আধুনিক শক্তি স্টোরেজ ডিভাইস, সবচেয়ে সাধারণ ধরনের শক্তি সঞ্চয়
এনার্জি স্টোরেজ ডিভাইস এমন সিস্টেম যা বিভিন্ন রূপে শক্তি সঞ্চয় করে, যেমন ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল, কাইনেটিক, পটেনশিয়াল, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক, রাসায়নিক এবং তাপ, যেমন জ্বালানী কোষ, ব্যাটারি, ক্যাপাসিটর, ফ্লাইহুইল, সংকুচিত বায়ু, হাইড্রোলিক অ্যাকিউমুলেটর, সুপার ম্যাগনেট, হাইড্রোজেন ইত্যাদি ব্যবহার করে। .
শক্তি সঞ্চয় যন্ত্রগুলি একটি গুরুত্বপূর্ণ সংস্থান এবং প্রায়শই নিরবচ্ছিন্ন শক্তি সরবরাহ করতে বা খুব স্বল্প-মেয়াদী অস্থিরতার সময় পাওয়ার সিস্টেমকে সমর্থন করতে ব্যবহৃত হয়। এগুলি স্বতন্ত্র পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি সিস্টেমগুলিতেও গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।
একটি নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনের জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি সঞ্চয় ডিভাইসের প্রধান মানদণ্ড হল:
- নির্দিষ্ট শক্তির পরিপ্রেক্ষিতে শক্তির পরিমাণ (Wh · kg -1) এবং শক্তির ঘনত্ব (Wh · kg -1 বা Wh · l -1);
- বৈদ্যুতিক শক্তি, যেমন প্রয়োজনীয় বৈদ্যুতিক লোড;
- আয়তন এবং ভর;
- নির্ভরযোগ্যতা
- স্থায়িত্ব;
- নিরাপত্তা;
- মূল্য
- পুনর্ব্যবহারযোগ্য;
- পরিবেশের উপর প্রভাব।
শক্তি সঞ্চয় ডিভাইস নির্বাচন করার সময়, নিম্নলিখিত বৈশিষ্ট্য বিবেচনা করা উচিত:
- নির্দিষ্ট ক্ষমতা;
- ধারণ ক্ষমতা;
- নির্দিষ্ট শক্তি;
- প্রতিক্রিয়া সময়;
- দক্ষতা;
- স্ব-স্রাব হার / চার্জিং চক্র;
- তাপ সংবেদনশীলতা;
- চার্জ-স্রাব জীবন;
- পরিবেশের উপর প্রভাব;
- মূলধন / অপারেটিং খরচ;
- সেবা
বৈদ্যুতিক শক্তি স্টোরেজ ডিভাইসগুলি টেলিকমিউনিকেশন ডিভাইস (মোবাইল ফোন, টেলিফোন, ওয়াকি-টকি, ইত্যাদি), ব্যাক-আপ পাওয়ার সিস্টেম এবং স্টোরেজ উপাদান (ব্যাটারি, সুপারক্যাপাসিটর এবং জ্বালানী কোষ) আকারে হাইব্রিড বৈদ্যুতিক যানবাহনের একটি অবিচ্ছেদ্য অংশ।
শক্তি সঞ্চয়কারী ডিভাইস, বৈদ্যুতিক বা তাপীয়, মূল পরিষ্কার শক্তি প্রযুক্তি হিসাবে স্বীকৃত।
দীর্ঘমেয়াদী শক্তি সঞ্চয়স্থানের এমন একটি বিশ্বের জন্য প্রচুর সম্ভাবনা রয়েছে যেখানে বায়ু এবং সৌর শক্তি নতুন পাওয়ার প্লান্টের সংযোজনে আধিপত্য বিস্তার করে এবং ধীরে ধীরে বিদ্যুতের অন্যান্য উত্স প্রতিস্থাপন করে।
বায়ু এবং সৌর শুধুমাত্র নির্দিষ্ট সময়ে উত্পাদন করে, তাই তাদের শূন্যস্থান পূরণ করতে সাহায্য করার জন্য অতিরিক্ত প্রযুক্তির প্রয়োজন।
এমন একটি বিশ্বে যেখানে বিরতিহীন, মৌসুমী এবং অপ্রত্যাশিত বিদ্যুৎ উৎপাদনের অংশ বাড়ছে এবং ব্যবহারের সাথে ডিসিঙ্ক্রোনাইজেশনের ঝুঁকি বাড়ছে, সঞ্চয়স্থান শক্তি উৎপাদন এবং ব্যবহারের মধ্যে সমস্ত পর্যায়ের পার্থক্য শোষণ করে সিস্টেমটিকে আরও নমনীয় করে তোলে।
সঞ্চয়কারীগুলি প্রধানত একটি বাফার হিসাবে কাজ করে এবং গ্রিড এবং বিল্ডিং উভয় ক্ষেত্রেই নবায়নযোগ্য শক্তির উত্সগুলির সহজ ব্যবস্থাপনা এবং একীকরণের অনুমতি দেয়, বায়ু এবং সূর্যের অনুপস্থিতিতে কিছুটা স্বায়ত্তশাসন প্রদান করে।
জেনারেটর সিস্টেমে, তারা জ্বালানী সাশ্রয় করতে পারে এবং জেনারেটরের অদক্ষতা এড়াতে সাহায্য করতে পারে কম বিদ্যুতের চাহিদার সময় যখন জেনারেটর কম দক্ষ হয় তখন লোড পরিবেশন করে।
নবায়নযোগ্য উৎপাদনে বাফারিং ওঠানামা করে, শক্তি সঞ্চয় জেনারেটর স্টার্ট-আপের ফ্রিকোয়েন্সিও কমাতে পারে।
বায়ু এবং ডিজেল সিস্টেমে উচ্চ অনুপ্রবেশকারী শক্তি (যেখানে ইনস্টল করা বায়ু শক্তি গড় লোডকে ছাড়িয়ে যায়), এমনকি খুব অল্প পরিমাণ স্টোরেজও নাটকীয়ভাবে ডিজেল স্টার্ট-আপের ফ্রিকোয়েন্সি হ্রাস করে।
শিল্প শক্তি সঞ্চয় ডিভাইসের সবচেয়ে সাধারণ ধরনের:
ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল শক্তি স্টোরেজ ডিভাইস
ব্যাটারি, বিশেষ করে সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারি, প্রধান শক্তি সঞ্চয়কারী যন্ত্র থেকে যায়।
অনেক প্রতিযোগিতামূলক ব্যাটারির ধরন (নিকেল-ক্যাডমিয়াম, নিকেল-মেটাল হাইড্রাইড, লিথিয়াম-আয়ন, সোডিয়াম সালফার, ধাতু-বায়ু, ফ্লো-থ্রু ব্যাটারি) কর্মক্ষমতার এক বা একাধিক দিক যেমন জীবন, দক্ষতা, শক্তির ঘনত্বের ক্ষেত্রে সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারিকে ছাড়িয়ে যায়। , চার্জ এবং স্রাবের হার, ঠান্ডা আবহাওয়ার কর্মক্ষমতা বা রক্ষণাবেক্ষণের প্রয়োজন।
বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, তবে, তাদের ক্ষমতার প্রতি কিলোওয়াট-ঘণ্টা কম খরচে সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারি সেরা পছন্দ করে তোলে।
ফ্লাইহুইল, আল্ট্রাক্যাপাসিটর বা হাইড্রোজেন স্টোরেজের মতো বিকল্পগুলি ভবিষ্যতে বাণিজ্যিকভাবে সফল হতে পারে, কিন্তু আজ বিরল।
লিথিয়াম-আয়ন (লি-আয়ন) ব্যাটারিগুলি এখন সমস্ত আধুনিক গ্রাহক ইলেকট্রনিক ডিভাইসের জন্য একটি আধুনিক শক্তির উত্স। পোর্টেবল ইলেকট্রনিক্সের জন্য প্রিজম্যাটিক লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির ভলিউমেট্রিক শক্তি ঘনত্ব গত 15 বছরে দ্বিগুণ হয়ে তিনগুণ হয়েছে।
লি-আয়ন ব্যাটারির জন্য বেশ কিছু নতুন অ্যাপ্লিকেশন যেমন বৈদ্যুতিক যানবাহন এবং শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থার আবির্ভাব হয়েছে, সেল ডিজাইন এবং কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তা ক্রমাগত পরিবর্তিত হচ্ছে এবং ঐতিহ্যবাহী ব্যাটারি নির্মাতাদের কাছে অনন্য চ্যালেঞ্জ উপস্থাপন করছে।
এইভাবে, উচ্চ-শক্তি, উচ্চ-শক্তি-ঘনত্বের লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির নিরাপদ এবং নির্ভরযোগ্য অপারেশনের জন্য উচ্চ চাহিদা অনিবার্য হয়ে ওঠে।
বিদ্যুৎ শিল্পে ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল এনার্জি স্টোরেজ ডিভাইসের প্রয়োগ:
সঞ্চয়কারী উদ্ভিদ, বৈদ্যুতিক শক্তি সঞ্চয় করতে ব্যাটারির ব্যবহার
ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল সুপারক্যাপাসিটার
সুপারক্যাপাসিটর হল ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল এনার্জি স্টোরেজ ডিভাইস যা সেকেন্ডে সম্পূর্ণ চার্জ বা ডিসচার্জ করা যায়।
সেকেন্ডারি ব্যাটারির তুলনায় তাদের উচ্চ শক্তির ঘনত্ব, কম রক্ষণাবেক্ষণ খরচ, বিস্তৃত তাপমাত্রা পরিসীমা এবং দীর্ঘ শুল্ক চক্রের সাথে, সুপারক্যাপাসিটরগুলি গত দশকে উল্লেখযোগ্য গবেষণা মনোযোগ পেয়েছে।
প্রচলিত বৈদ্যুতিক ডাইইলেকট্রিক ক্যাপাসিটারগুলির তুলনায় তাদের উচ্চ শক্তির ঘনত্ব রয়েছে।একটি সুপারক্যাপাসিটরের স্টোরেজ ক্ষমতা ইলেক্ট্রোলাইট আয়ন এবং বৃহৎ সারফেস এরিয়া ইলেক্ট্রোডের মধ্যে ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক বিভাজনের উপর নির্ভর করে।
লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির তুলনায় সুপারক্যাপাসিটরগুলির নিম্ন নির্দিষ্ট শক্তি তাদের ব্যাপক ব্যবহারের জন্য একটি বাধা।
পোর্টেবল ইলেকট্রনিক্স থেকে বৈদ্যুতিক যানবাহন এবং বড় শিল্প সরঞ্জাম, ভবিষ্যতের সিস্টেমের চাহিদা মেটাতে সুপারক্যাপাসিটরগুলির কার্যকারিতা উন্নত করা প্রয়োজন।
সুপারক্যাপাসিটারগুলি বিস্তারিতভাবে:
আয়নিস্ট (সুপারক্যাপাসিটার) — ডিভাইস, ব্যবহারিক প্রয়োগ, সুবিধা এবং অসুবিধা
সংকুচিত বায়ু শক্তি সঞ্চয়
সংকুচিত বায়ু শক্তি সঞ্চয়স্থান হল এক সময়ে উত্পাদিত শক্তি অন্য সময়ে ব্যবহারের জন্য সংরক্ষণ করার একটি উপায়। একটি ইউটিলিটি স্কেলে, কম শক্তির চাহিদা (অফ-পিক) সময়কালে উত্পন্ন শক্তি উচ্চ চাহিদার (পিক লোড) সময়কাল মেটানোর জন্য ছেড়ে দেওয়া যেতে পারে।
কম্প্রেসড এয়ার আইসোথার্মাল স্টোরেজ (CAES) হল একটি নতুন প্রযুক্তি যা প্রথাগত (ডায়াব্যাটিক বা এডিয়াব্যাটিক) সিস্টেমের কিছু সীমাবদ্ধতা অতিক্রম করার চেষ্টা করে।
ক্রায়োজেনিক শক্তি সঞ্চয়
ব্রিটেন 250 MWh তরলীকৃত বায়ু সঞ্চয়স্থান নির্মাণের পরিকল্পনা করেছে। এটি পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তির উত্সগুলির একটি পার্কের সাথে মিলিত হবে এবং তাদের বাধাগুলির জন্য ক্ষতিপূরণ দেবে।
কমিশনিং 2022-এর জন্য নির্ধারিত হয়েছে৷ ক্রায়োজেনিক শক্তি সঞ্চয়কারী ইউনিটগুলি ম্যানচেস্টারের কাছে ট্র্যাফোর্ড এনার্জি পার্কের সাথে একযোগে কাজ করবে, যেখানে বিদ্যুৎ উৎপাদনের অংশ ফোটোভোলটাইক প্যানেল এবং বায়ু টারবাইন থেকে আসে৷
এই স্টোরেজ সুবিধা এই নবায়নযোগ্য শক্তির উত্সগুলির ব্যবহারে বাধাগুলির জন্য ক্ষতিপূরণ দেবে।
এই ইনস্টলেশনের অপারেশনের নীতিটি এয়ার কন্ডিশনার পরিবর্তনের দুটি চক্রের উপর ভিত্তি করে হবে।
বৈদ্যুতিক শক্তি বাতাসে আঁকতে এবং তারপরে এটিকে তরল না হওয়া পর্যন্ত খুব কম তাপমাত্রায় (-196 ডিগ্রি) ঠান্ডা করতে ব্যবহৃত হবে। তারপরে এটি এই ব্যবহারের জন্য বিশেষভাবে অভিযোজিত বড়, উত্তাপযুক্ত, নিম্ন-চাপের ট্যাঙ্কগুলিতে সংরক্ষণ করা হবে।
দ্বিতীয় চক্রটি হবে যখন বৈদ্যুতিক শক্তির প্রয়োজন হবে। ক্রায়োজেনিক তরল একটি তাপ এক্সচেঞ্জার দ্বারা উত্তপ্ত হয় যাতে বাষ্পীভবন অব্যাহত থাকে এবং এটি একটি বায়বীয় অবস্থায় ফিরে আসে।
ক্রায়োজেনিক তরলের বাষ্পীভবন গ্যাসের আয়তনকে প্রসারিত করে, যা টারবাইনগুলিকে চালিত করে যা বিদ্যুৎ উৎপন্ন করে।
গতিশক্তি স্টোরেজ ডিভাইস
একটি ফ্লাইহুইল একটি ঘূর্ণমান যান্ত্রিক যন্ত্র যা ঘূর্ণন শক্তি সঞ্চয় করতে ব্যবহৃত হয়। ফ্লাইহুইল সময়ের সাথে সাথে বিরতিহীন শক্তির উত্স থেকে শক্তি ক্যাপচার করতে পারে এবং গ্রিডে বৈদ্যুতিক শক্তির একটি অবিচ্ছিন্ন সরবরাহ সরবরাহ করতে পারে।
ফ্লাইহুইল এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেম ইনপুট বৈদ্যুতিক শক্তি ব্যবহার করে যা গতিশক্তি হিসাবে সংরক্ষণ করা হয়।
যদিও যান্ত্রিক সিস্টেমের পদার্থবিদ্যা প্রায়শই বেশ সহজ (যেমন একটি ফ্লাইওয়াইল বাঁকানো বা ওজন উপরে তোলা), প্রযুক্তিগুলি যেগুলি এই শক্তিগুলিকে কার্যকরী এবং দক্ষতার সাথে ব্যবহার করতে সক্ষম করে সেগুলি বিশেষভাবে উন্নত।
উচ্চ-প্রযুক্তি সামগ্রী, সর্বশেষ কম্পিউটার নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা এবং উদ্ভাবনী নকশা এই সিস্টেমগুলিকে বাস্তব অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত করে তোলে।
বাণিজ্যিক গতি সঞ্চয়ের জন্য ইউপিএস সিস্টেম তিনটি সাবসিস্টেম নিয়ে গঠিত:
- শক্তি সঞ্চয় ডিভাইস, সাধারণত একটি flywheel;
- বিতরণ ডিভাইস;
- একটি পৃথক জেনারেটর যা শক্তি সঞ্চয় ক্ষমতার উপর ত্রুটি-সহনশীল শক্তি প্রদান করতে শুরু করা যেতে পারে।
ফ্লাইহুইলটি একটি ব্যাকআপ জেনারেটরের সাথে একত্রিত করা যেতে পারে, যা যান্ত্রিক সিস্টেমগুলিকে সরাসরি সংযুক্ত করে নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করে।
এই ডিভাইসগুলি সম্পর্কে আরও:
শক্তি শিল্পের জন্য গতিশক্তি স্টোরেজ ডিভাইস
কিভাবে ফ্লাইহুইল (কাইনেটিক) এনার্জি স্টোরেজ ডিভাইসগুলো সাজানো হয় এবং কাজ করে
পাওয়ার গ্রিডের জন্য উচ্চ তাপমাত্রা সুপারকন্ডাক্টিং ম্যাগনেটিক এনার্জি স্টোরেজ (SMES):
কিভাবে সুপারকন্ডাক্টিং ম্যাগনেটিক এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেম কাজ করে এবং কাজ করে