এনার্জি স্টোরেজ ডিজাইন: এনার্জি স্টোরেজ ঠিক কী? পার্ট ওয়ান

সহজ কথায়, শক্তি সঞ্চয় হল অব্যবহৃত শক্তি সঞ্চয় করার এবং প্রয়োজনে পুনরায় ব্যবহার করার প্রক্রিয়া। শক্তির ক্ষেত্রে, শক্তি সঞ্চয় প্রযুক্তি একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে কারণ এটি সৌর এবং বায়ু শক্তির মতো অস্থির নবায়নযোগ্য শক্তির উত্সগুলির স্থিতিশীল আউটপুট সক্ষম করে, যা আমাদের দৈনন্দিন জীবন এবং কাজের জন্য অবিচ্ছিন্ন বিদ্যুৎ সরবরাহ করে। তাদের মধ্যে, উচ্চ শক্তির ঘনত্ব, দীর্ঘ জীবনকাল এবং দ্রুত প্রতিক্রিয়া গতির কারণে লিথিয়াম-আয়ন ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল শক্তি সঞ্চয়স্থান সবচেয়ে দ্রুত বিকাশমান শক্তি সঞ্চয় প্রযুক্তিগুলির মধ্যে একটি হয়ে উঠেছে।

1 মৌলিক ভূমিকা

এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেমে একটি ব্যাটারি, বৈদ্যুতিক উপাদান, যান্ত্রিক সহায়তা, হিটিং এবং কুলিং সিস্টেম (থার্মাল ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম), দ্বিমুখী শক্তি রূপান্তর ব্যবস্থা, শক্তি ব্যবস্থাপনা সিস্টেম এবং ব্যাটারি ব্যবস্থাপনা সিস্টেম রয়েছে। ব্যাটারিটি সাজানো হয়, সংযুক্ত করা হয় এবং একটি ব্যাটারি মডিউলে একত্রিত করা হয়, এবং তারপরে ব্যাটারি ক্যাবিনেট গঠনের জন্য ক্যাবিনেটের অভ্যন্তরে অন্যান্য উপাদানগুলির সাথে স্থির এবং একত্রিত করা হয়।

সাধারণ সংজ্ঞা: শক্তি সঞ্চয় শক্তির সঞ্চয়কে বোঝায়। এটি একটি মাধ্যম বা ডিভাইসের মাধ্যমে শক্তি সঞ্চয় করার এবং ভবিষ্যতের প্রয়োগের প্রয়োজনের উপর ভিত্তি করে একটি নির্দিষ্ট আকারে মুক্তি দেওয়ার চক্রীয় প্রক্রিয়াকে বোঝায়।

সংক্ষিপ্তভাবে সংজ্ঞায়িত: বৈদ্যুতিক শক্তি সঞ্চয়ের জন্য। প্রযুক্তি এবং ব্যবস্থার একটি সিরিজ যা রাসায়নিক বা ভৌত পদ্ধতি ব্যবহার করে উত্পন্ন শক্তি সঞ্চয় করে এবং প্রয়োজনে তা বৈদ্যুতিক শক্তির আকারে ছেড়ে দেয়। (পরবর্তী সমস্ত ভূমিকা বৈদ্যুতিক শক্তি সঞ্চয়ের সংকীর্ণ সংজ্ঞার মধ্যে সীমাবদ্ধ)

1. পরিভাষা এবং সংজ্ঞা

ব্যাটারি: নতুন শক্তি সঞ্চয়ের অন্যতম প্রধান প্রযুক্তিগত রুট হিসাবে, নতুন শক্তি সঞ্চয়স্থানের ব্যাটারিগুলি পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি খরচের অনুপাত বৃদ্ধিতে এবং পাওয়ার সিস্টেমের নিরাপদ এবং স্থিতিশীল অপারেশন নিশ্চিত করতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। লিথিয়াম ব্যাটারি, মূল শক্তি সঞ্চয়ের ডিভাইস হিসাবে, "কেন্দ্র" যা ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল শক্তি সঞ্চয়ের অগ্রগতি নির্ধারণ করে। লিথিয়াম ব্যাটারিগুলিকে বিভিন্ন ইতিবাচক ইলেক্ট্রোড উপাদান অনুসারে লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারি এবং টারনারি লিথিয়াম ব্যাটারিতে ভাগ করা হয়। এনার্জি স্টোরেজ মার্কেটে প্রধানত লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারির আধিপত্য রয়েছে এবং দিন ও রাতের মধ্যে পিক ভ্যালির পার্থক্য দূর করাই হল এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেমের প্রধান প্রয়োগের দৃশ্য। পণ্য ব্যবহারের সময় সরাসরি প্রকল্পের আয়কে প্রভাবিত করে। এনার্জি স্টোরেজ ইউনিটগুলি, সাধারণত ব্যাটারির উল্লেখ করে, বৈদ্যুতিক শক্তি সঞ্চয় এবং মুক্তির জন্য এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেমে ব্যবহৃত মৌলিক ডিভাইস।

সেল: একটি একক ব্যাটারি, একটি ব্যাটারির ক্ষুদ্রতম একক।

ব্যাটারি মডিউল/প্যাক: স্বতন্ত্র ব্যাটারির একটি সিরিজের জন্য একটি আদর্শ প্যাকেজ।

ব্যাটারি র্যাক/ক্লাস্টার: ব্যাটারি মডিউলগুলির একটি সিরিজের সমন্বয়ে গঠিত একটি শক্তি সঞ্চয় ইউনিট।

ব্যাটারি কালেকশন প্যানেল (BCP): ব্যাটারি র্যাক এবং এনার্জি স্টোরেজ ইনভার্টারের মধ্যে অবস্থিত, ফটোভোলটাইক ডিসি কম্বাইনার বক্সের মতো।

পাওয়ার কনভার্সন সিস্টেম (PCS): একটি দ্বিমুখী DC/AC বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল।

ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম (BMS): ওভারচার্জিং এবং অতিরিক্ত ডিসচার্জিং রোধ করতে, ব্যাটারির আয়ু বাড়াতে এবং ব্যাটারির স্থিতি পর্যবেক্ষণ করতে বিভিন্ন ব্যাটারি ইউনিটের বুদ্ধিমান ব্যবস্থাপনা এবং রক্ষণাবেক্ষণ।

ইতিবাচক ইলেক্ট্রোড উপাদান: ব্যাটারির অংশ যা অক্সিডেশন প্রতিক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায়। সাধারণ ইতিবাচক ইলেক্ট্রোড উপাদানগুলির মধ্যে রয়েছে লিথিয়াম কোবাল্ট অক্সাইড (LiCoO2), লিথিয়াম আয়রন ফসফেট (LiFePO4), লিথিয়াম নিকেল ম্যাঙ্গানিজ কোবাল্ট অক্সাইড (NMC) ইত্যাদি।

নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড উপাদান: ব্যাটারির অংশ যা হ্রাস প্রতিক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায়। সাধারণ নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড উপাদানের মধ্যে রয়েছে গ্রাফাইট, সিলিকন, টিন ইত্যাদি। ইলেক্ট্রোলাইট: ব্যাটারিতে আয়ন পরিবহনের মাধ্যম, যা তরল বা কঠিন (কঠিন ইলেক্ট্রোলাইট) হতে পারে। ইলেক্ট্রোলাইটগুলি আয়নগুলিকে ইতিবাচক এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডের মধ্যে স্থানান্তর করতে দেয়, চার্জিং এবং ডিসচার্জিং প্রক্রিয়াটি সম্পূর্ণ করে।

ডায়াফ্রাম: ধনাত্মক এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডের মধ্যে অবস্থিত, এর কাজ হল ইতিবাচক এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডগুলির মধ্যে সরাসরি যোগাযোগকে একটি শর্ট সার্কিট হতে বাধা দেওয়া, যখন আয়নগুলিকে অতিক্রম করার অনুমতি দেয়।

বর্তমান সংগ্রাহক: সাধারণত তামা এবং অ্যালুমিনিয়ামের মতো ধাতু দিয়ে তৈরি, একটি ব্যাটারি কোষের বর্তমানকে একটি বহিরাগত সার্কিটে প্রেরণ করতে ব্যবহৃত হয়।

ব্যাটারি কেসিং: অভ্যন্তরীণ উপাদানগুলিকে রক্ষা করতে এবং যান্ত্রিক সহায়তা প্রদান করতে ব্যবহৃত ব্যাটারির বাহ্যিক কাঠামো।

ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম (BMS): ব্যাটারির চার্জিং এবং ডিসচার্জিং প্রক্রিয়া পর্যবেক্ষণ এবং পরিচালনার জন্য দায়ী, তাদের নিরাপদ অপারেশন নিশ্চিত করা এবং তাদের কর্মক্ষমতা এবং জীবনকাল অপ্টিমাইজ করা।

এনার্জি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম (ইএমএস): এটি একটি বুদ্ধিমান সিস্টেম যা সফ্টওয়্যার এবং হার্ডওয়্যারকে একীভূত করে, যা শক্তি সিস্টেমে শক্তি প্রবাহ এবং খরচ নিরীক্ষণ, নিয়ন্ত্রণ এবং অপ্টিমাইজ করতে ব্যবহৃত হয়। এটি ডেটা সংগ্রহ, বিশ্লেষণ এবং সিদ্ধান্ত সমর্থন প্রযুক্তির উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছে, যা বাস্তব সময়ে শক্তি সরঞ্জামের অপারেটিং অবস্থা, শক্তি খরচ এবং পরিবেশগত অবস্থা নিরীক্ষণ করতে পারে, যার ফলে শক্তির দক্ষ ব্যবস্থাপনা এবং অপ্টিমাইজেশন অর্জন করা যায়।

হিটিং, ভেন্টিলেশন এবং এয়ার কন্ডিশনার (HVAC) সিস্টেম: সাধারণত ব্যাটারির পাত্রে বায়ুচলাচল, তাপ অপচয় এবং ব্যাটারির নিরোধক নিশ্চিত করতে ব্যবহৃত হয়।

ব্যাটারি ক্যাপাসিটি: চার্জ Q এর পরিমাণ যা ধারণ করা বা ছেড়ে দেওয়া যেতে পারে, যেমন, ব্যাটারির ক্ষমতা (Ah)=বর্তমান (A) x ডিসচার্জ সময় (h), সাধারণত আহ (অ্যাম্পিয়ার ঘন্টা) এ পরিমাপ করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, যদি শক্তি সঞ্চয়ের ব্যাটারিটিকে 96Ah হিসাবে লেবেল করা হয়, তাত্ত্বিকভাবে এটি 96A এর একটি কার্যকরী কারেন্টে 1 ঘন্টা ব্যবহার করা যেতে পারে।

ব্যাটারি শক্তি: একটি ব্যাটারিতে সঞ্চিত শক্তি, Wh (ওয়াট ঘন্টা) এ পরিমাপ করা হয়, যেখানে Wh ব্যাটারির ক্ষমতা (Ah) দ্বারা গুণিত ভোল্টেজ (V) এর সমান। উদাহরণস্বরূপ, একটি 3.2V/96Ah ব্যাটারির শক্তি 307.2Wh, এবং যদি আমরা সিরিজে এই ধরনের চারটি ব্যাটারি সংযুক্ত করি, তাহলে আমরা 12.8V এর ভোল্টেজ এবং 96Ah ক্ষমতা সহ একটি ব্যাটারি প্যাক তৈরি করি। ব্যাটারির ক্ষমতা বাড়ানো না গেলেও মোট শক্তি চারগুণ বেড়ে যায়।

চার্জ ডিসচার্জ রেট (সি-রেট): ডিসচার্জ রেট একটি নির্দিষ্ট সময়ের মধ্যে তার রেট করা ক্ষমতা ডিসচার্জ করার জন্য প্রয়োজনীয় বর্তমান মানকে বোঝায়, যা সংখ্যাগতভাবে ব্যাটারির রেট করা ক্ষমতার একাধিকের সমান। যথা, চার্জ এবং ডিসচার্জ কারেন্ট (A) রেট করা ক্ষমতা (Ah) দ্বারা ভাগ করা হয়, যার ইউনিট সাধারণত C (C-রেটের জন্য সংক্ষিপ্ত), যেমন 0.5C, 1C, ইত্যাদি।

গ্যারান্টিড পাওয়ার ক্যাপাসিটি (GPC): একটি নির্দিষ্ট ব্যবহারের সময়সীমার মধ্যে একটি শক্তি সঞ্চয়স্থান সিস্টেম দ্বারা প্রকাশিত ন্যূনতম ক্ষমতা।

রাউন্ড ট্রিপ এফিসিয়েন্সি (RTE): ব্যাটারি সম্পূর্ণ চার্জ হওয়ার সময় এসি টার্মিনাল থেকে বিদ্যুতের মোট পরিমাণের অনুপাত AC টার্মিনালকে সম্পূর্ণরূপে চার্জ করার জন্য প্রয়োজনীয় বিদ্যুতের পরিমাণের সাথে, চার্জ করার সময় সরঞ্জামের ক্ষতি এবং স্ব-ব্যবহারের বিষয়টি বিবেচনা করে। নিষ্কাশন

সাইকেল লাইফ: একটি ব্যাটারির আয়ুষ্কাল দুটি প্যারামিটারে বিভক্ত: সাইকেল লাইফ এবং ক্যালেন্ডার লাইফ। সাইকেল লাইফ বলতে বোঝায় চার্জিং এবং ডিসচার্জিংয়ের মাধ্যমে একটি ব্যাটারি কতবার সাইকেল চালাতে পারে। আদর্শ তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতার অবস্থার অধীনে, রেট করা কারেন্টে চার্জ এবং ডিসচার্জ করুন এবং ব্যাটারির ক্ষমতা 80% এ ক্ষয় হলে কত চক্রের অভিজ্ঞতা হয় তা গণনা করুন। ক্যালেন্ডারের আয়ুষ্কাল সেই সময়কালকে বোঝায় যে সময়ে একটি ব্যাটারি নির্দিষ্ট ব্যবহারের শর্তে তার জীবনকালের অবস্থার (ক্ষমতা ক্ষয় 80% পর্যন্ত) শেষ হয়ে যায়। সাধারণত, দুটির ছোট মান মূল্যায়ন করা যেতে পারে।