সামুদ্রিক শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থার জন্য ব্যাটারি প্রযুক্তিতে অগ্রগতি

ভূমিকা

বিশ্ব যখন পরিবেশবান্ধব জ্বালানি সমাধানের দিকে ঝুঁকছে, তখন লিথিয়াম ব্যাটারির প্রতি মানুষের আকর্ষণ বেড়েছে। এক দশকেরও বেশি সময় ধরে বৈদ্যুতিক যানবাহন আলোচনার কেন্দ্রবিন্দুতে থাকলেও, সামুদ্রিক পরিবেশে বৈদ্যুতিক শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থার সম্ভাবনা উপেক্ষা করা হয়েছে। তবে, বিভিন্ন নৌকার অ্যাপ্লিকেশনের জন্য স্টোরেজ লিথিয়াম ব্যাটারির ব্যবহার এবং চার্জিং প্রোটোকল অপ্টিমাইজ করার উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে গবেষণার উত্থান ঘটেছে। এই ক্ষেত্রে লিথিয়াম-আয়ন ফসফেট ডিপ সাইকেল ব্যাটারিগুলি তাদের উচ্চ শক্তি ঘনত্ব, ভাল রাসায়নিক স্থিতিশীলতা এবং সামুদ্রিক চালনা ব্যবস্থার কঠোর প্রয়োজনীয়তার অধীনে দীর্ঘায়িত চক্র জীবনের কারণে বিশেষভাবে আকর্ষণীয়।

স্টোরেজ লিথিয়াম ব্যাটারি স্থাপনের গতি বাড়ার সাথে সাথে নিরাপত্তা নিশ্চিত করার জন্য প্রবিধান বাস্তবায়নও গতিশীল হয়। ISO/TS 23625 হল এমনই একটি প্রবিধান যা ব্যাটারি নির্বাচন, ইনস্টলেশন এবং সুরক্ষার উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে। এটি মনে রাখা গুরুত্বপূর্ণ যে লিথিয়াম ব্যাটারি ব্যবহারের ক্ষেত্রে, বিশেষ করে আগুনের ঝুঁকির ক্ষেত্রে, সুরক্ষা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

সামুদ্রিক শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থা

বিশ্ব আরও টেকসই এবং পরিবেশবান্ধব ভবিষ্যতের দিকে এগিয়ে যাওয়ার সাথে সাথে সামুদ্রিক শিল্পে সামুদ্রিক শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থা ক্রমশ জনপ্রিয় সমাধান হয়ে উঠছে। নাম থেকেই বোঝা যাচ্ছে, এই ব্যবস্থাগুলি সামুদ্রিক পরিবেশে শক্তি সঞ্চয় করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে এবং জাহাজ এবং নৌকা চালানো থেকে শুরু করে জরুরি পরিস্থিতিতে ব্যাকআপ শক্তি সরবরাহ করা পর্যন্ত বিভিন্ন উদ্দেশ্যে ব্যবহার করা যেতে পারে।

সামুদ্রিক শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থার সবচেয়ে সাধারণ ধরণ হল লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি, এর উচ্চ শক্তি ঘনত্ব, নির্ভরযোগ্যতা এবং সুরক্ষার কারণে। লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিগুলি বিভিন্ন সামুদ্রিক অ্যাপ্লিকেশনের নির্দিষ্ট শক্তির প্রয়োজনীয়তা পূরণের জন্যও তৈরি করা যেতে পারে।

সামুদ্রিক শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থার অন্যতম প্রধান সুবিধা হল ডিজেল জেনারেটর প্রতিস্থাপন করার ক্ষমতা। লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি ব্যবহার করে, এই সিস্টেমগুলি বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য একটি নির্ভরযোগ্য এবং টেকসই শক্তির উৎস প্রদান করতে পারে। এর মধ্যে রয়েছে জাহাজ বা জাহাজে সহায়ক শক্তি, আলো এবং অন্যান্য বৈদ্যুতিক চাহিদা। এই অ্যাপ্লিকেশনগুলি ছাড়াও, সামুদ্রিক শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থাগুলি বৈদ্যুতিক চালনা ব্যবস্থাগুলিকে শক্তি দেওয়ার জন্যও ব্যবহার করা যেতে পারে, যা এগুলিকে প্রচলিত ডিজেল ইঞ্জিনের একটি কার্যকর বিকল্প করে তোলে। এগুলি বিশেষ করে তুলনামূলকভাবে সীমিত এলাকায় পরিচালিত ছোট জাহাজের জন্য উপযুক্ত।

সামগ্রিকভাবে, সামুদ্রিক শিল্পে আরও টেকসই এবং পরিবেশ বান্ধব ভবিষ্যতের দিকে উত্তরণের জন্য সামুদ্রিক শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থা একটি মূল উপাদান।

লিথিয়াম ব্যাটারির সুবিধা

ডিজেল জেনারেটরের তুলনায় স্টোরেজ লিথিয়াম ব্যাটারি ব্যবহারের সবচেয়ে সুস্পষ্ট সুবিধাগুলির মধ্যে একটি হল বিষাক্ত এবং গ্রিনহাউস গ্যাস নির্গমনের অভাব। যদি সৌর প্যানেল বা বায়ু টারবাইনের মতো পরিষ্কার উৎস ব্যবহার করে ব্যাটারি চার্জ করা হয়, তাহলে এটি ১০০% পরিষ্কার শক্তি তৈরি করতে পারে। কম উপাদানের সাথে রক্ষণাবেক্ষণের ক্ষেত্রেও এগুলি কম ব্যয়বহুল। এগুলি অনেক কম শব্দ উৎপন্ন করে, যা আবাসিক বা জনবহুল এলাকার কাছাকাছি ডকিং পরিস্থিতির জন্য এগুলিকে আদর্শ করে তোলে।

স্টোরেজ লিথিয়াম ব্যাটারিই একমাত্র ব্যাটারি নয় যা ব্যবহার করা যেতে পারে। প্রকৃতপক্ষে, সামুদ্রিক ব্যাটারি সিস্টেমগুলিকে প্রাথমিক ব্যাটারি (যা রিচার্জ করা যায় না) এবং সেকেন্ডারি ব্যাটারি (যা ক্রমাগত রিচার্জ করা যায়) এ ভাগ করা যেতে পারে। ক্ষমতা হ্রাসের কথা বিবেচনা করলেও, দীর্ঘমেয়াদী প্রয়োগের ক্ষেত্রে পরেরটি অর্থনৈতিকভাবে আরও লাভজনক। প্রাথমিকভাবে লিড-অ্যাসিড ব্যাটারি ব্যবহার করা হত এবং স্টোরেজ লিথিয়াম ব্যাটারিগুলিকে নতুন উদীয়মান ব্যাটারি হিসাবে বিবেচনা করা হয়। তবে, গবেষণায় দেখা গেছে যে এগুলি উচ্চ শক্তি ঘনত্ব এবং দীর্ঘস্থায়ী জীবন প্রদান করে, যার অর্থ এগুলি দীর্ঘ-পরিসরের অ্যাপ্লিকেশন এবং উচ্চ লোড এবং উচ্চ-গতির চাহিদার জন্য আরও উপযুক্ত।

এই সুবিধাগুলি সত্ত্বেও, গবেষকরা আত্মতুষ্টির কোনও লক্ষণ দেখাননি। বছরের পর বছর ধরে, অসংখ্য নকশা এবং গবেষণা স্টোরেজ লিথিয়াম ব্যাটারির কর্মক্ষমতা উন্নত করার উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করেছে যাতে তাদের সামুদ্রিক প্রয়োগ উন্নত করা যায়। এর মধ্যে রয়েছে ইলেক্ট্রোডের জন্য নতুন রাসায়নিক মিশ্রণ এবং আগুন এবং তাপীয় পলাতকতা থেকে রক্ষা করার জন্য পরিবর্তিত ইলেক্ট্রোলাইট।

লিথিয়াম ব্যাটারি নির্বাচন

সামুদ্রিক স্টোরেজ লিথিয়াম ব্যাটারি সিস্টেমের জন্য স্টোরেজ লিথিয়াম ব্যাটারি নির্বাচন করার সময় বিবেচনা করার জন্য একাধিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে। সামুদ্রিক শক্তি সঞ্চয়ের জন্য ব্যাটারি নির্বাচন করার সময় ক্ষমতা একটি গুরুত্বপূর্ণ স্পেসিফিকেশন যা বিবেচনা করা উচিত। এটি নির্ধারণ করে যে এটি কতটা শক্তি সঞ্চয় করতে পারে এবং তারপরে, এটি রিচার্জ করার আগে কতটা কাজ উৎপাদিত হতে পারে। এটি প্রপালশন অ্যাপ্লিকেশনের একটি মৌলিক নকশা পরামিতি যেখানে ক্ষমতা নৌকাটি কত মাইলেজ বা দূরত্ব ভ্রমণ করতে পারে তা নির্ধারণ করে। সামুদ্রিক প্রেক্ষাপটে, যেখানে স্থান প্রায়শই সীমিত থাকে, উচ্চ শক্তি ঘনত্বের ব্যাটারি খুঁজে বের করা গুরুত্বপূর্ণ। উচ্চ শক্তি ঘনত্বের ব্যাটারিগুলি আরও কমপ্যাক্ট এবং হালকা হয়, যা বিশেষ করে নৌকাগুলিতে গুরুত্বপূর্ণ যেখানে স্থান এবং ওজন প্রিমিয়ামে থাকে।

সামুদ্রিক শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থার জন্য স্টোরেজ লিথিয়াম ব্যাটারি নির্বাচন করার সময় ভোল্টেজ এবং কারেন্ট রেটিংগুলিও গুরুত্বপূর্ণ স্পেসিফিকেশন বিবেচনা করা উচিত। এই স্পেসিফিকেশনগুলি নির্ধারণ করে যে ব্যাটারি কত দ্রুত চার্জ এবং ডিসচার্জ হতে পারে, যা এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য গুরুত্বপূর্ণ যেখানে বিদ্যুতের চাহিদা দ্রুত পরিবর্তিত হতে পারে।

সামুদ্রিক ব্যবহারের জন্য বিশেষভাবে ডিজাইন করা ব্যাটারি নির্বাচন করা গুরুত্বপূর্ণ। সামুদ্রিক পরিবেশ কঠোর, লবণাক্ত জল, আর্দ্রতা এবং চরম তাপমাত্রার সংস্পর্শে আসে। সামুদ্রিক ব্যবহারের জন্য ডিজাইন করা স্টোরেজ লিথিয়াম ব্যাটারিগুলিতে সাধারণত জলরোধী এবং জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা থাকে, পাশাপাশি চ্যালেঞ্জিং পরিস্থিতিতে নির্ভরযোগ্য কর্মক্ষমতা নিশ্চিত করার জন্য কম্পন প্রতিরোধ এবং শক প্রতিরোধের মতো অন্যান্য বৈশিষ্ট্যও থাকে।

অগ্নি নিরাপত্তাও অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। সামুদ্রিক ব্যবহারের ক্ষেত্রে, ব্যাটারি সংরক্ষণের জন্য সীমিত পরিমাণে জায়গা থাকে এবং যেকোনো আগুন ছড়িয়ে পড়লে বিষাক্ত ধোঁয়া নির্গত হতে পারে এবং ব্যয়বহুল ক্ষতি হতে পারে। বিস্তার সীমিত করার জন্য ইনস্টলেশন ব্যবস্থা নেওয়া যেতে পারে। একটি চীনা লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি প্রস্তুতকারক কোম্পানি, RoyPow, একটি উদাহরণ যেখানে ব্যাটারি প্যাক ফ্রেমে অন্তর্নির্মিত মাইক্রো অগ্নি নির্বাপক যন্ত্র স্থাপন করা হয়। এই অগ্নি নির্বাপক যন্ত্রগুলি বৈদ্যুতিক সংকেত দ্বারা বা তাপীয় লাইন পুড়িয়ে সক্রিয় করা হয়। এটি একটি অ্যারোসল জেনারেটরকে সক্রিয় করবে যা রাসায়নিকভাবে রেডক্স বিক্রিয়ার মাধ্যমে কুল্যান্টকে পচিয়ে দেয় এবং আগুন ছড়িয়ে পড়ার আগে দ্রুত নিভিয়ে ফেলার জন্য এটি ছড়িয়ে দেয়। এই পদ্ধতিটি দ্রুত হস্তক্ষেপের জন্য আদর্শ, সামুদ্রিক স্টোরেজ লিথিয়াম ব্যাটারির মতো সংকীর্ণ স্থান প্রয়োগের জন্য উপযুক্ত।

নিরাপত্তা এবং প্রয়োজনীয়তা

সামুদ্রিক ব্যবহারের জন্য স্টোরেজ লিথিয়াম ব্যাটারির ব্যবহার বৃদ্ধি পাচ্ছে, তবে সঠিক নকশা এবং ইনস্টলেশন নিশ্চিত করার জন্য সুরক্ষাকে সর্বোচ্চ অগ্রাধিকার দেওয়া উচিত। লিথিয়াম ব্যাটারি সঠিকভাবে পরিচালনা না করা হলে তাপীয় পলাতকতা এবং আগুনের ঝুঁকির ঝুঁকিতে থাকে, বিশেষ করে লবণাক্ত জলের সংস্পর্শে এবং উচ্চ আর্দ্রতা সহ কঠোর সামুদ্রিক পরিবেশে। এই উদ্বেগগুলি সমাধানের জন্য, ISO মান এবং প্রবিধান প্রতিষ্ঠিত হয়েছে। এই মানগুলির মধ্যে একটি হল ISO/TS 23625, যা সামুদ্রিক ব্যবহারের জন্য লিথিয়াম ব্যাটারি নির্বাচন এবং ইনস্টল করার জন্য নির্দেশিকা প্রদান করে। এই মান ব্যাটারির স্থায়িত্ব এবং নিরাপদ অপারেশন নিশ্চিত করার জন্য ব্যাটারির নকশা, ইনস্টলেশন, রক্ষণাবেক্ষণ এবং পর্যবেক্ষণের প্রয়োজনীয়তা নির্দিষ্ট করে। অতিরিক্তভাবে, ISO 19848-1 সামুদ্রিক ব্যবহারের জন্য স্টোরেজ লিথিয়াম ব্যাটারি সহ ব্যাটারির পরীক্ষা এবং কর্মক্ষমতা সম্পর্কে নির্দেশিকা প্রদান করে।

সামুদ্রিক জাহাজের পাশাপাশি অন্যান্য যানবাহনের বৈদ্যুতিক এবং ইলেকট্রনিক সিস্টেমের কার্যকরী সুরক্ষায় ISO 26262 গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এই মানদণ্ড অনুসারে ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম (BMS) এমনভাবে ডিজাইন করা উচিত যাতে ব্যাটারির শক্তি কম থাকলে অপারেটরকে দৃশ্যমান বা শ্রবণযোগ্য সতর্কতা প্রদান করা যায়, অন্যান্য সুরক্ষা প্রয়োজনীয়তার মধ্যেও। যদিও ISO মান মেনে চলা স্বেচ্ছাসেবী, এই নির্দেশিকাগুলি মেনে চলা ব্যাটারি সিস্টেমের নিরাপত্তা, দক্ষতা এবং দীর্ঘায়ু বৃদ্ধি করে।

সারাংশ

উচ্চ শক্তি ঘনত্ব এবং কঠিন পরিস্থিতিতে দীর্ঘস্থায়ী জীবনকালের কারণে সামুদ্রিক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য স্টোরেজ লিথিয়াম ব্যাটারি দ্রুত একটি পছন্দের শক্তি সঞ্চয় সমাধান হিসাবে আবির্ভূত হচ্ছে। এই ব্যাটারিগুলি বহুমুখী এবং বৈদ্যুতিক নৌকাগুলিকে শক্তি সরবরাহ থেকে শুরু করে নেভিগেশন সিস্টেমের জন্য ব্যাকআপ পাওয়ার সরবরাহ পর্যন্ত বিভিন্ন সামুদ্রিক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। তদুপরি, নতুন ব্যাটারি সিস্টেমের ক্রমাগত বিকাশ গভীর সমুদ্র অনুসন্ধান এবং অন্যান্য চ্যালেঞ্জিং পরিবেশের অন্তর্ভুক্ত সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশনের পরিসরকে প্রসারিত করছে। সামুদ্রিক শিল্পে স্টোরেজ লিথিয়াম ব্যাটারি গ্রহণ গ্রিনহাউস গ্যাস নির্গমন হ্রাস করবে এবং সরবরাহ ও পরিবহনে বিপ্লব আনবে বলে আশা করা হচ্ছে।