ජාලයෙන් විදුලිය ගබඩා කරන්නේ කෙසේද?

පසුගිය වසර 50 පුරාවට, 2021 වර්ෂයේදී ටෙරාවොට් පැය 25,300ක් පමණ ඇස්තමේන්තුගත භාවිතයක් සමඟින් ගෝලීය විදුලි පරිභෝජනයෙහි අඛණ්ඩ වැඩිවීමක් සිදු වී ඇත. කර්මාන්තය 4.0 වෙත සංක්‍රමණය වීමත් සමඟ ලොව පුරා බලශක්ති ඉල්ලුමේ වැඩි වීමක් දක්නට ලැබේ. කාර්මික සහ අනෙකුත් ආර්ථික අංශවල බලශක්ති අවශ්‍යතා ඇතුළුව මෙම සංඛ්‍යා සෑම වසරකම වැඩි වෙමින් පවතී. මෙම කාර්මික මාරුව සහ අධි බල පරිභෝජනය හරිතාගාර වායු අධික ලෙස විමෝචනය වීම හේතුවෙන් වඩාත් ප්‍රත්‍යක්ෂ දේශගුණික විපර්යාස බලපෑම් සමඟ සම්බන්ධ වේ. දැනට, බොහෝ බලාගාර සහ පහසුකම් එවැනි ඉල්ලීම් සපුරාලීම සඳහා පොසිල ඉන්ධන ප්‍රභවයන් (තෙල් සහ ගෑස්) මත දැඩි ලෙස රඳා පවතී. මෙම දේශගුණික ගැටළු සාම්ප්රදායික ක්රම භාවිතා කරමින් අතිරේක බලශක්ති උත්පාදනය තහනම් කරයි. මේ අනුව, පුනර්ජනනීය ප්‍රභවයන්ගෙන් අඛණ්ඩ සහ විශ්වාසනීය බලශක්ති සැපයුමක් සහතික කිරීම සඳහා කාර්යක්ෂම හා විශ්වාසනීය බලශක්ති ගබඩා පද්ධති සංවර්ධනය කිරීම වඩ වඩාත් වැදගත් වී ඇත.

බලශක්ති අංශය ප්‍රතිචාර දක්වා ඇත්තේ පුනර්ජනනීය බලශක්තිය හෝ “හරිත” විසඳුම් වෙත මාරු වීමෙනි. වැඩිදියුණු කළ නිෂ්පාදන ශිල්පීය ක්‍රම මගින් සංක්‍රාන්තිය උපකාර වී ඇති අතර, උදාහරණයක් ලෙස සුළං ටර්බයින තල වඩාත් කාර්යක්ෂමව නිෂ්පාදනය කිරීමට මග පාදයි. එසේම, පර්යේෂකයන්ට ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා සෛලවල කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කිරීමට හැකි වී ඇති අතර, එක් භාවිත ප්‍රදේශයකට වඩා හොඳ බලශක්ති උත්පාදනයකට මග පාදයි. 2021 දී, සූර්ය ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා (PV) ප්‍රභවයන්ගෙන් විදුලි උත්පාදනය සැලකිය යුතු ලෙස ඉහළ ගොස්, වාර්තාගත 179 TWh වෙත ළඟා වූ අතර 2020 ට සාපේක්ෂව 22% ක වර්ධනයක් නියෝජනය කරයි. Solar PV තාක්ෂණය දැන් ගෝලීය විදුලි ජනනයෙන් 3.6% ක් වන අතර එය දැනට තුන්වන විශාලතම පුනර්ජනනීය වේ. ජල විදුලිය සහ සුළඟින් පසු බලශක්ති ප්රභවය.

කෙසේ වෙතත්, මෙම ප්‍රගමනයන් ප්‍රධාන වශයෙන් ලබා ගත හැකි පුනර්ජනනීය බලශක්ති පද්ධතිවල සහජ දුර්වලතා විසඳන්නේ නැත. මෙම ක්‍රම බොහොමයක් ගල් අඟුරු සහ තෙල් බලාගාර ලෙස ඉල්ලුම මත බලශක්තිය නිපදවන්නේ නැත. උදාහරණයක් ලෙස සූර්ය බලශක්ති නිමැවුම් හිරු ප්‍රකිරණ කෝණ සහ PV පැනල් ස්ථානගත කිරීම මත පදනම්ව වෙනස්කම් සහිතව දවස පුරා පවතී. ශීත ඍතුවේ දී සහ ඉතා වළාකුළු පිරි දිනවලදී එහි නිෂ්පාදනය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු වන අතර රාත්‍රියේ කිසිදු ශක්තියක් නිපදවිය නොහැක. සුළඟේ වේගය අනුව සුළං බලය උච්චාවචනයන්ගෙන් ද පීඩා විඳිති. එබැවින්, අඩු නිමැවුම් කාල සීමාවන් තුළ බලශක්ති සැපයුම පවත්වා ගැනීම සඳහා මෙම විසඳුම් බලශක්ති ගබඩා පද්ධති සමඟ සම්බන්ධ කළ යුතුය.

බලශක්ති ගබඩා පද්ධති මොනවාද?

බලශක්ති ගබඩා පද්ධති පසුකාලීනව භාවිතා කිරීම සඳහා ශක්තිය ගබඩා කළ හැක. සමහර අවස්ථාවලදී, ගබඩා කරන ලද ශක්තිය සහ සපයන ලද ශක්තිය අතර බලශක්ති පරිවර්තන ආකාරයක් ඇත. වඩාත්ම පොදු උදාහරණය වන්නේ ලිතියම්-අයන බැටරි හෝ ඊයම්-අම්ල බැටරි වැනි විද්‍යුත් බැටරි ය. ඒවා ඉලෙක්ට්‍රෝඩ සහ ඉලෙක්ට්‍රෝලය අතර රසායනික ප්‍රතික්‍රියා මගින් විද්‍යුත් ශක්තිය සපයයි.

බැටරි, හෝ BESS (බැටරි බලශක්ති ගබඩා පද්ධතිය), දෛනික ජීවිතයේ යෙදුම්වල භාවිතා කරන වඩාත් පොදු බලශක්ති ගබඩා කිරීමේ ක්රමය නියෝජනය කරයි. වේල්ලක ගබඩා කර ඇති ජලයේ විභව ශක්තිය විද්‍යුත් ශක්තිය බවට පරිවර්තනය කරන ජල විදුලි බලාගාර වැනි වෙනත් ගබඩා පද්ධතියක් පවතී. පහතට වැටෙන ජලය විදුලි ශක්තිය නිපදවන ටර්බයිනයක පියාසර රෝදය හරවයි. තවත් උදාහරණයක් වන්නේ සම්පීඩිත වායුවකි, වායුව මුදා හැරීමෙන් පසු ටර්බයින නිපදවන බලයේ රෝදය හරවයි.

අනෙකුත් ගබඩා ක්‍රමවලින් බැටරි වෙන් කරන්නේ ඒවායේ ක්‍රියාකාරීත්වයේ විභව ක්ෂේත්‍ර වේ. කුඩා උපාංග සහ මෝටර් රථ බල සැපයුමේ සිට ගෘහස්ත යෙදුම් සහ විශාල සූර්ය ගොවිපළ දක්වා, ඕනෑම ජාලයෙන් පිටත ගබඩා කිරීමේ යෙදුමකට බැටරි බාධාවකින් තොරව ඒකාබද්ධ කළ හැකිය. අනෙක් අතට, ජල විදුලිය සහ සම්පීඩිත වායු ක්රම ගබඩා කිරීම සඳහා ඉතා විශාල හා සංකීර්ණ යටිතල පහසුකම් අවශ්ය වේ. මෙය සාධාරණීකරණය කිරීම සඳහා ඉතා විශාල යෙදුම් අවශ්ය වන ඉතා ඉහළ පිරිවැයක් ඇති කරයි.

ජාලගත නොවන ගබඩා පද්ධති සඳහා අවස්ථා භාවිතා කරන්න.

කලින් සඳහන් කළ පරිදි, ජාලයෙන් බැහැර ගබඩා පද්ධති භාවිතයට පහසුකම් සැලසීමට සහ සූර්ය බලශක්තිය සහ සුළං බලය වැනි පුනර්ජනනීය බලශක්ති ක්‍රම මත යැපීම පහසු කරයි. එසේ වුවද, එවැනි පද්ධති වලින් විශාල වශයෙන් ප්‍රයෝජන ගත හැකි වෙනත් යෙදුම් තිබේ

නගර විදුලිබල ජාලයන් එක් එක් නගරවල සැපයුම සහ ඉල්ලුම මත පදනම්ව නිවැරදි විදුලිය සැපයීම අරමුණු කරයි. අවශ්ය බලය දවස පුරා උච්චාවචනය විය හැක. උච්චාවචනයන් අඩු කිරීමට සහ ඉහළ ඉල්ලුමක් ඇති අවස්ථාවන්හිදී වැඩි ස්ථායීතාවයක් ලබා දීමට ජාලගත නොවන ගබඩා පද්ධති භාවිතා කර ඇත. වෙනත් දෘෂ්ටිකෝණයකින්, ප්‍රධාන විදුලිබල ජාලයේ හෝ නියමිත නඩත්තු කාල සීමාවන් තුළ සිදුවන කිසියම් අනපේක්ෂිත තාක්ෂණික දෝෂයක් සඳහා වන්දි ගෙවීමට ජාලයෙන් පිටත ගබඩා පද්ධති ඉතා ප්‍රයෝජනවත් විය හැක. විකල්ප බලශක්ති ප්‍රභවයන් සෙවීමෙන් තොරව බලශක්ති අවශ්‍යතා සපුරාලීමට ඔවුන්ට හැකිය. කෙනෙකුට උදාහරණයක් ලෙස 2023 පෙබරවාරි මස මුලදී ඇති වූ ටෙක්සාස් අයිස් කුණාටුවෙන් 262 000 ක් පමණ විදුලිය විසන්ධි වූ අතර දුෂ්කර කාලගුණික තත්ත්වයන් හේතුවෙන් අලුත්වැඩියා කටයුතු ප්‍රමාද විය.

විදුලි වාහන තවත් යෙදුමකි. පර්යේෂකයන් බැටරිවල ආයු කාලය සහ බල ඝනත්වය පුළුල් කිරීම සඳහා බැටරි නිෂ්පාදනය සහ ආරෝපණ/විසර්ජන උපාය මාර්ග ප්‍රශස්ත කිරීමට විශාල උත්සාහයක් ගෙන ඇත. ලිතියම්-අයන බැටරි මෙම කුඩා විප්ලවයේ පෙරමුණ ගෙන ඇති අතර නව විදුලි මෝටර් රථවල පමණක් නොව විදුලි බස්වලද බහුලව භාවිතා කර ඇත. මෙම නඩුවේ වඩා හොඳ බැටරි විශාල සැතපුම් ගණනකට මඟ පෑදිය හැකි නමුත් නිවැරදි තාක්ෂණයන් සමඟ ආරෝපණ කාලය අඩු කරයි.

UAVs සහ ජංගම රොබෝවරු වැනි අනෙකුත් තාක්ෂණික දියුණුව බැටරි සංවර්ධනයෙන් බොහෝ සෙයින් ප්‍රයෝජන ගෙන ඇත. එහිදී චලන උපක්‍රම සහ පාලන ක්‍රමෝපායන් විශාල වශයෙන් රඳා පවතින්නේ බැටරි ධාරිතාව සහ සපයන බලය මතය.

BESS යනු කුමක්ද?

BESS හෝ බැටරි බලශක්ති ගබඩා පද්ධතිය යනු බලශක්ති ගබඩා කිරීම සඳහා භාවිතා කළ හැකි බලශක්ති ගබඩා පද්ධතියකි. මෙම ශක්තිය ප්‍රධාන ජාලයෙන් හෝ සුළං බලශක්තිය සහ සූර්ය බලශක්තිය වැනි පුනර්ජනනීය බලශක්ති ප්‍රභවයන්ගෙන් පැමිණිය හැක. එය විවිධ වින්‍යාස (ශ්‍රේණි/සමාන්තර) සහ අවශ්‍යතා මත පදනම්ව සකස් කර ඇති බහු බැටරි වලින් සමන්විත වේ. ඒවා භාවිතය සඳහා DC බලය AC බලයට පරිවර්තනය කිරීමට භාවිතා කරන ඉන්වර්ටරයකට සම්බන්ධ කර ඇත. ඒබැටරි කළමනාකරණ පද්ධතිය (BMS)බැටරි තත්ත්‍වයන් සහ ආරෝපණ/විසර්ජන ක්‍රියාකාරිත්වය නිරීක්ෂණය කිරීමට භාවිතා කරයි.

අනෙකුත් බලශක්ති ගබඩා පද්ධති හා සසඳන විට, ඒවා ස්ථානගත කිරීමට/සම්බන්ධ කිරීමට විශේෂයෙන් නම්‍යශීලී වන අතර ඉතා මිල අධික යටිතල පහසුකම් අවශ්‍ය නොවේ, නමුත් ඒවා තවමත් සැලකිය යුතු පිරිවැයක් දරන අතර භාවිතය මත පදනම්ව වඩාත් විධිමත් නඩත්තුවක් අවශ්‍ය වේ.

BESS ප්‍රමාණය සහ භාවිත පුරුදු

බැටරි බලශක්ති ගබඩා පද්ධතියක් ස්ථාපනය කිරීමේදී විසඳිය යුතු තීරණාත්මක කරුණක් වන්නේ ප්‍රමාණයයි. කොපමණ බැටරි අවශ්යද? කුමන වින්යාසය තුළද? සමහර අවස්ථාවලදී, බැටරි වර්ගය පිරිවැය ඉතිරිකිරීම් සහ කාර්යක්ෂමතාව අනුව දිගු කාලීනව තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කළ හැකිය.

කුඩා කුටුම්භවල සිට විශාල කර්මාන්ත ශාලා දක්වා යෙදිය හැකි බැවින් මෙය එක් එක් සිද්ධිය අනුව සිදු කෙරේ.

කුඩා කුටුම්භ සඳහා වඩාත් පොදු පුනර්ජනනීය බලශක්ති ප්‍රභවය, විශේෂයෙන් නාගරික ප්‍රදේශවල, ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා පැනල භාවිතා කරන සූර්යය වේ. ඉංජිනේරුවරයා සාමාන්‍යයෙන් ගෘහයේ සාමාන්‍ය බලශක්ති පරිභෝජනය සලකා බලා නිශ්චිත ස්ථානය සඳහා වසර පුරා සූර්ය විකිරණය තක්සේරු කරයි. බැටරි සංඛ්‍යාව සහ ඒවායේ ජාලක වින්‍යාසය තෝරා ගනු ලබන්නේ වසරේ අඩුම සූර්ය බල සැපයුමේදී ගෘහස්ථ ඉල්ලීම්වලට ගැලපෙන පරිදි බැටරි සම්පූර්ණයෙන්ම බැස නොයන ලෙසයි. මෙය ප්‍රධාන ජාලයෙන් සම්පූර්ණ බලශක්ති ස්වාධීනත්වය සඳහා විසඳුමක් උපකල්පනය කරයි.

සාපේක්ෂව මධ්‍යස්ථ ආරෝපණ තත්වයක් තබා ගැනීම හෝ බැටරි සම්පූර්ණයෙන්ම විසර්ජනය නොකිරීම මුලදී ප්‍රතිවිරෝධී විය හැකි දෙයකි. ඇත්ත වශයෙන්ම, අපට එහි සම්පූර්ණ විභවය උකහා ගත නොහැකි නම් ගබඩා පද්ධතියක් භාවිතා කරන්නේ ඇයි? න්‍යායාත්මකව එය කළ හැකි නමුත් ආයෝජනයේ ප්‍රතිලාභය උපරිම කරන උපාය මාර්ගය එය නොවිය හැකිය.

BESS හි ඇති ප්‍රධාන අවාසියක් වන්නේ බැටරි වල සාපේක්ෂ ඉහළ මිලයි. එබැවින්, භාවිත පුරුද්දක් හෝ බැටරි ආයු කාලය උපරිම කරන ආරෝපණ/විසර්ජන උපාය මාර්ගයක් තෝරා ගැනීම අත්‍යවශ්‍ය වේ. උදාහරණයක් ලෙස, ඊයම් අම්ල බැටරි ආපසු හැරවිය නොහැකි හානියකින් තොරව ධාරිතාව 50% ට වඩා අඩු විය නොහැක. ලිතියම්-අයන බැටරිවල වැඩි ශක්ති ඝනත්වයක්, දිගු චක්‍ර ආයු කාලයක් ඇත. ඒවා විශාල පරාසයන් භාවිතයෙන් ද මුදා හැරිය හැක, නමුත් මෙය මිල වැඩි කිරීමේ පිරිවැයකින් පැමිණේ. විවිධ රසායන විද්‍යාවන් අතර මිලෙහි ඉහළ විචල්‍යතාවයක් ඇත, ඊයම් අම්ල බැටරි එකම ප්‍රමාණයේ ලිතියම්-අයන බැටරියකට වඩා ඩොලර් සිය දහස් ගණනක් මිල අඩු විය හැක. තුන්වන ලෝකයේ රටවල සහ දුප්පත් ප්‍රජාවන්හි සූර්ය යෙදුම් සඳහා ඊයම් අම්ල බැටරි වැඩිපුරම භාවිතා වන්නේ එබැවිනි.

එහි ආයු කාලය තුළදී බැටරි ක්‍රියාකාරීත්වය පිරිහීම නිසා දැඩි ලෙස බලපානු ලබයි, එය හදිසියේ අසාර්ථක වීමෙන් අවසන් වන ස්ථාවර කාර්ය සාධනයක් නොමැත. ඒ වෙනුවට, ධාරිතාව සහ සපයා ඇති දේ ක්රමානුකූලව මැකී යා හැක. ප්‍රායෝගිකව, එහි ධාරිතාව එහි මුල් ධාරිතාවෙන් 80%ක් වන විට බැටරි ආයු කාලය අවසන් වී ඇති බව සලකනු ලැබේ. වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, එය 20% ක ධාරිතාවක් මැකී යන විට. ප්රායෝගිකව, මෙයින් අදහස් කරන්නේ අඩු ශක්තියක් ලබා දිය හැකි බවයි. මෙය සම්පූර්ණයෙන්ම ස්වාධීන පද්ධති සඳහා භාවිත කාල සීමාවන්ට සහ EV එකකින් ආවරණය කළ හැකි සැතපුම් ප්‍රමාණයට බලපෑ හැකිය.

සලකා බැලිය යුතු තවත් කරුණක් වන්නේ ආරක්ෂාවයි. නිෂ්පාදනයේ සහ තාක්ෂණයේ දියුණුවත් සමඟ මෑත කාලීන බැටරි සාමාන්යයෙන් රසායනිකව වඩා ස්ථායී විය. කෙසේ වෙතත්, පිරිහීම සහ අපයෝජන ඉතිහාසය හේතුවෙන්, සෛල තාප ගලායාමට යා හැකි අතර එය ව්‍යසනකාරී ප්‍රතිඵලවලට තුඩු දිය හැකි අතර සමහර අවස්ථාවල පාරිභෝගිකයින්ගේ ජීවිතය අනතුරේ හෙළයි.

බැටරි භාවිතය පාලනය කිරීම සඳහා සමාගම් විසින් වඩා හොඳ බැටරි නිරීක්ෂණ මෘදුකාංගයක් (BMS) නිපදවා ඇති නමුත් කාලෝචිත නඩත්තු කිරීම සහ උග්‍ර ප්‍රතිවිපාක වළක්වා ගැනීම සඳහා සෞඛ්‍ය තත්ත්වය නිරීක්ෂණය කිරීම ද මේ නිසා ය.

නිගමනය

ජාල-ශක්ති ගබඩා පද්ධති අතරින් ප්‍රධාන ජාලයෙන් බලශක්ති ස්වාධීනත්වය ලබා ගැනීමට හොඳ අවස්ථාවක් සපයන අතර, අක්‍රිය කාලවලදී සහ උපරිම බර පැටවීමේ කාලවලදී උපස්ථ බල ප්‍රභවයක් ද සපයයි. එහිදී සංවර්ධනය හරිත බලශක්ති ප්‍රභවයන් වෙත මාරු වීමට පහසුකම් සපයන අතර, පරිභෝජනයේ නිරන්තර වර්ධනය සමඟ බලශක්ති අවශ්‍යතා සපුරාලන අතරම දේශගුණික විපර්යාස කෙරෙහි බලශක්ති උත්පාදනයේ බලපෑම සීමා කරයි.

බැටරි බලශක්ති ගබඩා පද්ධති වඩාත් බහුලව භාවිතා වන අතර විවිධ එදිනෙදා යෙදුම් සඳහා වින්‍යාස කිරීමට පහසුම වේ. ඔවුන්ගේ ඉහළ නම්‍යශීලීභාවය සාපේක්ෂ වශයෙන් ඉහළ පිරිවැයක් මගින් ප්‍රතිරෝධී වන අතර, හැකිතාක් දුරට අදාළ ආයු කාලය දීර්ඝ කිරීම සඳහා අධීක්ෂණ උපාය මාර්ග සංවර්ධනය කිරීමට මග පාදයි. වර්තමානයේ, විවිධ තත්වයන් යටතේ බැටරි පිරිහීම විමර්ශනය කිරීමට සහ අවබෝධ කර ගැනීමට කර්මාන්තය සහ ශාස්ත්රාලිකයින් විශාල උත්සාහයක් දරයි.