மின் ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகள் என்றால் என்ன?

மின் ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகள் (EESS) என்பது பிற்கால பயன்பாட்டிற்காக மின்சாரத்தைப் பிடித்து சேமித்து வைப்பதற்காக வடிவமைக்கப்பட்ட தொழில்நுட்பங்கள் ஆகும், இது மின்சார விநியோகத்தையும் தேவையையும் சமநிலைப்படுத்துவதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது, குறிப்பாக சூரிய சக்தி மற்றும் காற்று போன்ற புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி ஆதாரங்களின் சூழலில்.

நன்றி சுற்றுச்சூழல் பாதுகாப்பு அமைப்பு.

EESS என்றால் என்ன?

மின் ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகள் (EESS) என்பது புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் உட்பட பல்வேறு மூலங்களிலிருந்து உற்பத்தி செய்யப்படும் மின்சாரத்தை பிற்காலத்தில் பயன்படுத்துவதற்காக சேமித்து வைக்க உதவும் புதுமையான தொழில்நுட்பங்கள் ஆகும். இந்த அமைப்புகள் இடைப்பட்ட மின் உற்பத்தி மற்றும் ஏற்ற இறக்கமான தேவையின் சவால்களை நிவர்த்தி செய்வதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. மின் ஆற்றலை மற்ற வகையான சேமிக்கக்கூடிய ஆற்றலாக மாற்றுவதன் மூலமும், தேவைப்படும்போது மீண்டும் மின்சாரமாக மாற்றுவதன் மூலமும், EESS மின் கட்டத்தை உறுதிப்படுத்தவும், மின்சார விநியோகத்தின் நம்பகத்தன்மையை அதிகரிக்கவும் உதவுகிறது. சூரிய சக்தி மற்றும் காற்று போன்ற புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி மூலங்களை ஒருங்கிணைப்பதற்கு இந்த திறன் மிகவும் முக்கியமானது, அவை அவற்றின் உற்பத்தியில் இயல்பாகவே மாறுபடும், பரந்த எரிசக்தி உள்கட்டமைப்பில்.

EESS இன் முக்கிய செயல்பாடுகள்

• உச்ச சவரம் மற்றும் சுமை சமன் செய்தல்: குறைந்த தேவை உள்ள காலங்களில் EESS அதிகப்படியான ஆற்றலைச் சேமித்து, உச்ச நேரங்களில் அதை வெளியேற்றி, மின் சுமை வளைவுகளை மென்மையாக்கி, கட்டத் திறனை மேம்படுத்துகிறது.
• கட்ட நிலைத்தன்மை: இந்த அமைப்புகள் விரைவான அதிர்வெண் ஒழுங்குமுறை மற்றும் மின்னழுத்த ஆதரவை வழங்குகின்றன, மின்சார தரம் மற்றும் கட்ட நம்பகத்தன்மையைப் பராமரிக்கின்றன.
• புதுப்பிக்கத்தக்க ஒருங்கிணைப்பு: உற்பத்தி குறைவாக இருக்கும்போது பயன்படுத்த அதிகப்படியான ஆற்றலைச் சேமிப்பதன் மூலம் புதுப்பிக்கத்தக்க மூலங்களின் இடைப்பட்ட தன்மையை EESS குறைக்கிறது, இது சுத்தமான ஆற்றலின் அதிக ஊடுருவலை எளிதாக்குகிறது.
• மீள்தன்மை மற்றும் காப்புப்பிரதி: மின் தடைகள் அல்லது அவசரநிலைகளின் போது, EESS முக்கியமான காப்பு சக்தியை வழங்குகிறது, ஒட்டுமொத்த மின் கட்ட மீள்தன்மையை மேம்படுத்துகிறது.
• செலவு குறைப்பு: எரிசக்தி நடுவர் தீர்ப்பை செயல்படுத்துவதன் மூலமும், விலையுயர்ந்த பீக்கர் ஆலைகளை நம்பியிருப்பதைக் குறைப்பதன் மூலமும், EESS நுகர்வோர் மற்றும் பயன்பாடுகளுக்கான ஒட்டுமொத்த எரிசக்தி செலவுகளைக் குறைக்க உதவுகிறது.

ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகளின் வகைகள்

ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகள் பல்வேறு தொழில்நுட்பங்களை உள்ளடக்கியது, ஒவ்வொன்றும் தனித்துவமான பண்புகள் மற்றும் பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன:

• பேட்டரி ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகள் (BESS): முதன்மையாக லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளைப் பயன்படுத்தும் இந்த அமைப்புகள், அவற்றின் அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி மற்றும் குறைந்த செலவுகள் காரணமாக சந்தையில் ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன. மற்ற பேட்டரி வகைகளில் திட-நிலை மற்றும் ஓட்ட பேட்டரிகள் அடங்கும்.

• இயந்திர சேமிப்பு: இந்த பிரிவில் அதிகப்படியான மின்சாரத்தைப் பயன்படுத்தி அதிக உயரங்களுக்கு தண்ணீரை பம்ப் செய்யும் பம்ப் செய்யப்பட்ட நீர் சேமிப்பு மற்றும் நிலத்தடி குகைகளில் காற்று அழுத்தப்படும் அழுத்தப்பட்ட காற்று ஆற்றல் சேமிப்பு (CAES) ஆகியவை அடங்கும்.

தென்மேற்கு ஆராய்ச்சி நிறுவனத்தின் இயந்திர சேமிப்பு திட்டம்

• வெப்ப ஆற்றல் சேமிப்பு: இந்த அமைப்புகள் உருகிய உப்பு போன்ற வெப்ப வடிவிலோ அல்லது பனிக்கட்டி போன்ற குளிர் வடிவிலோ ஆற்றலைச் சேமித்து, பின்னர் வெப்பமாக்கல் அல்லது குளிரூட்டும் பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்துகின்றன.

• ஃப்ளைவீல் ஆற்றல் சேமிப்பு: இந்த தொழில்நுட்பம் இயக்க ஆற்றலை சுழலும் வெகுஜனத்தில் சேமிக்கிறது, இது விரைவான ஆற்றல் வெளியீடு தேவைப்படும் குறுகிய கால பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றது.

சீனாவின் ஷென்செனில் ஃப்ளைவீல் எரிசக்தி சேமிப்பு திட்டம்

சேமிப்பக அமைப்பு ஒப்பீடு

பேட்டரி ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகள் (BESS) மற்ற மின் சேமிப்பு அமைப்புகளை விட, குறிப்பாக ஆற்றல் அடர்த்தி மற்றும் பல்துறைத்திறன் அடிப்படையில் தனித்துவமான நன்மைகளை வழங்குகின்றன. குறிப்பாக லித்தியம்-அயன் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தும் BESS, சூப்பர் கேபாசிட்டர்கள் போன்ற மாற்றுகளுடன் ஒப்பிடும்போது அதிக ஆற்றல் அடர்த்தியை வழங்குகிறது, இது மிகவும் சிறிய மற்றும் திறமையான சேமிப்பு தீர்வுகளை அனுமதிக்கிறது. பம்ப் செய்யப்பட்ட ஹைட்ரோ அல்லது சுருக்கப்பட்ட காற்று சேமிப்பு போன்ற இயந்திர அமைப்புகளைப் போலல்லாமல், BESS ஐ குடியிருப்பு முதல் பயன்பாட்டு அளவிலான பயன்பாடுகள் வரை பல்வேறு அமைப்புகளில் எளிதாக அளவிடலாம் மற்றும் பயன்படுத்தலாம்.

இருப்பினும், சில மாற்றுகளுடன் ஒப்பிடும்போது BESS சுழற்சி ஆயுள் மற்றும் நீண்ட கால சேமிப்பின் அடிப்படையில் சவால்களை எதிர்கொள்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக, ஓட்ட பேட்டரிகள் நீண்ட ஆயுட்காலம் மற்றும் சேதமின்றி ஆழமாக வெளியேற்றும் திறனை வழங்குகின்றன, இதனால் அவை நீண்ட கால சேவைகளுக்கு ஏற்றதாக அமைகின்றன. சூப்பர் கேபாசிட்டர்கள், குறைந்த ஆற்றல் அடர்த்தியைக் கொண்டிருந்தாலும், விரைவான சார்ஜ் மற்றும் வெளியேற்ற திறன்களில் சிறந்து விளங்குகின்றன, இதனால் அவை அதிக சக்தி, குறுகிய கால பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றதாக அமைகின்றன. BESS மற்றும் பிற சேமிப்பு அமைப்புகளுக்கு இடையிலான தேர்வு இறுதியில் ஆற்றல் திறன், மின் வெளியீடு, மறுமொழி நேரம் மற்றும் செலவு பரிசீலனைகள் உள்ளிட்ட குறிப்பிட்ட பயன்பாட்டுத் தேவைகளைப் பொறுத்தது.

BESS பற்றி மேலும் ஆராயுங்கள்

ஆற்றல் சேமிப்பு ஊடகம்

மின் ஆற்றல் சேமிப்பு ஊடகங்கள், பிற்கால பயன்பாட்டிற்காக மின் ஆற்றலைச் சேமிக்க வடிவமைக்கப்பட்ட பல்வேறு தொழில்நுட்பங்களை உள்ளடக்கியது. மிகவும் பொதுவான வகைகள் பின்வருமாறு:

• மின்வேதியியல் பேட்டரிகள்: இவற்றில் லித்தியம்-அயன், லீட்-அமிலம் மற்றும் ஃப்ளோ பேட்டரிகள் அடங்கும். லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் அவற்றின் அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி மற்றும் குறைந்து வரும் செலவுகள் காரணமாக சந்தையில் ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன.
• மின்தேக்கிகள் மற்றும் சூப்பர் மின்தேக்கிகள்: இந்த சாதனங்கள் மின்சார புலத்தில் ஆற்றலைச் சேமித்து, விரைவான சார்ஜ் மற்றும் வெளியேற்ற பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றவை.
• மீக்கடத்தும் காந்த ஆற்றல் சேமிப்பு (SMES): இந்த தொழில்நுட்பம் ஒரு மீக்கடத்தும் சுருளில் நேரடி மின்னோட்டத்தின் ஓட்டத்தால் உருவாக்கப்பட்ட காந்தப்புலத்தில் ஆற்றலைச் சேமிக்கிறது.
• வெப்ப சேமிப்பு: உருகிய உப்பு அல்லது பனி சேமிப்பு போன்ற அமைப்புகள் மின் ஆற்றலை வெப்ப ஆற்றலாக மாற்றி பின்னர் பயன்படுத்துகின்றன.

EESS இன் பயன்பாடுகள்

மின் ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகள் பல்வேறு துறைகளில் பல்வேறு பயன்பாடுகளைக் காண்கின்றன. மின் கட்டத்தில், அவை விநியோகம் மற்றும் தேவையை நிலைப்படுத்துவதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன, குறிப்பாக இடைப்பட்ட புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி ஆதாரங்களை ஒருங்கிணைக்கும்போது. EESS ஆற்றல் நுகர்வு நேரத்தை மாற்ற உதவுகிறது, பயனர்கள் உச்ச தேவை காலங்களில் பயன்படுத்த ஆஃப்-பீக் நேரங்களில் மின்சாரத்தை சேமிக்க அனுமதிக்கிறது. இந்த அமைப்புகள் மைக்ரோகிரிட்களிலும் முக்கிய கூறுகளாகும், மின் தடைகளின் போது காப்பு சக்தியை வழங்குகின்றன மற்றும் ஒட்டுமொத்த கிரிட் மீள்தன்மையை மேம்படுத்துகின்றன. போக்குவரத்துத் துறையில், EESS தொழில்நுட்பங்கள், குறிப்பாக பேட்டரி அமைப்புகள், மின்சார வாகனங்களின் செயல்பாட்டிற்கு அடிப்படையானவை. கூடுதலாக, EESS தொழில்துறை மற்றும் வணிக பயன்பாடுகளை உச்ச சுமைகளை நிர்வகிக்கவும் ஆற்றல் செலவுகளைக் குறைக்கவும் உதவுவதன் மூலம் ஆதரிக்கிறது.

EESS இன் நன்மைகள்

மின் ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகளை செயல்படுத்துவது ஆற்றல் மேலாண்மை மற்றும் நிலைத்தன்மைக்கு ஏராளமான நன்மைகளை வழங்குகிறது. இந்த அமைப்புகள் விநியோகத்தையும் தேவையையும் சமநிலைப்படுத்துவதன் மூலம் கட்ட நிலைத்தன்மைக்கு பங்களிக்கின்றன, விலையுயர்ந்த உச்ச மின் உற்பத்தி நிலையங்களின் தேவையைக் குறைக்கின்றன. EESS புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி ஆதாரங்களை அதிக அளவில் ஒருங்கிணைக்க உதவுகிறது, சூரிய மற்றும் காற்றாலை மின்சாரத்துடன் தொடர்புடைய இடைப்பட்ட சிக்கல்களைத் தணிக்க உதவுகிறது. குறைந்த விலை காலங்களில் பயனர்கள் ஆற்றலைச் சேமித்து அதிக தேவை உள்ள நேரங்களில் அதைப் பயன்படுத்த உதவுவதன் மூலம், EESS குறிப்பிடத்தக்க செலவு சேமிப்புக்கு வழிவகுக்கும். கூடுதலாக, இந்த அமைப்புகள் மின் தடைகளின் போது காப்புப்பிரதியை வழங்குவதன் மூலம் மின் நம்பகத்தன்மையை மேம்படுத்துகின்றன மற்றும் புதுப்பிக்கத்தக்க வள பயன்பாட்டை மேம்படுத்துவதன் மூலமும் பசுமை இல்ல வாயு வெளியேற்றத்தைக் குறைப்பதன் மூலமும் சுற்றுச்சூழல் நிலைத்தன்மைக்கு பங்களிக்கின்றன.

மைக்ரோகிரிட் ஆதரவில் EESS

மைக்ரோகிரிட்களின் செயல்திறன் மற்றும் நம்பகத்தன்மையை மேம்படுத்துவதில் எரிசக்தி சேமிப்பு அமைப்புகள் (ESS) முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. அவை மின் தர மேம்பாடு, அதிர்வெண் ஒழுங்குமுறை மற்றும் மின்னழுத்த ஆதரவு போன்ற அத்தியாவசிய சேவைகளை வழங்குகின்றன, அவை இடையூறுகளின் போது கட்டத்தை உறுதிப்படுத்துகின்றன மற்றும் மின் தடைகள் அடுக்கடுக்காக வருவதைத் தடுக்கின்றன. உற்பத்தி அதிகமாக இருக்கும்போது அதிகப்படியான ஆற்றலைச் சேமித்து, தேவைப்படும்போது அதை வெளியேற்றுவதன் மூலம் புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி ஆதாரங்களை திறம்பட ஒருங்கிணைக்க ESS மைக்ரோகிரிட்களை செயல்படுத்துகிறது, இதனால் இடைப்பட்ட சிக்கல்களைச் சமாளிக்கிறது.

மைக்ரோகிரிட் பயன்பாடுகளில், ESS பல முக்கிய நன்மைகளை வழங்குகிறது:

• மேம்படுத்தப்பட்ட மீள்தன்மை: மின் தடைகளின் போது காப்பு மின்சாரத்தை வழங்கி, தீவுப் பணிகளைச் செயல்படுத்தும் ஒரு இடையகமாக ESS செயல்படுகிறது.
• மேம்படுத்தப்பட்ட ஆற்றல் மேலாண்மை: இது உச்ச சவரம், சுமை சமன் செய்தல் மற்றும் ஆற்றல் நடுவர் ஆகியவற்றை அனுமதிக்கிறது, ஆற்றல் செலவுகளை மேம்படுத்துகிறது.
• புதுப்பிக்கத்தக்க ஒருங்கிணைப்பு அதிகரிப்பு: சூரிய சக்தி மற்றும் காற்று போன்ற மாறுபட்ட புதுப்பிக்கத்தக்க மூலங்களின் அதிக ஊடுருவலை ESS எளிதாக்குகிறது.
• கட்ட நிலைத்தன்மை: இது அதிர்வெண் ஒழுங்குமுறை மற்றும் மின்னழுத்த ஆதரவுக்கு விரைவான பதிலை வழங்குகிறது, மின்சார தரத்தை பராமரிக்கிறது.
• செயல்பாட்டு நெகிழ்வுத்தன்மை: ESS மைக்ரோகிரிட்களை சுயாதீனமாகவோ அல்லது பிரதான கிரிட்டுடன் இணைந்து செயல்பட உதவுகிறது, இது ஒட்டுமொத்த அமைப்பின் நம்பகத்தன்மையை மேம்படுத்துகிறது.

உலகளாவிய பயன்பாட்டிற்காக EESS ஐ அளவிடுவதில் உள்ள சவால்கள்

உலகளாவிய பயன்பாட்டிற்காக மின் ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகளை (EESS) விரிவுபடுத்துவது பல குறிப்பிடத்தக்க சவால்களை எதிர்கொள்கிறது:

• அதிக செயல்படுத்தல் செலவுகள்: பேட்டரி விலைகள் குறைந்து வந்தாலும், பெரிய அளவிலான EESS-க்கான ஆரம்ப முதலீடு கணிசமாக உள்ளது. இது வளரும் நாடுகளுக்கும் சிறிய பயன்பாடுகளுக்கும் குறிப்பாக சவாலானது.
• தொழில்நுட்ப வரம்புகள்: தற்போதைய சேமிப்பு தொழில்நுட்பங்கள் திறன் கட்டுப்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன, அவை அவற்றின் அளவிடுதலைத் தடுக்கின்றன. பெரிய அளவிலான சேமிப்பு அமைப்புகளை ஏற்கனவே உள்ள மின் கட்டமைப்புகளுடன் ஒருங்கிணைப்பதும் தொழில்நுட்ப தடைகளை முன்வைக்கிறது.
• பொருள் பற்றாக்குறை: ஆற்றல் சேமிப்பிற்கான பேட்டரிகளின் உற்பத்தி அரிதான பூமி தாதுக்களை நம்பியுள்ளது, இது வள கிடைக்கும் தன்மை மற்றும் சுற்றுச்சூழல் பாதிப்பு குறித்த கவலைகளை எழுப்புகிறது.
• ஒழுங்குமுறை தடைகள்: பிராந்தியங்களில் சீரற்ற கொள்கைகள் மற்றும் சந்தை கட்டமைப்புகள் EESS இன் பயன்பாட்டை சிக்கலாக்குகின்றன, முதலீட்டாளர்கள் மற்றும் டெவலப்பர்களுக்கு நிச்சயமற்ற தன்மையை உருவாக்குகின்றன.

இந்த சவால்களை சமாளிப்பதற்கு, தொடர்ச்சியான தொழில்நுட்ப கண்டுபிடிப்புகள், ஆதரவான கொள்கைகள் மற்றும் உலகளாவிய அளவில் EESS ஐ மேலும் அணுகக்கூடியதாகவும் திறமையாகவும் மாற்ற ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டில் அதிகரித்த முதலீடு தேவை.

EESS வரிசைப்படுத்தல் செலவுகள்

மின் ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகளை (EESS) பயன்படுத்துவதற்கான செலவு தொழில்நுட்பம், அளவு மற்றும் பயன்பாட்டைப் பொறுத்து கணிசமாக மாறுபடும். கிரிட் அளவிலான பேட்டரி சேமிப்பு அமைப்புகளுக்கு, 2021 ஆம் ஆண்டில் மொத்த நிறுவப்பட்ட செலவுகள் 100 மெகாவாட், 10-மணிநேர அமைப்புகளுக்கு $356/kWh முதல் $449/kWh வரை, பேட்டரி வேதியியலைப் பொறுத்து இருந்தன. 2030 ஆம் ஆண்டிற்கான கணிப்புகள் சாத்தியமான செலவுக் குறைப்புகளைக் காட்டுகின்றன, லித்தியம் இரும்பு பாஸ்பேட் (LFP) பேட்டரிகள் 100 மெகாவாட், 4-மணிநேர அமைப்புக்கு $291/kWh ஐ எட்டும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.

EESS பயன்படுத்தல் செலவுகளைப் பாதிக்கும் முக்கிய காரணிகள் பின்வருமாறு:

• வன்பொருள் செலவுகள் (பேட்டரிகள், இன்வெர்ட்டர்கள், கணினி கூறுகளின் இருப்பு)
• நிறுவல் மற்றும் செயல்பாட்டு செலவுகள்
• தற்போதைய செயல்பாடு மற்றும் பராமரிப்பு செலவுகள்
• ஆரம்ப அமைப்பின் செலவில் 5-10% என மதிப்பிடப்பட்ட வாழ்நாள் இறுதிச் செலவுகள்.

தொழில்நுட்பம் முன்னேறி உற்பத்தி அதிகரிக்கும் போது, EESS செலவுகள் மேலும் குறையும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது, இது ஒட்டுமொத்த சமப்படுத்தப்பட்ட சேமிப்பு செலவுகளுக்கு $200-$500/MWh வரம்பை எட்டும். இருப்பினும், புதுப்பிக்கத்தக்க மூலங்களிலிருந்து மின்சார உற்பத்தியின் வழக்கமான சமப்படுத்தப்பட்ட செலவுகளை விட இந்த செலவுகள் அதிகமாகவே உள்ளன, இது பெரிய அளவில் ஆற்றல் சேமிப்பை பொருளாதார ரீதியாக போட்டித்தன்மை வாய்ந்ததாக மாற்றுவதற்கான தற்போதைய சவாலை எடுத்துக்காட்டுகிறது.