیں، جیسے کہ منفی الیکٹروڈ ہائیڈروجن کو تیز کرتا ہے اور بیٹری کا پانی ضائع ہو جاتا ہے، لہذا یہ ایک ایسا مسئلہ ہے جس پر توجہ دینے کی ضرورت ہے۔
2.2 لتیم بیٹری
چارجنگ اور ڈسچارج کے عمل میں، لتیم آئن بیٹریاں ایسے کیمیکلز کا استعمال کرتی ہیں جن میں لیتھیم کو مثبت اینوڈ کے طور پر شامل کیا جاتا ہے۔ لتیم آئن بیٹریوں میں کوئی لتیم دھات نہیں ہے۔
لیتھیم آئن بیٹریوں میں لیتھیم پر مشتمل مرکبات سے بنا ایک مثبت الیکٹروڈ ہوتا ہے، جیسے لیتھیم کوبالٹیٹ (LiCoO2)، لتیم مینگنیٹ (LiMn2O4)، لیتھیم آئرن فاسفیٹ (LiFePO4)، اور دیگر دو یا تین حصوں والے مواد۔ منفی الیکٹروڈ لیتھیم کاربن انٹرلیئر مرکبات سے بنا ہے، جیسے گریفائٹ، نرم کاربن، سخت کاربن، اور لتیم ٹائٹینیٹ۔
لیتھیم آئن بیٹریوں کے دو نمایاں فوائد ہیں، ایک اعلی توانائی ذخیرہ کرنے کی کثافت، دوسری طاقت کی کثافت۔ دیگر فوائد میں اعلی کارکردگی، وسیع پیمانے پر استعمال، بہت زیادہ توجہ، تیز سائنسی پیشرفت، اور ترقی کے لیے کافی گنجائش شامل ہیں۔ ① چونکہ کیمیکل الیکٹرولائٹس کا استعمال کیا جاتا ہے، بڑے حفاظتی خطرات ہیں؛ حفاظت کو بہتر کرنے کی ضرورت ہے.
2.3 توانائی ذخیرہ کرنے والی بیٹری کا انتخاب کرنا
ان دو قسم کی توانائی ذخیرہ کرنے والی بیٹریوں کے درمیان فرق پر ایک نظر اس لحاظ سے کہ انہیں کتنی گہرائی سے خارج کیا جا سکتا ہے، درجہ حرارت کی حد جس میں وہ کام کر سکتی ہیں، اور ان کی سائیکل کی زندگی۔
مندرجہ بالا جدول سے پتہ چلتا ہے کہ لیڈ کاربن بیٹریاں مختصر سائیکل لائف رکھتی ہیں اور ہائیڈروجن چھوڑتی ہیں، جو خطرناک ہے۔ دوسری طرف، لیتھیم آئرن فاسفیٹ بیٹریاں درجہ حرارت کی ایک حد میں کام کر سکتی ہیں اور ان کی سائیکل زندگی، توانائی کی منتقلی کی کارکردگی، اور توانائی کی کثافت ہوتی ہے۔
اس وجہ سے، لتیم آئرن فاسفیٹ اسٹوریج بیٹریاں زیادہ تر توانائی ذخیرہ کرنے کے منصوبوں کے لیے بہترین انتخاب ہیں۔
