கடந்த 50 ஆண்டுகளில், உலகளாவிய மின்சார நுகர்வு தொடர்ந்து அதிகரிப்பு ஏற்பட்டுள்ளது, 2021 ஆம் ஆண்டில் சுமார் 25,300 டெராவாட்-மணிநேர பயன்பாடு என மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது. தொழில் 4.0 ஐ நோக்கி மாற்றப்படுவதால், உலகம் முழுவதும் ஆற்றல் தேவைகள் அதிகரிக்கின்றன. தொழில்துறை மற்றும் பிற பொருளாதாரத் துறைகளின் மின் தேவைகள் உட்பட ஒவ்வொரு ஆண்டும் இந்த எண்ணிக்கை அதிகரித்து வருகிறது. இந்த தொழில்துறை மாற்றம் மற்றும் அதிக சக்தி நுகர்வு ஆகியவை கிரீன்ஹவுஸ் வாயுக்களின் அதிகப்படியான உமிழ்வு காரணமாக மிகவும் உறுதியான காலநிலை மாற்ற விளைவுகளுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. தற்போது, பெரும்பாலான மின் உற்பத்தி ஆலைகள் மற்றும் வசதிகள் அத்தகைய கோரிக்கைகளை பூர்த்தி செய்ய புதைபடிவ எரிபொருள் மூலங்களை (எண்ணெய் மற்றும் எரிவாயு) பெரிதும் நம்பியுள்ளன. இந்த காலநிலை கவலைகள் வழக்கமான முறைகளைப் பயன்படுத்தி கூடுதல் எரிசக்தி உற்பத்தியை தடை செய்கின்றன. எனவே, புதுப்பிக்கத்தக்க மூலங்களிலிருந்து தொடர்ச்சியான மற்றும் நம்பகமான ஆற்றல் விநியோகத்தை உறுதிப்படுத்த திறமையான மற்றும் நம்பகமான எரிசக்தி சேமிப்பு அமைப்புகளின் வளர்ச்சி பெருகிய முறையில் முக்கியமானது.
புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி அல்லது “பச்சை” தீர்வுகளை நோக்கி மாற்றுவதன் மூலம் எரிசக்தி துறை பதிலளித்துள்ளது. மேம்பட்ட உற்பத்தி நுட்பங்களால் இந்த மாற்றம் உதவியது, எடுத்துக்காட்டாக காற்றாலை விசையாழி கத்திகளை மிகவும் திறமையாக உற்பத்தி செய்ய வழிவகுக்கிறது. மேலும், ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒளிமின்னழுத்த உயிரணுக்களின் செயல்திறனை மேம்படுத்த முடிந்தது, இது ஒரு பயன்பாட்டு பகுதிக்கு சிறந்த ஆற்றல் உற்பத்திக்கு வழிவகுக்கிறது. 2021 ஆம் ஆண்டில், சூரிய ஒளிமின்னழுத்த (பி.வி) மூலங்களிலிருந்து மின்சார உற்பத்தி கணிசமாக அதிகரித்து, 179 டி.டபிள்யூ.எச் சாதனையை எட்டியது மற்றும் 2020 உடன் ஒப்பிடும்போது 22% வளர்ச்சியைக் குறிக்கிறது. சோலார் பி.வி தொழில்நுட்பம் இப்போது உலகளாவிய மின்சார உற்பத்தியில் 3.6% ஆகும், இது தற்போது மூன்றாவது பெரிய புதுப்பிக்கத்தக்கதாகும் நீர் மின் மற்றும் காற்றுக்குப் பிறகு ஆற்றல் மூல.
இருப்பினும், இந்த முன்னேற்றங்கள் புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி அமைப்புகளின் சில உள்ளார்ந்த குறைபாடுகளை தீர்க்காது, முக்கியமாக கிடைக்கிறது. இந்த முறைகளில் பெரும்பாலானவை நிலக்கரி மற்றும் எண்ணெய் மின் உற்பத்தி நிலையங்களாக தேவைக்கேற்ப ஆற்றலை உற்பத்தி செய்யாது. சூரிய ஆற்றல் வெளியீடுகள் எடுத்துக்காட்டாக, சூரிய கதிர்வீச்சு கோணங்கள் மற்றும் பி.வி பேனல் பொருத்துதலைப் பொறுத்து மாறுபாடுகளுடன் நாள் முழுவதும் கிடைக்கின்றன. குளிர்காலத்தில் மற்றும் மிகவும் மேகமூட்டமான நாட்களில் அதன் வெளியீடு கணிசமாகக் குறைக்கப்படுகையில், இரவில் எந்த ஆற்றலையும் உருவாக்க முடியாது. காற்றாலை வேகத்தைப் பொறுத்து ஏற்ற இறக்கங்களால் காற்றாலை சக்தி பாதிக்கப்படுகிறது. எனவே, குறைந்த வெளியீட்டு காலங்களில் ஆற்றல் விநியோகத்தைத் தக்கவைக்க இந்த தீர்வுகள் எரிசக்தி சேமிப்பு அமைப்புகளுடன் இணைக்கப்பட வேண்டும்.
ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகள் என்றால் என்ன?
எரிசக்தி சேமிப்பு அமைப்புகள் பின்னர் கட்டத்தில் பயன்படுத்த ஆற்றலை சேமிக்க முடியும். சில சந்தர்ப்பங்களில், சேமிக்கப்பட்ட ஆற்றலுக்கும் வழங்கப்பட்ட ஆற்றலுக்கும் இடையில் ஆற்றல் மாற்றத்தின் ஒரு வடிவம் இருக்கும். லித்தியம் அயன் பேட்டரிகள் அல்லது லீட்-அமில பேட்டரிகள் போன்ற மின்சார பேட்டரிகள் மிகவும் பொதுவான எடுத்துக்காட்டு. அவை மின்முனைகளுக்கும் எலக்ட்ரோலைட்டுக்கும் இடையிலான வேதியியல் எதிர்வினைகள் மூலம் மின்சார ஆற்றலை வழங்குகின்றன.
பேட்டரிகள், அல்லது பெஸ் (பேட்டரி ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்பு), அன்றாட வாழ்க்கை பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படும் மிகவும் பொதுவான ஆற்றல் சேமிப்பு முறையைக் குறிக்கின்றன. ஒரு அணையில் சேமிக்கப்படும் நீரின் ஆற்றலை மின்சார ஆற்றலாக மாற்றும் நீர் மின் தாவரங்கள் போன்ற பிற சேமிப்பு அமைப்பு உள்ளது. கீழே விழும் நீர் மின்சார ஆற்றலை உற்பத்தி செய்யும் விசையாழியின் ஃப்ளைவீலை மாற்றும். மற்றொரு எடுத்துக்காட்டு சுருக்கப்பட்ட வாயு, வெளியானதும் வாயு விசையாழி உற்பத்தி சக்தியின் சக்கரத்தை மாற்றும்.
மற்ற சேமிப்பக முறைகளிலிருந்து பேட்டரிகளைப் பிரிப்பது அவற்றின் செயல்பாட்டு பகுதிகள். சிறிய சாதனங்கள் மற்றும் ஆட்டோமொபைல் மின்சாரம் முதல் வீட்டு பயன்பாடுகள் மற்றும் பெரிய சூரிய பண்ணைகள் வரை, பேட்டரிகள் எந்தவொரு ஆஃப்-கிரிட் சேமிப்பக பயன்பாட்டிற்கும் தடையின்றி ஒருங்கிணைக்கப்படலாம். மறுபுறம், நீர் மின் மற்றும் சுருக்கப்பட்ட காற்று முறைகளுக்கு சேமிப்பிற்கு மிகப் பெரிய மற்றும் சிக்கலான உள்கட்டமைப்புகள் தேவைப்படுகின்றன. இது மிக அதிக செலவுகளுக்கு வழிவகுக்கிறது, இது நியாயப்படுத்தப்படுவதற்கு மிகப் பெரிய பயன்பாடுகள் தேவைப்படுகிறது.
ஆஃப்-கிரிட் சேமிப்பக அமைப்புகளுக்கு வழக்குகளைப் பயன்படுத்தவும்.
முன்னர் குறிப்பிட்டபடி, ஆஃப்-கிரிட் சேமிப்பக அமைப்புகள் சூரிய மற்றும் காற்றாலை போன்ற புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி முறைகளைப் பயன்படுத்துவதற்கும் நம்புவதற்கும் உதவும். ஆயினும்கூட, அத்தகைய அமைப்புகளிலிருந்து பெரிதும் பயனடையக்கூடிய பிற பயன்பாடுகள் உள்ளன
நகர மின் கட்டங்கள் ஒவ்வொரு நகரத்தின் வழங்கல் மற்றும் தேவையின் அடிப்படையில் சரியான அளவு சக்தியை வழங்குவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளன. தேவையான சக்தி நாள் முழுவதும் ஏற்ற இறக்கமாக இருக்கும். ஏற்ற இறக்கங்களைக் குறைப்பதற்கும் உச்ச தேவை நிகழ்வுகளில் அதிக ஸ்திரத்தன்மையை வழங்குவதற்கும் ஆஃப்-கிரிட் சேமிப்பு அமைப்புகள் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன. வேறுபட்ட கண்ணோட்டத்தில், ஆஃப்-கட்டம் சேமிப்பு அமைப்புகள் பிரதான மின் கட்டத்தில் அல்லது திட்டமிடப்பட்ட பராமரிப்பு காலங்களில் எதிர்பாராத எந்தவொரு தொழில்நுட்ப தவறுகளையும் ஈடுசெய்ய மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும். மாற்று எரிசக்தி ஆதாரங்களைத் தேடாமல் அவர்கள் மின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்யலாம். பிப்ரவரி 2023 ஆரம்பத்தில் டெக்சாஸ் பனி புயலை ஒருவர் மேற்கோள் காட்டலாம், அது சுமார் 262 000 பேரை மின்சாரம் இல்லாமல் விட்டுவிட்டது, அதே நேரத்தில் கடினமான வானிலை காரணமாக பழுதுபார்ப்பு தாமதமானது.
மின்சார வாகனங்கள் மற்றொரு பயன்பாடு. பேட்டரிகளின் ஆயுட்காலம் மற்றும் சக்தி அடர்த்தியை விரிவுபடுத்துவதற்காக பேட்டரி உற்பத்தி மற்றும் சார்ஜிங்/வெளியேற்றம் உத்திகளை மேம்படுத்த ஆராய்ச்சியாளர்கள் நிறைய முயற்சி செய்துள்ளனர். லித்தியம் அயன் பேட்டரிகள் இந்த சிறிய புரட்சியின் முன்னணியில் உள்ளன, மேலும் அவை புதிய மின்சார கார்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, ஆனால் மின்சார பேருந்துகளிலும் உள்ளன. இந்த விஷயத்தில் சிறந்த பேட்டரிகள் ஒரு பெரிய மைலேஜுக்கு வழிவகுக்கும், ஆனால் சரியான தொழில்நுட்பங்களுடன் சார்ஜிங் நேரங்களையும் குறைக்கும்.
பிற தொழில்நுட்ப முன்னேற்றம் யுஏவிஎஸ் மற்றும் மொபைல் ரோபோக்கள் பேட்டரி வளர்ச்சியால் பெரிதும் பயனடைந்துள்ளன. இயக்க உத்திகள் மற்றும் கட்டுப்பாட்டு உத்திகள் வழங்கப்பட்ட பேட்டரி திறன் மற்றும் சக்தியை பெரிதும் நம்பியுள்ளன.
பெஸ் என்றால் என்ன
பெஸ் அல்லது பேட்டரி ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்பு என்பது ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்பாகும், இது ஆற்றலைச் சேமிக்கப் பயன்படுகிறது. இந்த ஆற்றல் பிரதான கட்டத்திலிருந்து அல்லது காற்றாலை ஆற்றல் மற்றும் சூரிய ஆற்றல் போன்ற புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி மூலங்களிலிருந்து வரலாம். இது வெவ்வேறு உள்ளமைவுகளில் (தொடர்/இணையான) மற்றும் தேவைகளின் அடிப்படையில் அளவிலான பல பேட்டரிகளால் ஆனது. அவை ஒரு இன்வெர்ட்டருடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன, இது டி.சி சக்தியை பயன்பாட்டிற்கான ஏசி சக்தியாக மாற்ற பயன்படுகிறது. Aபேட்டரி மேலாண்மை அமைப்பு (பி.எம்.எஸ்)பேட்டரி நிலைமைகள் மற்றும் சார்ஜிங்/வெளியேற்றும் செயல்பாட்டை கண்காணிக்க பயன்படுகிறது.
மற்ற எரிசக்தி சேமிப்பு அமைப்புகளுடன் ஒப்பிடும்போது, அவை குறிப்பாக இடம்/இணைக்க நெகிழ்வானவை, மேலும் அதிக விலை கொண்ட உள்கட்டமைப்பு தேவையில்லை, ஆனால் அவை இன்னும் கணிசமான செலவில் வருகின்றன, மேலும் பயன்பாட்டின் அடிப்படையில் வழக்கமான பராமரிப்பு தேவைப்படுகிறது.
பெஸ் அளவு மற்றும் பயன்பாட்டு பழக்கம்
பேட்டரி ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்பை நிறுவும் போது சமாளிக்க ஒரு முக்கியமான புள்ளி அளவிடுகிறது. எத்தனை பேட்டரிகள் தேவை? என்ன உள்ளமைவில்? சில சந்தர்ப்பங்களில், பேட்டரி வகை செலவு சேமிப்பு மற்றும் செயல்திறனின் அடிப்படையில் நீண்ட காலத்திற்கு முக்கிய பங்கு வகிக்க முடியும்
பயன்பாடுகள் சிறிய வீடுகள் முதல் பெரிய தொழில்துறை ஆலைகள் வரை இருக்கலாம் என்பதால் இது ஒரு வழக்கு மூலம் வழக்கு அடிப்படையில் செய்யப்படுகிறது.
சிறிய வீடுகளுக்கான மிகவும் பொதுவான புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி ஆதாரம், குறிப்பாக நகர்ப்புறங்களில், ஒளிமின்னழுத்த பேனல்களைப் பயன்படுத்தி சூரியமானது. பொறியாளர் பொதுவாக வீட்டின் சராசரி மின் நுகர்வு கருத்தில் கொள்வார் மற்றும் குறிப்பிட்ட இருப்பிடத்திற்கான ஆண்டு முழுவதும் சூரிய ஒளிரும் தன்மையைக் குறிக்கிறார். பேட்டரிகளின் எண்ணிக்கை மற்றும் அவற்றின் கட்டம் உள்ளமைவு ஆண்டின் மிகக் குறைந்த சூரிய மின்சக்தியின் போது வீட்டுக் கோரிக்கைகளுடன் பொருந்தக்கூடியதாகத் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகிறது, அதே நேரத்தில் பேட்டரிகளை முழுமையாக வடிகட்டவில்லை. பிரதான கட்டத்திலிருந்து முழுமையான சக்தி சுயாதீனத்தைக் கொண்டிருப்பதற்கான தீர்வை இது கருதுகிறது.
ஒப்பீட்டளவில் மிதமான கட்டண நிலையை வைத்திருப்பது அல்லது பேட்டரிகளை முழுவதுமாக வெளியேற்றாதது முதலில் எதிர் உள்ளுணர்வாக இருக்கலாம். எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, ஒரு சேமிப்பக அமைப்பை முழு திறனைப் பிரித்தெடுக்க முடியாவிட்டால் ஏன் பயன்படுத்த வேண்டும்? கோட்பாட்டில் இது சாத்தியம், ஆனால் இது முதலீட்டின் வருமானத்தை அதிகரிக்கும் உத்தி அல்ல.
BESS இன் முக்கிய தீமைகளில் ஒன்று பேட்டரிகளின் ஒப்பீட்டளவில் அதிக செலவு ஆகும். எனவே, பேட்டரி ஆயுட்காலம் அதிகரிக்கும் ஒரு பயன்பாட்டு பழக்கத்தை அல்லது சார்ஜிங்/வெளியேற்றும் மூலோபாயத்தைத் தேர்ந்தெடுப்பது அவசியம். எடுத்துக்காட்டாக, ஈய அமில பேட்டரிகளை மீளமுடியாத சேதத்தால் பாதிக்கப்படாமல் 50% திறனுக்கும் குறைவாக வெளியேற்ற முடியாது. லித்தியம் அயன் பேட்டரிகள் அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி, நீண்ட சுழற்சி ஆயுள் கொண்டவை. பெரிய வரம்புகளைப் பயன்படுத்தி அவை வெளியேற்றப்படலாம், ஆனால் இது அதிகரித்த விலை செலவில் வருகிறது. வெவ்வேறு வேதியியல்களுக்கு இடையில் அதிக மாறுபாடு உள்ளது, ஈய அமில பேட்டரிகள் ஒரே அளவிலான லித்தியம் அயன் பேட்டரியை விட நூற்றுக்கணக்கான முதல் ஆயிரக்கணக்கான டாலர்கள் மலிவானதாக இருக்கும். இதனால்தான் 3 வது உலக நாடுகள் மற்றும் ஏழை சமூகங்களில் சூரிய பயன்பாடுகளில் ஈய அமில பேட்டரிகள் அதிகம் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
பேட்டரி செயல்திறன் அதன் ஆயுட்காலத்தில் சீரழிவால் பெரிதும் பாதிக்கப்படுகிறது, இது ஒரு நிலையான செயல்திறன் கொண்டிருக்கவில்லை, அது திடீர் தோல்வியுடன் முடிவடைகிறது. அதற்கு பதிலாக, திறன் மற்றும் வழங்கப்பட்ட திறன் படிப்படியாக மங்கக்கூடும். நடைமுறையில், ஒரு பேட்டரி ஆயுட்காலம் அதன் திறன் அதன் அசல் திறனில் 80% ஐ எட்டும்போது முடிந்துவிட்டதாக கருதப்படுகிறது. வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், அது அனுபவிக்கும் போது 20% திறன் மங்கிவிடும். நடைமுறையில், இதன் பொருள் குறைந்த அளவு ஆற்றலை வழங்க முடியும். இது முழு சுயாதீன அமைப்புகளுக்கான பயன்பாட்டு காலங்களையும், ஒரு ஈ.வி.யை மறைக்கக்கூடிய மைலேஜின் அளவையும் பாதிக்கும்.
கருத்தில் கொள்ள வேண்டிய மற்றொரு விஷயம் பாதுகாப்பு. உற்பத்தி மற்றும் தொழில்நுட்பத்தின் முன்னேற்றங்களுடன், சமீபத்திய பேட்டரிகள் பொதுவாக வேதியியல் ரீதியாக மிகவும் நிலையானவை. இருப்பினும் சீரழிவு மற்றும் துஷ்பிரயோக வரலாறு காரணமாக, செல்கள் வெப்ப ஓடுதலுக்குச் செல்லக்கூடும், இது பேரழிவு முடிவுகளுக்கு வழிவகுக்கும் மற்றும் சில சந்தர்ப்பங்களில் நுகர்வோரின் உயிரை ஆபத்தில் ஆழ்த்தும்.
இதனால்தான் நிறுவனங்கள் பேட்டரி பயன்பாட்டைக் கட்டுப்படுத்த சிறந்த பேட்டரி கண்காணிப்பு மென்பொருளை (பிஎம்எஸ்) உருவாக்கியுள்ளன, ஆனால் சரியான நேரத்தில் பராமரிப்பை வழங்குவதற்கும் மோசமான விளைவுகளைத் தவிர்ப்பதற்கும் சுகாதார நிலையை கண்காணிக்கின்றன.
முடிவு
கட்டம்-ஆற்றல் சேமிப்பக அமைப்புகள் பிரதான கட்டத்திலிருந்து மின் சுதந்திரத்தை அடைய ஒரு சிறந்த வாய்ப்பை வழங்குகின்றன, ஆனால் வேலைவாய்ப்பு நேரங்கள் மற்றும் உச்ச சுமை காலங்களில் காப்புப்பிரதி சக்தியை வழங்குகின்றன. அங்கு வளர்ச்சி பசுமையான எரிசக்தி ஆதாரங்களை நோக்கி மாறுவதற்கு உதவும், இதனால் காலநிலை மாற்றத்தில் ஆற்றல் உற்பத்தியின் தாக்கத்தை கட்டுப்படுத்துகிறது, அதே நேரத்தில் ஆற்றல் தேவைகளை நுகர்வு நிலையான வளர்ச்சியுடன் பூர்த்தி செய்கிறது.
பேட்டரி ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகள் மிகவும் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன மற்றும் வெவ்வேறு அன்றாட பயன்பாடுகளை உள்ளமைக்க எளிதானவை. அவற்றின் உயர் நெகிழ்வுத்தன்மை ஒப்பீட்டளவில் அதிக செலவால் எதிர்கொள்ளப்படுகிறது, இது அந்தந்த ஆயுட்காலம் முடிந்தவரை நீடிப்பதற்கான கண்காணிப்பு உத்திகளின் வளர்ச்சிக்கு வழிவகுக்கிறது. தற்போது, தொழில்துறையும் கல்வியாளர்களும் வெவ்வேறு நிலைமைகளின் கீழ் பேட்டரி சீரழிவை விசாரிக்கவும் புரிந்துகொள்ளவும் நிறைய முயற்சி செய்கிறார்கள்.
தொடர்புடைய கட்டுரை:
பிஎம்எஸ் அமைப்பு என்றால் என்ன?
தனிப்பயனாக்கப்பட்ட எரிசக்தி தீர்வுகள் - ஆற்றல் அணுகலுக்கான புரட்சிகர அணுகுமுறைகள்
புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலை அதிகப்படுத்துதல்: பேட்டரி சக்தி சேமிப்பகத்தின் பங்கு
கடல் ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகளுக்கான பேட்டரி தொழில்நுட்பத்தில் முன்னேற்றங்கள்
