समुद्री ऊर्जा भण्डारण प्रणालीहरूको लागि ब्याट्री प्रविधिमा प्रगति

प्रस्तावना

विश्व हरित ऊर्जा समाधानतर्फ अग्रसर हुँदै जाँदा, लिथियम ब्याट्रीहरूले बढ्दो ध्यान आकर्षित गरेका छन्। एक दशकभन्दा बढी समयदेखि विद्युतीय सवारी साधनहरू चर्चामा छन्, तर समुद्री सेटिङहरूमा विद्युतीय ऊर्जा भण्डारण प्रणालीको सम्भावनालाई बेवास्ता गरिएको छ। यद्यपि, विभिन्न डुङ्गा अनुप्रयोगहरूको लागि भण्डारण लिथियम ब्याट्रीहरूको प्रयोग र चार्जिङ प्रोटोकलहरूलाई अनुकूलन गर्ने कुरामा केन्द्रित अनुसन्धानमा वृद्धि भएको छ। यस अवस्थामा लिथियम-आयन फस्फेट गहिरो चक्र ब्याट्रीहरू तिनीहरूको उच्च ऊर्जा घनत्व, राम्रो रासायनिक स्थिरता, र समुद्री प्रणोदन प्रणालीहरूको कडा आवश्यकताहरू अन्तर्गत लामो चक्र जीवनको कारणले विशेष गरी आकर्षक छन्।

भण्डारण लिथियम ब्याट्रीहरूको स्थापनाले गति लिँदै जाँदा, सुरक्षा सुनिश्चित गर्न नियमहरूको कार्यान्वयनले पनि गति लिन्छ। ISO/TS 23625 एउटा यस्तो नियम हो जसले ब्याट्री चयन, स्थापना र सुरक्षामा केन्द्रित छ। लिथियम ब्याट्रीहरूको प्रयोगको सन्दर्भमा, विशेष गरी आगोको जोखिमको सन्दर्भमा सुरक्षा सर्वोपरि हुन्छ भन्ने कुरा ध्यान दिनु महत्त्वपूर्ण छ।

समुद्री ऊर्जा भण्डारण प्रणालीहरू

विश्व अझ दिगो र पर्यावरणमैत्री भविष्यतर्फ अघि बढ्दै जाँदा समुद्री ऊर्जा भण्डारण प्रणालीहरू समुद्री उद्योगमा बढ्दो रूपमा लोकप्रिय समाधान बन्दै गइरहेका छन्। नामले नै सुझाव दिएझैं, यी प्रणालीहरू समुद्री वातावरणमा ऊर्जा भण्डारण गर्न डिजाइन गरिएका छन् र जहाज र डुङ्गाहरू चलाउनेदेखि आपतकालीन अवस्थामा ब्याकअप पावर प्रदान गर्नेसम्म विभिन्न उद्देश्यका लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ।

समुद्री ऊर्जा भण्डारण प्रणालीको सबैभन्दा सामान्य प्रकार लिथियम-आयन ब्याट्री हो, यसको उच्च ऊर्जा घनत्व, विश्वसनीयता र सुरक्षाको कारणले। लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू विभिन्न समुद्री अनुप्रयोगहरूको विशिष्ट शक्ति आवश्यकताहरू पूरा गर्न पनि अनुकूलित गर्न सकिन्छ।

समुद्री ऊर्जा भण्डारण प्रणालीहरूको एउटा प्रमुख फाइदा भनेको डिजेल जेनेरेटरहरू प्रतिस्थापन गर्ने क्षमता हो। लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू प्रयोग गरेर, यी प्रणालीहरूले विभिन्न अनुप्रयोगहरूको लागि भरपर्दो र दिगो ऊर्जा स्रोत प्रदान गर्न सक्छन्। यसमा जहाज वा जहाजमा सहायक शक्ति, प्रकाश, र अन्य विद्युतीय आवश्यकताहरू समावेश छन्। यी अनुप्रयोगहरूका अतिरिक्त, समुद्री ऊर्जा भण्डारण प्रणालीहरू विद्युतीय प्रणोदन प्रणालीहरूलाई पावर गर्न पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ, जसले गर्दा तिनीहरूलाई परम्परागत डिजेल इन्जिनहरूको लागि एक व्यवहार्य विकल्प बनाइन्छ। तिनीहरू विशेष गरी अपेक्षाकृत सीमित क्षेत्रमा सञ्चालन हुने साना जहाजहरूको लागि उपयुक्त छन्।

समग्रमा, समुद्री ऊर्जा भण्डारण प्रणालीहरू समुद्री उद्योगमा अझ दिगो र पर्यावरणमैत्री भविष्यमा संक्रमणको एक प्रमुख घटक हुन्।

लिथियम ब्याट्रीका फाइदाहरू

डिजेल जेनेरेटरको तुलनामा भण्डारण लिथियम ब्याट्रीहरू प्रयोग गर्नुको सबैभन्दा स्पष्ट फाइदाहरू मध्ये एक विषाक्त र हरितगृह ग्यास उत्सर्जनको कमी हो। यदि ब्याट्रीहरू सौर्य प्यानल वा हावा टर्बाइन जस्ता सफा स्रोतहरू प्रयोग गरेर चार्ज गरिन्छ भने, यसले १००% स्वच्छ ऊर्जा गठन गर्न सक्छ। कम कम्पोनेन्टहरू भएकाले मर्मतसम्भारको हिसाबले पनि तिनीहरू कम महँगो हुन्छन्। तिनीहरूले धेरै कम आवाज उत्पादन गर्छन्, जसले गर्दा तिनीहरूलाई आवासीय वा जनसंख्या भएको क्षेत्रहरू नजिक डकिङ अवस्थाहरूको लागि आदर्श बनाउँछ।

भण्डारण लिथियम ब्याट्रीहरू मात्र प्रयोग गर्न सकिने ब्याट्रीहरू होइनन्। वास्तवमा, समुद्री ब्याट्री प्रणालीहरूलाई प्राथमिक ब्याट्रीहरू (जुन रिचार्ज गर्न सकिँदैन) र माध्यमिक ब्याट्रीहरू (जुन निरन्तर रिचार्ज गर्न सकिन्छ) मा विभाजन गर्न सकिन्छ। क्षमताको ह्रासलाई विचार गर्दा पनि, पछिल्लो दीर्घकालीन अनुप्रयोगमा आर्थिक रूपमा बढी लाभदायक हुन्छ। सुरुमा लिड-एसिड ब्याट्रीहरू प्रयोग गरिएको थियो, र भण्डारण लिथियम ब्याट्रीहरूलाई नयाँ उदीयमान ब्याट्रीहरू मानिन्छ। यद्यपि, अनुसन्धानले देखाएको छ कि तिनीहरूले उच्च ऊर्जा घनत्व र लामो जीवन प्रदान गर्छन्, जसको अर्थ तिनीहरू लामो दूरीको अनुप्रयोगहरू, र उच्च लोड र उच्च-गतिको मागहरूको लागि राम्रोसँग उपयुक्त छन्।

यी फाइदाहरूको बावजुद, अनुसन्धानकर्ताहरूले सन्तुष्टिको कुनै संकेत देखाएका छैनन्। वर्षौंको दौडान, धेरै डिजाइन र अध्ययनहरूले भण्डारण लिथियम ब्याट्रीहरूको समुद्री प्रयोग सुधार गर्न तिनीहरूको कार्यसम्पादन सुधार गर्नमा ध्यान केन्द्रित गरेका छन्। यसमा इलेक्ट्रोडहरूको लागि नयाँ रासायनिक मिश्रणहरू र आगो र थर्मल रनअवेहरूबाट जोगाउन परिमार्जित इलेक्ट्रोलाइटहरू समावेश छन्।

लिथियम ब्याट्रीको चयन

समुद्री भण्डारण लिथियम ब्याट्री प्रणालीको लागि भण्डारण लिथियम ब्याट्रीहरू छनौट गर्दा विचार गर्नुपर्ने धेरै विशेषताहरू छन्। समुद्री ऊर्जा भण्डारणको लागि ब्याट्री छनौट गर्दा क्षमता विचार गर्नुपर्ने एउटा महत्त्वपूर्ण विशिष्टता हो। यसले कति ऊर्जा भण्डारण गर्न सक्छ र त्यसपछि, यसलाई रिचार्ज गर्नु अघि उत्पादन गर्न सकिने कामको मात्रा निर्धारण गर्दछ। यो प्रोपल्सन अनुप्रयोगहरूमा एक आधारभूत डिजाइन प्यारामिटर हो जहाँ क्षमताले डुङ्गाले यात्रा गर्न सक्ने माइलेज वा दूरी निर्धारण गर्दछ। समुद्री सन्दर्भमा, जहाँ ठाउँ प्रायः सीमित हुन्छ, उच्च ऊर्जा घनत्व भएको ब्याट्री फेला पार्नु महत्त्वपूर्ण छ। उच्च ऊर्जा घनत्व ब्याट्रीहरू अधिक कम्प्याक्ट र हल्का हुन्छन्, जुन विशेष गरी डुङ्गाहरूमा महत्त्वपूर्ण हुन्छ जहाँ ठाउँ र तौल प्रिमियममा हुन्छ।

समुद्री ऊर्जा भण्डारण प्रणालीहरूको लागि भण्डारण लिथियम ब्याट्रीहरू छनौट गर्दा भोल्टेज र वर्तमान मूल्याङ्कनहरू पनि विचार गर्नुपर्ने महत्त्वपूर्ण विशिष्टताहरू हुन्। यी विशिष्टताहरूले ब्याट्री कति चाँडो चार्ज र डिस्चार्ज हुन सक्छ भनेर निर्धारण गर्दछ, जुन अनुप्रयोगहरूको लागि महत्त्वपूर्ण छ जहाँ पावर मागहरू द्रुत रूपमा फरक हुन सक्छन्।

समुद्री प्रयोगको लागि विशेष रूपमा डिजाइन गरिएको ब्याट्री छनौट गर्नु महत्त्वपूर्ण छ। समुद्री वातावरण कठोर हुन्छ, नुनिलो पानी, आर्द्रता र अत्यधिक तापक्रमको सम्पर्कमा आउँछ। समुद्री प्रयोगको लागि डिजाइन गरिएका भण्डारण लिथियम ब्याट्रीहरूमा सामान्यतया वाटरप्रूफिङ र जंग प्रतिरोध, साथै चुनौतीपूर्ण परिस्थितिहरूमा भरपर्दो प्रदर्शन सुनिश्चित गर्न कम्पन प्रतिरोध र झट्का प्रतिरोध जस्ता अन्य सुविधाहरू हुन्छन्।

आगो सुरक्षा पनि महत्त्वपूर्ण छ। समुद्री अनुप्रयोगहरूमा, ब्याट्री भण्डारणको लागि सीमित मात्रामा ठाउँ हुन्छ र कुनै पनि आगो फैलिएमा विषाक्त धुवाँ निस्कने र महँगो क्षति हुन सक्छ। फैलावटलाई सीमित गर्न स्थापना उपायहरू लिन सकिन्छ। चिनियाँ लिथियम-आयन ब्याट्री निर्माण कम्पनी रोयपाउ एउटा उदाहरण हो जहाँ ब्याट्री प्याक फ्रेममा निर्मित माइक्रो एक्स्टिङ्ग्युइजरहरू राखिन्छन्। यी एक्स्टिङ्ग्युइजरहरू विद्युतीय संकेतद्वारा वा थर्मल लाइन जलाएर सक्रिय हुन्छन्। यसले एरोसोल जेनेरेटरलाई सक्रिय गर्नेछ जसले रेडक्स प्रतिक्रिया मार्फत शीतलकलाई रासायनिक रूपमा विघटन गर्दछ र आगो फैलिनु अघि छिटो निभाउन यसलाई फैलाउँछ। यो विधि द्रुत हस्तक्षेपहरूको लागि आदर्श हो, समुद्री भण्डारण लिथियम ब्याट्रीहरू जस्ता टाइट स्पेस अनुप्रयोगहरूको लागि उपयुक्त।

सुरक्षा र आवश्यकताहरू

समुद्री अनुप्रयोगहरूको लागि भण्डारण लिथियम ब्याट्रीहरूको प्रयोग बढ्दो छ, तर उचित डिजाइन र स्थापना सुनिश्चित गर्न सुरक्षालाई उच्च प्राथमिकता दिनुपर्छ। लिथियम ब्याट्रीहरू थर्मल रनअवे र आगोको जोखिमको लागि संवेदनशील हुन्छन् यदि सही तरिकाले ह्यान्डल गरिएन भने, विशेष गरी नुनिलो पानीको जोखिम र उच्च आर्द्रता भएको कठोर समुद्री वातावरणमा। यी चिन्ताहरूलाई सम्बोधन गर्न, ISO मापदण्ड र नियमहरू स्थापित गरिएका छन्। यी मापदण्डहरू मध्ये एक ISO/TS 23625 हो, जसले समुद्री अनुप्रयोगहरूमा लिथियम ब्याट्रीहरू चयन र स्थापना गर्न दिशानिर्देशहरू प्रदान गर्दछ। यो मानकले ब्याट्रीको स्थायित्व र सुरक्षित सञ्चालन सुनिश्चित गर्न ब्याट्री डिजाइन, स्थापना, मर्मतसम्भार, र अनुगमन आवश्यकताहरू निर्दिष्ट गर्दछ। थप रूपमा, ISO 19848-1 ले समुद्री अनुप्रयोगहरूमा भण्डारण लिथियम ब्याट्रीहरू सहित ब्याट्रीहरूको परीक्षण र प्रदर्शनमा मार्गदर्शन प्रदान गर्दछ।

ISO 26262 ले समुद्री जहाजहरू, साथै अन्य सवारी साधनहरू भित्र विद्युतीय र इलेक्ट्रोनिक प्रणालीहरूको कार्यात्मक सुरक्षामा पनि महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ। यो मानकले ब्याट्री व्यवस्थापन प्रणाली (BMS) लाई अन्य सुरक्षा आवश्यकताहरू सहित ब्याट्री कम पावर हुँदा अपरेटरलाई दृश्य वा श्रव्य चेतावनीहरू प्रदान गर्न डिजाइन गरिएको हुनुपर्छ भनेर आदेश दिन्छ। ISO मापदण्डहरूको पालना स्वैच्छिक भए तापनि, यी दिशानिर्देशहरूको अनुपालनले ब्याट्री प्रणालीहरूको सुरक्षा, दक्षता र दीर्घायुलाई बढावा दिन्छ।

निष्कर्षमा

उच्च ऊर्जा घनत्व र मागपूर्ण परिस्थितिहरूमा विस्तारित आयुको कारणले गर्दा भण्डारण लिथियम ब्याट्रीहरू समुद्री अनुप्रयोगहरूको लागि मनपर्ने ऊर्जा भण्डारण समाधानको रूपमा द्रुत रूपमा उदाइरहेका छन्। यी ब्याट्रीहरू बहुमुखी छन् र समुद्री अनुप्रयोगहरूको दायराको लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ, विद्युतीय डुङ्गाहरूलाई पावर गर्नेदेखि नेभिगेसन प्रणालीहरूको लागि ब्याकअप पावर प्रदान गर्नेसम्म। यसबाहेक, नयाँ ब्याट्री प्रणालीहरूको निरन्तर विकासले गहिरो-समुद्र अन्वेषण र अन्य चुनौतीपूर्ण वातावरणहरू समावेश गर्न सम्भावित अनुप्रयोगहरूको दायरा विस्तार गर्दैछ। समुद्री उद्योगमा भण्डारण लिथियम ब्याट्रीहरूको अपनाउनेले हरितगृह ग्यास उत्सर्जन घटाउने र रसद र यातायातमा क्रान्तिकारी परिवर्तन ल्याउने अपेक्षा गरिएको छ।