පසුගිය වසර 50 තුළ, ගෝලීය විදුලි පරිභෝජනය අඛණ්ඩව ඉහළ ගොස් ඇති අතර, 2021 වර්ෂයේදී ඇස්තමේන්තුගත භාවිතය ටෙරාවොට් පැය 25,300 ක් පමණ වේ. කර්මාන්ත 4.0 දෙසට සංක්‍රමණය වීමත් සමඟ, ලොව පුරා බලශක්ති ඉල්ලුමේ වැඩි වීමක් දක්නට ලැබේ. කාර්මික සහ අනෙකුත් ආර්ථික අංශවල බල අවශ්‍යතා ඇතුළුව නොව, 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. වර්තමානයේ, බොහෝ විදුලි උත්පාදන කම්හල් සහ පහසුකම් එවැනි ඉල්ලීම් සපුරාලීම සඳහා පොසිල ඉන්ධන ප්‍රභවයන් (තෙල් සහ ගෑස්) මත දැඩි ලෙස රඳා පවතී. මෙම දේශගුණික ගැටළු සාම්ප්‍රදායික ක්‍රම භාවිතයෙන් අතිරේක බලශක්ති උත්පාදනය තහනම් කරයි. මේ අනුව, පුනර්ජනනීය ප්‍රභවයන්ගෙන් අඛණ්ඩ සහ විශ්වාසදායක බලශක්ති සැපයුමක් සහතික කිරීම සඳහා කාර්යක්ෂම සහ විශ්වාසදායක බලශක්ති ගබඩා පද්ධති සංවර්ධනය කිරීම වඩ වඩාත් වැදගත් වී තිබේ.

බලශක්ති අංශය පුනර්ජනනීය බලශක්තිය හෝ "හරිත" විසඳුම් වෙත මාරු වීමෙන් ප්‍රතිචාර දක්වා ඇත. වැඩිදියුණු කළ නිෂ්පාදන ශිල්පීය ක්‍රම මගින් මෙම සංක්‍රාන්තියට උපකාරී වී ඇති අතර, උදාහරණයක් ලෙස සුළං ටර්බයින තල වඩාත් කාර්යක්ෂමව නිෂ්පාදනය කිරීමට මඟ පාදයි. එසේම, පර්යේෂකයන්ට ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා සෛලවල කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කිරීමට හැකි වී ඇති අතර, එමඟින් භාවිත ප්‍රදේශයකට වඩා හොඳ බලශක්ති උත්පාදනයකට මග පාදයි. 2021 දී, සූර්ය ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා (PV) ප්‍රභවයන්ගෙන් විදුලි උත්පාදනය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි වූ අතර, වාර්තාගත 179 TWh කරා ළඟා වූ අතර 2020 ට සාපේක්ෂව 22% ක වර්ධනයක් නියෝජනය කරයි. සූර්ය PV තාක්ෂණය දැන් ගෝලීය විදුලි උත්පාදනයෙන් 3.6% ක් වන අතර එය දැනට ජල විදුලිය සහ සුළං වලින් පසු තුන්වන විශාලතම පුනර්ජනනීය බලශක්ති ප්‍රභවය වේ.

කෙසේ වෙතත්, මෙම ඉදිරි ගමන පුනර්ජනනීය බලශක්ති පද්ධතිවල ආවේණික අඩුපාඩු කිහිපයක් විසඳන්නේ නැත, ප්‍රධාන වශයෙන් ලබා ගත හැකි බව. මෙම ක්‍රම බොහොමයක් ගල් අඟුරු සහ තෙල් බලාගාර ලෙස ඉල්ලුම මත ශක්තිය නිපදවන්නේ නැත. උදාහරණයක් ලෙස සූර්ය බලශක්ති නිමැවුම් දවස පුරා හිරු කිරණ කෝණ සහ PV පැනල් ස්ථානගත කිරීම අනුව වෙනස්කම් සහිතව ලබා ගත හැකිය. ශීත ඍතුවේ දී සහ ඉතා වළාකුළු පිරි දිනවල එහි නිෂ්පාදනය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු වන අතර රාත්‍රියේදී එයට කිසිදු ශක්තියක් නිපදවිය නොහැක. සුළං බලය සුළං වේගය අනුව උච්චාවචනයන්ගෙන් ද පීඩා විඳිති. එබැවින්, අඩු නිමැවුම් කාලවලදී 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 හැකිය. සමහර අවස්ථාවලදී, ගබඩා කර ඇති ශක්තිය සහ සපයන ලද ශක්තිය අතර ශක්ති පරිවර්තනයක් සිදුවනු ඇත. වඩාත් 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), එදිනෙදා ජීවිතයේ යෙදීම්වල බහුලව භාවිතා වන බලශක්ති ගබඩා කිරීමේ ක්‍රමය නියෝජනය කරයි. වේල්ලක ගබඩා කර ඇති ජලයේ විභව ශක්තිය විද්‍යුත් ශක්තිය බවට පරිවර්තනය කරන ජල විදුලි බලාගාර වැනි වෙනත් ගබඩා පද්ධති පවතී. පහළට වැටෙන ජලය විද්‍යුත් ශක්තිය නිපදවන ටර්බයිනයක පියාසර රෝදය බවට පත් කරයි. තවත් උදාහරණයක් වන්නේ සම්පීඩිත වායුවයි, මුදා හැරීමේදී වායුව ටර්බයිනයේ රෝදය බලය නිපදවනු ඇත.

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

ජාලයෙන් පිටත ගබඩා පද්ධති සඳහා ආවරණ භාවිතා කරන්න.

කලින් සඳහන් කළ පරිදි, ජාලයෙන් පිටත ගබඩා පද්ධති මඟින් සූර්ය හා සුළං බලය වැනි පුනර්ජනනීය බලශක්ති ක්‍රම භාවිතය සහ යැපීම පහසු කළ හැකිය. කෙසේ වෙතත්, එවැනි පද්ධතිවලින් බොහෝ ප්‍රයෝජන ගත හැකි වෙනත් යෙදුම් තිබේ.

නගර විදුලිබල ජාල මගින් සෑම නගරයකම සැපයුම සහ ඉල්ලුම මත පදනම්ව නිවැරදි ප්‍රමාණයේ විදුලිය සැපයීම අරමුණු කරයි. අවශ්‍ය බලය දවස පුරා උච්චාවචනය විය හැකිය. උච්චාවචනයන් අඩු කිරීමට සහ උපරිම ඉල්ලුම ඇති අවස්ථාවන්හිදී වැඩි ස්ථාවරත්වයක් ලබා දීමට ජාලයෙන් පිටත ගබඩා පද්ධති භාවිතා කර ඇත. වෙනස් දෘෂ්ටිකෝණයකින්, ප්‍රධාන විදුලිබල ජාලයේ හෝ නියමිත නඩත්තු කාලවලදී සිදුවන ඕනෑම අනපේක්ෂිත තාක්ෂණික දෝෂයකට වන්දි ගෙවීමට ජාලයෙන් පිටත ගබඩා පද්ධති බෙහෙවින් ප්‍රයෝජනවත් විය හැකිය. විකල්ප බලශක්ති ප්‍රභවයන් සෙවීමකින් තොරව ඔවුන්ට විදුලිබල අවශ්‍යතා සපුරාලිය හැකිය. උදාහරණයක් ලෙස 2023 පෙබරවාරි මස මුලදී ඇති වූ ටෙක්සාස් අයිස් කුණාටුව, දුෂ්කර කාලගුණික තත්ත්වයන් හේතුවෙන් ආසන්න වශයෙන් 262,000 ක් පමණ විදුලිය නොමැතිව ඉතිරි කළ අතර අලුත්වැඩියා කටයුතු ප්‍රමාද විය.

විදුලි වාහන තවත් යෙදුමකි. බැටරිවල ආයු කාලය සහ බල ඝනත්වය පුළුල් කිරීම සඳහා බැටරි නිෂ්පාදනය සහ ආරෝපණ/විසර්ජන උපාය මාර්ග ප්‍රශස්ත කිරීම සඳහා පර්යේෂකයන් විශාල උත්සාහයක් ගෙන ඇත. ලිතියම්-අයන බැටරි මෙම කුඩා විප්ලවයේ පෙරමුණ ගෙන ඇති අතර නව විදුලි මෝටර් රථවල මෙන්ම විදුලි බස් රථවල ද බහුලව භාවිතා කර ඇත. මෙම අවස්ථාවේ දී වඩා හොඳ බැටරි විශාල දුරක් ලබා ගත හැකි නමුත් නිවැරදි තාක්ෂණයන් සමඟ ආරෝපණ කාලය අඩු කරයි.

UAV සහ ජංගම රොබෝ වැනි අනෙකුත් තාක්ෂණික දියුණුව බැටරි සංවර්ධනයෙන් බොහෝ ප්‍රයෝජන ලබා ඇත. ඔවුන්ගේ චලන උපාය මාර්ග සහ පාලන උපාය මාර්ග බැටරි ධාරිතාව සහ සපයනු ලබන බලය මත දැඩි ලෙස රඳා පවතී.

BESS යනු කුමක්ද?

BESS හෙවත් බැටරි බලශක්ති ගබඩා පද්ධතිය යනු ශක්තිය ගබඩා කිරීම සඳහා භාවිතා කළ හැකි බලශක්ති ගබඩා පද්ධතියකි. මෙම ශක්තිය ප්‍රධාන ජාලයෙන් හෝ සුළං ශක්තිය සහ සූර්ය ශක්තිය වැනි පුනර්ජනනීය බලශක්ති ප්‍රභවයන්ගෙන් පැමිණිය හැකිය. එය විවිධ වින්‍යාසයන්ගෙන් (ශ්‍රේණි/සමාන්තර) සකස් කර ඇති සහ අවශ්‍යතා මත පදනම්ව ප්‍රමාණයෙන් යුත් බහු බැටරි වලින් සමන්විත වේ. ඒවා භාවිතය සඳහා DC බලය AC බලය බවට පරිවර්තනය කිරීමට භාවිතා කරන ඉන්වර්ටරයකට සම්බන්ධ කර ඇත. බැටරි තත්ත්වයන් සහ ආරෝපණ/විසර්ජන ක්‍රියාකාරිත්වය නිරීක්ෂණය කිරීම සඳහා බැටරි කළමනාකරණ පද්ධතියක් (BMS) 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 ඒවාට තවමත් සැලකිය යුතු පිරිවැයක් දැරීමට සිදුවන අතර භාවිතය මත පදනම්ව වඩාත් නිතිපතා නඩත්තු කිරීම අවශ්‍ය වේ.

BESS ප්‍රමාණය සහ භාවිත පුරුදු

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

කුඩා කුටුම්භවල සිට විශාල කාර්මික කම්හල් දක්වා අයදුම්පත් පරාසයක විහිදිය හැකි බැවින් මෙය එක් එක් සිද්ධිය අනුව සිදු කෙරේ.

කුඩා නිවාස සඳහා, විශේෂයෙන් නාගරික ප්‍රදේශවල, වඩාත් පොදු පුනර්ජනනීය බලශක්ති ප්‍රභවය වන්නේ ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා පැනල් භාවිතා කරන සූර්ය බලයයි. ඉංජිනේරුවරයා සාමාන්‍යයෙන් නිවසේ සාමාන්‍ය බල පරිභෝජනය සලකා බලා නිශ්චිත ස්ථානය සඳහා වසර පුරා සූර්ය විකිරණය තක්සේරු කරයි. බැටරි ගණන සහ ඒවායේ ජාල වින්‍යාසය තෝරා ගනු ලබන්නේ වසරේ අවම සූර්ය බල සැපයුම අතරතුර ගෘහස්ථ ඉල්ලුමට ගැලපෙන පරිදි බැටරි සම්පූර්ණයෙන්ම බැස නොයන අතර ය. මෙය ප්‍රධාන ජාලයෙන් සම්පූර්ණ බලය ස්වාධීන වීමට විසඳුමක් උපකල්පනය කරයි.

සාපේක්ෂව මධ්‍යස්ථ ආරෝපණ තත්වයක් පවත්වා ගැනීම හෝ බැටරි සම්පූර්ණයෙන්ම විසර්ජනය නොකිරීම මුලදී ප්‍රතිවිරුද්ධ විය හැකි දෙයකි. සියල්ලට පසු, අපට එහි සම්පූර්ණ විභවය උකහා ගත නොහැකි නම් ගබඩා පද්ධතියක් භාවිතා කරන්නේ ඇයි? න්‍යායාත්මකව එය කළ හැකි නමුත්, ආයෝජනයෙන් උපරිම ප්‍රතිලාභ ලබා දෙන උපාය මාර්ගය එය නොවිය හැකිය.

BESS හි ප්‍රධාන අවාසියක් නම් බැටරිවල සාපේක්ෂව ඉහළ පිරිවැයයි. එබැවින්, භාවිත පුරුද්දක් හෝ බැටරි ආයු කාලය උපරිම කරන ආරෝපණ/විසර්ජන උපාය මාර්ගයක් තෝරා ගැනීම අත්‍යවශ්‍ය වේ. උදාහරණයක් ලෙස, ආපසු හැරවිය නොහැකි හානිවලින් පීඩා විඳීමකින් තොරව ඊයම් අම්ල බැටරි 50% ට අඩු ධාරිතාවයකින් විසර්ජනය කළ නොහැක. ලිතියම්-අයන බැටරිවලට වැඩි ශක්ති ඝනත්වයක්, දිගු චක්‍ර ආයු කාලයක් ඇත. ඒවා විශාල පරාසයන් භාවිතයෙන් විසර්ජනය කළ හැකි නමුත් මෙය වැඩි මිලකට පැමිණේ. විවිධ රසායන විද්‍යාවන් අතර පිරිවැයේ ඉහළ විචලනයක් ඇත, ඊයම් අම්ල බැටරි එකම ප්‍රමාණයේ ලිතියම්-අයන බැටරියකට වඩා ඩොලර් සිය ගණනක් සිට දහස් ගණනක් ලාභදායී විය හැකිය. මේ නිසා ඊයම් අම්ල බැටරි 3 වන ලෝකයේ රටවල සහ දුප්පත් ප්‍රජාවන්හි සූර්ය යෙදුම්වල වැඩිපුරම භාවිතා වේ.

බැටරි ක්‍රියාකාරිත්වය එහි ආයු කාලය තුළ පිරිහීම මගින් දැඩි ලෙස බලපායි, එය හදිසි අසාර්ථකත්වයකින් අවසන් වන ස්ථාවර කාර්ය සාධනයක් නොමැත. ඒ වෙනුවට, ධාරිතාව සහ සපයන ලද ධාරිතාව ක්‍රමයෙන් මැකී යා හැකිය. ප්‍රායෝගිකව, එහි ධාරිතාව එහි මුල් ධාරිතාවෙන් 80% ක් ළඟා වූ විට බැටරි ආයු කාලය අවසන් වී ඇති බව සැලකේ. වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, එය 20% ක ධාරිතාව මැකී යාමක් අත්විඳින විට. ප්‍රායෝගිකව, මෙයින් අදහස් කරන්නේ අඩු ශක්ති ප්‍රමාණයක් ලබා දිය හැකි බවයි. මෙය සම්පූර්ණයෙන්ම ස්වාධීන පද්ධති සඳහා භාවිත කාලයන්ට සහ EV එකකට ආවරණය කළ හැකි සැතපුම් ප්‍රමාණයට බලපෑ හැකිය.

සලකා බැලිය යුතු තවත් කරුණක් වන්නේ ආරක්ෂාවයි. නිෂ්පාදන හා තාක්‍ෂණයේ දියුණුවත් සමඟ, මෑත කාලීන බැටරි සාමාන්‍යයෙන් රසායනිකව වඩාත් ස්ථායී වී ඇත. කෙසේ වෙතත්, පිරිහීම සහ අපයෝජන ඉතිහාසය හේතුවෙන්, සෛල තාපජ ලෙස ධාවනය විය හැකි අතර එය විනාශකාරී ප්‍රතිඵලවලට තුඩු දිය හැකි අතර සමහර අවස්ථාවල පාරිභෝගිකයින්ගේ ජීවිතය අනතුරේ හෙළයි.

මේ නිසා සමාගම් බැටරි භාවිතය පාලනය කිරීම සඳහා වඩා හොඳ බැටරි අධීක්ෂණ මෘදුකාංගයක් (BMS) සංවර්ධනය කර ඇති අතර, කාලෝචිත නඩත්තුවක් සැපයීම සහ දරුණු ප්‍රතිවිපාක වළක්වා ගැනීම සඳහා සෞඛ්‍ය තත්ත්වය නිරීක්ෂණය කරයි.

නිගමනය

ජාලක-ශක්ති ගබඩා පද්ධති ප්‍රධාන ජාලයෙන් විදුලිය ස්වාධීනත්වය ලබා ගැනීමට විශිෂ්ට අවස්ථාවක් සපයන අතරම අක්‍රිය කාලවලදී සහ උපරිම බර කාලවලදී උපස්ථ බල ප්‍රභවයක් ද සපයයි. එහි සංවර්ධනය හරිත බලශක්ති ප්‍රභවයන් වෙත මාරුවීමට පහසුකම් සපයන අතර එමඟින් පරිභෝජනයේ නිරන්තර වර්ධනයත් සමඟ බලශක්ති අවශ්‍යතා සපුරාලන අතරම දේශගුණික විපර්යාස කෙරෙහි බලශක්ති උත්පාදනයේ බලපෑම සීමා කරයි.

බැටරි බලශක්ති ගබඩා පද්ධති බහුලව භාවිතා වන අතර විවිධ එදිනෙදා යෙදුම් සඳහා වින්‍යාස කිරීමට පහසුම වේ. ඒවායේ ඉහළ නම්‍යශීලීභාවය සාපේක්ෂව ඉහළ පිරිවැයකින් ප්‍රතිරෝධය දක්වන අතර, අදාළ ආයු කාලය හැකිතාක් දීර්ඝ කිරීම සඳහා අධීක්ෂණ උපාය මාර්ග සංවර්ධනය කිරීමට මග පාදයි. වර්තමානයේ, කර්මාන්තය සහ ශාස්ත්‍රීය ප්‍රජාව විවිධ තත්වයන් යටතේ බැටරි පිරිහීම විමර්ශනය කිරීමට සහ තේරුම් ගැනීමට විශාල උත්සාහයක් දරමින් සිටිති.