सागरी ऊर्जा साठवण प्रणालीसाठी बॅटरी तंत्रज्ञानातील प्रगती

प्रस्तावना

जग हरित ऊर्जा समाधानाकडे वळत असताना, लिथियम बॅटरींकडे अधिक लक्ष वेधले गेले आहे. इलेक्ट्रिक वाहने एका दशकाहून अधिक काळ स्पॉटलाइटमध्ये असताना, सागरी सेटिंग्जमधील विद्युत ऊर्जा साठवण प्रणालीच्या संभाव्यतेकडे दुर्लक्ष केले गेले आहे. तथापि, स्टोरेज लिथियम बॅटरीचा वापर इष्टतम करण्यावर आणि वेगवेगळ्या बोट ऍप्लिकेशन्ससाठी चार्जिंग प्रोटोकॉलवर लक्ष केंद्रित करणाऱ्या संशोधनात वाढ झाली आहे. या प्रकरणात लिथियम-आयन फॉस्फेट डीप सायकल बॅटरी त्यांच्या उच्च ऊर्जा घनतेमुळे, चांगली रासायनिक स्थिरता आणि सागरी प्रणोदन प्रणालींच्या कठोर आवश्यकतांनुसार दीर्घकाळापर्यंत सायकल आयुष्यामुळे विशेषतः आकर्षक आहेत.

स्टोरेज लिथियम बॅटरीच्या स्थापनेला गती मिळते, त्याचप्रमाणे सुरक्षा सुनिश्चित करण्यासाठी नियमांची अंमलबजावणी देखील होते. ISO/TS 23625 हे असेच एक नियम आहे जे बॅटरी निवड, स्थापना आणि सुरक्षिततेवर लक्ष केंद्रित करते. हे लक्षात घेणे महत्त्वाचे आहे की जेव्हा लिथियम बॅटरीचा वापर केला जातो तेव्हा सुरक्षितता सर्वोपरि आहे, विशेषतः आगीच्या धोक्यांबाबत.

सागरी ऊर्जा साठवण प्रणाली

जग अधिक शाश्वत आणि पर्यावरणपूरक भविष्याकडे वाटचाल करत असताना सागरी उद्योगात सागरी ऊर्जा साठवण प्रणाली हा एक लोकप्रिय उपाय बनत आहे. नावाप्रमाणेच, या प्रणाली सागरी सेटिंगमध्ये ऊर्जा संचयित करण्यासाठी डिझाइन केल्या आहेत आणि जहाजे आणि नौकांना चालविण्यापासून आणीबाणीच्या परिस्थितीत बॅकअप पॉवर प्रदान करण्यापर्यंत विविध कारणांसाठी वापरल्या जाऊ शकतात.

उच्च ऊर्जा घनता, विश्वासार्हता आणि सुरक्षिततेमुळे सर्वात सामान्य प्रकारची समुद्री ऊर्जा साठवण प्रणाली ही लिथियम-आयन बॅटरी आहे. लिथियम-आयन बॅटरी वेगवेगळ्या समुद्री अनुप्रयोगांच्या विशिष्ट उर्जा आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी देखील तयार केल्या जाऊ शकतात.

सागरी ऊर्जा साठवण प्रणालीचा एक महत्त्वाचा फायदा म्हणजे डिझेल जनरेटर बदलण्याची त्यांची क्षमता. लिथियम-आयन बॅटरीचा वापर करून, या प्रणाली विविध अनुप्रयोगांसाठी एक विश्वासार्ह आणि टिकाऊ उर्जा स्त्रोत देऊ शकतात. यात जहाज किंवा जहाजावरील सहाय्यक शक्ती, प्रकाशयोजना आणि इतर विद्युत गरजा यांचा समावेश होतो. या ऍप्लिकेशन्स व्यतिरिक्त, सागरी ऊर्जा स्टोरेज सिस्टमचा वापर इलेक्ट्रिक प्रोपल्शन सिस्टीमला उर्जा देण्यासाठी देखील केला जाऊ शकतो, ज्यामुळे ते पारंपारिक डिझेल इंजिनला एक व्यवहार्य पर्याय बनतात. ते विशेषतः तुलनेने मर्यादित क्षेत्रात कार्यरत असलेल्या लहान जहाजांसाठी उपयुक्त आहेत.

एकंदरीत, सागरी उद्योगातील अधिक शाश्वत आणि पर्यावरणपूरक भविष्याकडे जाण्यासाठी सागरी ऊर्जा साठवण प्रणाली हा प्रमुख घटक आहे.

लिथियम बॅटरीचे फायदे

डिझेल जनरेटरच्या तुलनेत स्टोरेज लिथियम बॅटरी वापरण्याचा सर्वात स्पष्ट फायदा म्हणजे विषारी आणि हरितगृह वायू उत्सर्जनाचा अभाव. जर सौर पॅनेल किंवा पवन टर्बाइन सारख्या स्वच्छ स्त्रोतांचा वापर करून बॅटरी चार्ज केल्या गेल्या, तर ती 100% स्वच्छ ऊर्जा बनवू शकते. कमी घटकांसह देखभालीच्या बाबतीत ते कमी खर्चिक देखील आहेत. ते खूपच कमी आवाज निर्माण करतात, ज्यामुळे ते निवासी किंवा लोकवस्तीच्या क्षेत्राजवळ डॉकिंग परिस्थितीसाठी आदर्श बनतात.

स्टोरेज लिथियम बॅटरी या एकमेव प्रकारच्या बॅटरी नाहीत ज्या वापरल्या जाऊ शकतात. खरं तर, सागरी बॅटरी सिस्टम प्राथमिक बॅटरीज (ज्या रिचार्ज केल्या जाऊ शकत नाहीत) आणि दुय्यम बॅटरी (ज्या सतत रिचार्ज केल्या जाऊ शकतात) मध्ये विभागल्या जाऊ शकतात. नंतरचे दीर्घकालीन वापरामध्ये अधिक आर्थिकदृष्ट्या फायदेशीर आहे, जरी क्षमता ऱ्हास लक्षात घेता. लीड-ऍसिड बॅटरीज सुरुवातीला वापरल्या जात होत्या, आणि स्टोरेज लिथियम बॅटरी नवीन उदयोन्मुख बॅटरी मानल्या जातात. तथापि, संशोधनात असे दिसून आले आहे की ते उच्च ऊर्जा घनता आणि दीर्घ आयुष्य प्रदान करतात, याचा अर्थ ते दीर्घ-श्रेणीच्या अनुप्रयोगांसाठी आणि उच्च भार आणि उच्च-गती मागणीसाठी अधिक योग्य आहेत.

या फायद्यांकडे दुर्लक्ष करून, संशोधकांनी आत्मसंतुष्टतेची कोणतीही चिन्हे दर्शविली नाहीत. वर्षानुवर्षे, असंख्य डिझाईन्स आणि अभ्यासांनी त्यांचे सागरी अनुप्रयोग सुधारण्यासाठी स्टोरेज लिथियम बॅटरीचे कार्यप्रदर्शन सुधारण्यावर लक्ष केंद्रित केले आहे. यामध्ये आग आणि थर्मल पळून जाण्यापासून बचाव करण्यासाठी इलेक्ट्रोड्ससाठी नवीन रासायनिक मिश्रणे आणि सुधारित इलेक्ट्रोलाइट्स समाविष्ट आहेत.

लिथियम बॅटरीची निवड

मरीन स्टोरेज लिथियम बॅटरी सिस्टमसाठी स्टोरेज लिथियम बॅटरी निवडताना अनेक वैशिष्ट्ये विचारात घेणे आवश्यक आहे. सागरी ऊर्जा संचयनासाठी बॅटरी निवडताना क्षमता ही एक महत्त्वाची बाब आहे. ते किती ऊर्जा साठवू शकते आणि त्यानंतर, रिचार्ज करण्यापूर्वी किती काम करू शकते हे निर्धारित करते. हे प्रोपल्शन ऍप्लिकेशन्समधील एक मूलभूत डिझाइन पॅरामीटर आहे जिथे क्षमता मायलेज किंवा बोट प्रवास करू शकणारे अंतर ठरवते. सागरी संदर्भात, जिथे जागा अनेकदा मर्यादित असते, उच्च उर्जेची घनता असलेली बॅटरी शोधणे महत्त्वाचे असते. उच्च ऊर्जा घनतेच्या बॅटरी अधिक कॉम्पॅक्ट आणि हलक्या असतात, ज्या बोटींवर विशेषत: महत्त्वाच्या असतात जेथे जागा आणि वजन प्रीमियम असते.

सागरी ऊर्जा साठवण प्रणालीसाठी स्टोरेज लिथियम बॅटरी निवडताना व्होल्टेज आणि वर्तमान रेटिंग ही महत्त्वाची वैशिष्ट्ये आहेत. ही वैशिष्ट्ये बॅटरी किती लवकर चार्ज आणि डिस्चार्ज करू शकतात हे निर्धारित करतात, जे ऍप्लिकेशन्ससाठी महत्वाचे आहे जेथे वीज मागणी वेगाने बदलू शकते.

विशेषत: सागरी वापरासाठी डिझाइन केलेली बॅटरी निवडणे महत्त्वाचे आहे. खारे पाणी, आर्द्रता आणि अति तापमानाच्या संपर्कात असलेले सागरी वातावरण कठोर असते. स्टोरेज लिथियम बॅटरी ज्या सागरी वापरासाठी डिझाइन केल्या आहेत त्यामध्ये सामान्यत: वॉटरप्रूफिंग आणि गंज प्रतिरोध, तसेच आव्हानात्मक परिस्थितीत विश्वासार्ह कामगिरी सुनिश्चित करण्यासाठी कंपन प्रतिरोध आणि शॉक प्रतिरोध यांसारखी इतर वैशिष्ट्ये असतील.

अग्निसुरक्षा देखील महत्त्वाची आहे. सागरी ऍप्लिकेशन्समध्ये, बॅटरी स्टोरेजसाठी मर्यादित जागा असते आणि आग पसरल्यास विषारी धूर निघू शकतो आणि महाग नुकसान होऊ शकते. प्रसार मर्यादित करण्यासाठी स्थापना उपाय केले जाऊ शकतात. रॉयपॉ, एक चीनी लिथियम-आयन बॅटरी उत्पादन कंपनी, हे एक उदाहरण आहे जेथे बॅटरी पॅक फ्रेममध्ये अंगभूत सूक्ष्म विझविणारी यंत्रे ठेवली जातात. ही विझवणारी यंत्रे विद्युत सिग्नलद्वारे किंवा थर्मल लाइन बर्न करून सक्रिय केली जातात. हे एरोसोल जनरेटर सक्रिय करेल जे रेडॉक्स अभिक्रियाद्वारे कूलंटचे रासायनिक विघटन करते आणि आग पसरण्यापूर्वी ती लवकर विझवण्यासाठी पसरवते. ही पद्धत जलद हस्तक्षेपांसाठी आदर्श आहे, सागरी स्टोरेज लिथियम बॅटरीसारख्या घट्ट जागेसाठी उपयुक्त आहे.

सुरक्षा आणि आवश्यकता

समुद्री अनुप्रयोगांसाठी स्टोरेज लिथियम बॅटरीचा वापर वाढत आहे, परंतु योग्य डिझाइन आणि स्थापना सुनिश्चित करण्यासाठी सुरक्षिततेला सर्वोच्च प्राधान्य दिले पाहिजे. लिथियम बॅटरी योग्यरित्या हाताळल्या गेल्या नाहीत तर थर्मल रनअवे आणि आगीच्या धोक्यांसाठी असुरक्षित असतात, विशेषतः खार्या पाण्याच्या प्रदर्शनासह आणि उच्च आर्द्रता असलेल्या कठोर सागरी वातावरणात. या समस्यांचे निराकरण करण्यासाठी, ISO मानके आणि नियम स्थापित केले गेले आहेत. यापैकी एक मानक ISO/TS 23625 आहे, जे समुद्री अनुप्रयोगांमध्ये लिथियम बॅटरी निवडण्यासाठी आणि स्थापित करण्यासाठी मार्गदर्शक तत्त्वे प्रदान करते. हे मानक बॅटरीची टिकाऊपणा आणि सुरक्षित ऑपरेशन सुनिश्चित करण्यासाठी बॅटरी डिझाइन, स्थापना, देखभाल आणि देखरेख आवश्यकता निर्दिष्ट करते. याव्यतिरिक्त, ISO 19848-1 समुद्री अनुप्रयोगांमध्ये स्टोरेज लिथियम बॅटरीसह बॅटरीची चाचणी आणि कार्यप्रदर्शन यावर मार्गदर्शन प्रदान करते.

आयएसओ 26262 सागरी जहाजे तसेच इतर वाहनांमधील विद्युत आणि इलेक्ट्रॉनिक प्रणालींच्या कार्यात्मक सुरक्षिततेमध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते. हे मानक आदेश देते की बॅटरी व्यवस्थापन प्रणाली (BMS) इतर सुरक्षितता आवश्यकतांसह, बॅटरीची उर्जा कमी असताना ऑपरेटरला व्हिज्युअल किंवा श्रवणीय चेतावणी प्रदान करण्यासाठी डिझाइन केलेली असणे आवश्यक आहे. ISO मानकांचे पालन करणे ऐच्छिक असले तरी, या मार्गदर्शक तत्त्वांचे पालन केल्याने बॅटरी सिस्टीमची सुरक्षा, कार्यक्षमता आणि दीर्घायुष्य वाढते.

सारांश

स्टोरेज लिथियम बॅटरी जलद गतीने त्यांच्या उच्च उर्जा घनतेमुळे आणि मागणीच्या परिस्थितीत वाढलेल्या आयुर्मानामुळे सागरी अनुप्रयोगांसाठी एक पसंतीचे ऊर्जा साठवण उपाय म्हणून उदयास येत आहेत. या बॅटरी अष्टपैलू आहेत आणि विद्युत नौकांना पॉवरिंग करण्यापासून ते नेव्हिगेशन सिस्टमसाठी बॅकअप पॉवर प्रदान करण्यापर्यंत विविध सागरी अनुप्रयोगांसाठी वापरल्या जाऊ शकतात. शिवाय, नवीन बॅटरी सिस्टमच्या सतत विकासामुळे संभाव्य अनुप्रयोगांच्या श्रेणीचा विस्तार होत आहे ज्यामुळे खोल समुद्रातील शोध आणि इतर आव्हानात्मक वातावरण. सागरी उद्योगात स्टोरेज लिथियम बॅटरीचा अवलंब केल्याने हरितगृह वायू उत्सर्जन कमी होईल आणि लॉजिस्टिक आणि वाहतुकीत क्रांती होईल.