A cikin shekaru 50 da suka gabata, an ci gaba da samun ƙaruwar amfani da wutar lantarki a duniya, tare da kiyasta amfani da kimanin awa 25,300 na terawatt a shekara ta 2021. Tare da sauyawa zuwa masana'antu 4.0, akwai ƙaruwar buƙatun makamashi a duk faɗin duniya. Waɗannan alkaluma suna ƙaruwa kowace shekara, ban da buƙatun wutar lantarki na masana'antu da sauran fannoni na tattalin arziki. Wannan sauyi na masana'antu da yawan amfani da wutar lantarki mai yawa yana haɗuwa da tasirin sauyin yanayi da ake iya gani saboda yawan fitar da iskar gas mai gurbata muhalli. A halin yanzu, yawancin cibiyoyin samar da wutar lantarki da wuraren samar da wutar lantarki sun dogara sosai kan tushen man fetur (mai da iskar gas) don biyan irin waɗannan buƙatu. Waɗannan matsalolin yanayi sun hana ƙarin samar da makamashi ta amfani da hanyoyin gargajiya. Don haka, haɓaka tsarin adana makamashi mai inganci da inganci ya zama mahimmanci don tabbatar da ci gaba da samar da makamashi mai inganci daga hanyoyin da ake sabuntawa.
Bangaren makamashi ya mayar da martani ta hanyar komawa ga makamashi mai sabuntawa ko mafita "kore". An taimaka wa sauyin ta hanyar ingantattun dabarun masana'antu, wanda ya haifar da ingantaccen kera ruwan wukake na injinan iska. Haka kuma, masu bincike sun sami damar inganta ingancin ƙwayoyin photovoltaic, wanda ya haifar da ingantaccen samar da makamashi a kowane yanki na amfani. A cikin 2021, samar da wutar lantarki daga tushen hasken rana na photovoltaic (PV) ya karu sosai, wanda ya kai rikodin 179 TWh kuma yana wakiltar ci gaban kashi 22% idan aka kwatanta da 2020. Fasahar hasken rana ta PV yanzu tana da kashi 3.6% na samar da wutar lantarki a duniya kuma a halin yanzu ita ce ta uku mafi girma a tushen makamashi mai sabuntawa bayan wutar lantarki ta ruwa da iska.
Duk da haka, waɗannan nasarorin ba sa magance wasu daga cikin matsalolin da ke tattare da tsarin makamashi mai sabuntawa, galibi samuwa. Yawancin waɗannan hanyoyin ba sa samar da makamashi akan buƙata a matsayin tashoshin wutar lantarki na kwal da mai. Misali, ana samun fitowar makamashin rana a duk tsawon yini tare da bambance-bambance dangane da kusurwoyin hasken rana da wurin da panel ɗin PV yake. Ba zai iya samar da wani makamashi a cikin dare ba yayin da fitowarsa ke raguwa sosai a lokacin hunturu da kuma a ranakun da ke cikin gajimare. Ƙarfin iska yana fama da canje-canje dangane da saurin iska. Saboda haka, waɗannan mafita suna buƙatar a haɗa su da tsarin adana makamashi don ci gaba da samar da makamashi a lokacin ƙarancin fitarwa.
Menene tsarin adana makamashi?
Tsarin adana makamashi na iya adana makamashi domin a yi amfani da shi a wani mataki na gaba. A wasu lokuta, za a sami nau'in canza makamashi tsakanin makamashin da aka adana da makamashin da aka bayar. Misali mafi yawan gaske shine batirin lantarki kamar batirin lithium-ion ko batirin lead-acid. Suna samar da makamashin lantarki ta hanyar halayen sinadarai tsakanin electrodes da electrolyte.
Batura, ko BESS (tsarin adana makamashin batir), suna wakiltar hanyar adana makamashi da aka fi amfani da ita a aikace-aikacen rayuwar yau da kullun. Akwai wasu tsarin ajiya kamar tashoshin samar da wutar lantarki na ruwa waɗanda ke canza kuzarin da ke cikin ruwa da aka adana a cikin madatsar ruwa zuwa makamashin lantarki. Ruwan da ke faɗuwa zai juya ƙafafun injin turbine wanda ke samar da makamashin lantarki. Wani misali kuma shine iskar gas mai matsewa, bayan an saki iskar gas ɗin zai juya ƙafafun injin turbine.
Abin da ke raba batura da sauran hanyoyin ajiya shine wuraren da za su iya aiki. Daga ƙananan na'urori da samar da wutar lantarki ga motoci zuwa aikace-aikacen gida da manyan gonakin hasken rana, ana iya haɗa batura cikin sauƙi zuwa duk wani aikace-aikacen ajiya na waje. A gefe guda kuma, hanyoyin samar da wutar lantarki ta ruwa da iska mai matsewa suna buƙatar manyan ababen more rayuwa masu rikitarwa don ajiya. Wannan yana haifar da tsada mai yawa wanda ke buƙatar manyan aikace-aikace don a tabbatar da shi.
Yi amfani da akwatuna don tsarin ajiya na waje.
Kamar yadda aka ambata a baya, tsarin ajiya na waje na iya sauƙaƙe amfani da dogaro da hanyoyin makamashi mai sabuntawa kamar wutar lantarki ta hasken rana da iska. Duk da haka, akwai wasu aikace-aikace waɗanda zasu iya amfana sosai daga irin waɗannan tsarin.
Tsarin wutar lantarki na birni yana da nufin samar da isasshen wutar lantarki bisa ga wadata da buƙatar kowace birni. Wutar da ake buƙata na iya canzawa a duk tsawon yini. An yi amfani da tsarin ajiya na waje don rage sauye-sauye da kuma samar da ƙarin kwanciyar hankali a lokutan da ake buƙatar mafi girma. Daga wata mahangar daban, tsarin ajiya na waje na iya zama da matuƙar amfani don rama duk wata matsala ta fasaha da ba a zata ba a babban layin wutar lantarki ko a lokacin lokacin gyara da aka tsara. Suna iya biyan buƙatun wutar lantarki ba tare da neman wasu hanyoyin samar da wutar lantarki ba. Mutum zai iya ambaton misali guguwar ƙanƙara ta Texas a farkon Fabrairu 2023 wadda ta bar kimanin mutane 262,000 ba tare da wutar lantarki ba, yayin da aka jinkirta gyare-gyare saboda mawuyacin yanayin yanayi.
Motocin lantarki wani aikace-aikace ne. Masu bincike sun yi ƙoƙari sosai don inganta kera batir da dabarun caji/saki domin ƙara tsawon rai da ƙarfin batir. Batirin Lithium-ion sun kasance a sahun gaba a wannan ƙaramin juyin juya hali kuma an yi amfani da su sosai a cikin sabbin motocin lantarki da kuma motocin bas na lantarki. A wannan yanayin, ingantattun batura na iya haifar da babban nisan mil amma kuma rage lokacin caji tare da ingantattun fasahohi.
Sauran ci gaban fasaha kamar UAVs da robots na hannu sun amfana sosai daga haɓaka batirin. Akwai dabarun motsi da dabarun sarrafawa sun dogara sosai akan ƙarfin baturi da ƙarfin da aka bayar.
Menene BESS
Tsarin ajiyar makamashin batir na BESS ko tsarin adana makamashin batir tsarin adana makamashi ne wanda za a iya amfani da shi don adana makamashi. Wannan makamashin zai iya fitowa daga babban grid ko daga tushen makamashi mai sabuntawa kamar makamashin iska da makamashin rana. Ya ƙunshi batura da yawa waɗanda aka shirya a cikin tsari daban-daban (jeri/daidai) kuma girmansu ya dogara da buƙatun. An haɗa su da inverter wanda ake amfani da shi don canza wutar DC zuwa wutar AC don amfani. ATsarin sarrafa batir (BMS)ana amfani da shi don sa ido kan yanayin batirin da kuma aikin caji/saki.
Idan aka kwatanta da sauran tsarin adana makamashi, suna da sassauƙa musamman don sanyawa/haɗawa kuma ba sa buƙatar kayan aiki masu tsada sosai, amma har yanzu suna zuwa da tsada mai yawa kuma suna buƙatar ƙarin kulawa akai-akai dangane da amfani.
Tsarin girma da amfani na BESS
Muhimmin abu da za a yi la'akari da shi yayin shigar da tsarin adana makamashin batir shine girmansa. Batura nawa ake buƙata? A cikin wane tsari? A wasu lokuta, nau'in batir na iya taka muhimmiyar rawa a cikin dogon lokaci dangane da tanadin kuɗi da inganci.
Ana yin wannan ne bisa ga kowane hali domin aikace-aikacen na iya kamawa daga ƙananan gidaje zuwa manyan masana'antu.
Tushen makamashin da aka fi amfani da shi ga ƙananan gidaje, musamman a birane, shine hasken rana ta amfani da na'urorin hasken rana. Injiniyan zai yi la'akari da matsakaicin amfani da wutar lantarki na gida kuma ya kimanta hasken rana a duk shekara don takamaiman wurin. An zaɓi adadin batura da tsarin grid ɗin su don dacewa da buƙatun gida a lokacin mafi ƙarancin wutar lantarki ta hasken rana na shekara ba tare da ɓatar da batura gaba ɗaya ba. Wannan yana ɗaukar cewa mafita ce don samun cikakken 'yancin kai daga babban grid.
A hankali a riƙe matsakaicin yanayin caji ko rashin fitar da batirin gaba ɗaya abu ne da ba za a iya fahimta da farko ba. Bayan haka, me zai hana a yi amfani da tsarin ajiya idan ba za mu iya fitar da cikakken ƙarfinsa ba? A ka'ida, yana yiwuwa, amma ba zai yiwu ba ne dabarar da za ta ƙara yawan ribar da aka samu daga jari.
Ɗaya daga cikin manyan rashin amfanin BESS shine tsadar batirin. Saboda haka, zaɓar yanayin amfani ko dabarun caji/saki wanda ke ƙara tsawon rayuwar batirin yana da mahimmanci. Misali, ba za a iya fitar da batirin gubar acid ƙasa da kashi 50% ba tare da fuskantar lalacewa mai ɗorewa ba. Batirin lithium-ion yana da ƙarfin kuzari mafi girma, tsawon lokacin zagayowar. Hakanan ana iya fitar da su ta amfani da manyan kewayon, amma wannan yana zuwa da farashin ƙaruwa. Akwai babban bambanci a farashi tsakanin masana'antun sinadarai daban-daban, batirin gubar acid na iya zama ɗaruruwan daloli zuwa dubban daloli a rahusa fiye da batirin lithium-ion mai girman iri ɗaya. Wannan shine dalilin da ya sa batirin gubar acid shine mafi yawan amfani da shi a aikace-aikacen hasken rana a ƙasashe na 3 da al'ummomi marasa galihu.
Aikin batirin yana da matuƙar tasiri sakamakon lalacewa a tsawon rayuwarsa, ba shi da aiki mai ɗorewa wanda ke ƙarewa da gazawar kwatsam. Madadin haka, ƙarfin da aka bayar na iya raguwa a hankali. A aikace, ana ɗaukar tsawon rayuwar batirin ya ƙare lokacin da ƙarfinsa ya kai kashi 80% na ƙarfinsa na asali. A wata ma'anar, lokacin da ya fuskanci raguwar ƙarfinsa na kashi 20%. A aikace, wannan yana nufin za a iya samar da ƙarancin kuzari. Wannan na iya shafar lokutan amfani da tsarin masu zaman kansu gaba ɗaya da adadin nisan da EV zai iya ɗauka.
Wani abu da za a yi la'akari da shi shine aminci. Tare da ci gaban masana'antu da fasaha, sabbin batura sun fi karko a fannin sinadarai. Duk da haka, saboda lalacewar da tarihin amfani da su, ƙwayoyin halitta na iya shiga cikin yanayin zafi wanda zai iya haifar da mummunan sakamako kuma a wasu lokuta yana sanya rayuwar masu amfani cikin haɗari.
Wannan shine dalilin da ya sa kamfanoni suka ƙirƙiro ingantaccen software na sa ido kan batir (BMS) don sarrafa amfani da batir, amma kuma suna sa ido kan yanayin lafiya domin samar da kulawa akan lokaci da kuma guje wa mummunan sakamako.
Kammalawa
Tsarin adana makamashin wutar lantarki na samar da babbar dama don samun 'yancin kai daga babban layin wutar lantarki, amma kuma yana samar da tushen wutar lantarki mai dorewa a lokutan rashin aiki da kuma lokutan da ake yawan amfani da wutar lantarki. Ci gaban da aka samu zai sauƙaƙa sauyawa zuwa hanyoyin samar da makamashi masu kyau, don haka zai takaita tasirin samar da makamashi akan sauyin yanayi yayin da har yanzu ake ci gaba da biyan buƙatun makamashi tare da ci gaba da ƙaruwar amfani da wutar lantarki.
Tsarin adana makamashin batir shine mafi yawan amfani kuma mafi sauƙin daidaitawa don aikace-aikacen yau da kullun daban-daban. Babban sassaucin su yana fuskantar tsada mai yawa, wanda ke haifar da haɓaka dabarun sa ido don tsawaita tsawon rai gwargwadon iko. A halin yanzu, masana'antu da cibiyoyin ilimi suna yin ƙoƙari sosai don bincike da fahimtar lalacewar batir a ƙarƙashin yanayi daban-daban.
Labarin da ke da alaƙa:
Maganin Makamashi na Musamman - Hanyoyin Juyin Juya Hali don Samun Makamashi
Inganta Ƙarfin Mai Sabuntawa: Matsayin Ajiyar Wutar Lantarki ta Baturi
Ci gaba a fasahar batir don tsarin adana makamashin teku
