बैटरी एनर्जी स्टोरेज सिस्टम (बीईएसएस) की क्षमता को अनलॉक करना - बैटरी टेक्नोलॉजीज

बैटरी एनर्जी स्टोरेज सिस्टम (बीईएसएस) हमारे ऊर्जा उपभोग के तरीके में क्रांतिकारी बदलाव ला रहा है और प्रचुर मात्रा में ऊर्जा प्रदान कर रहा हैoस्मार्ट ऊर्जा खपत, लागत में कमी, लचीलापन, संसाधन संरक्षण और पर्यावरणीय दक्षता सहित एफ लाभ।

BESS विभिन्न आकारों में आता है, जिसमें कॉम्पैक्ट घरेलू इकाइयों से लेकर दुनिया भर में उपयोगिताओं और उद्योगों को आपूर्ति करने वाले बड़े पैमाने के सिस्टम शामिल हैं।हालाँकि, ये प्रणालियाँ उनके द्वारा नियोजित इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री या बैटरी तकनीक के आधार पर भिन्न होती हैं।इस लेख में, हम प्राथमिक BESS बैटरी प्रकारों और ऊर्जा भंडारण समाधानों के लिए उनके द्वारा प्रस्तुत अवसरों के बारे में विस्तार से जानेंगे।

लिथियम-आयन (Li-Ion) बैटरियां

अमेरिकी ऊर्जा सूचना प्रशासन (ईआईए) की 2020 की रिपोर्ट के अनुसार, संयुक्त राज्य अमेरिका में 90% से अधिक बड़े पैमाने की बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणालियाँ लिथियम-आयन बैटरी पर निर्भर थीं।वैश्विक आँकड़े इस प्रवृत्ति की प्रतिध्वनि करते हैं।यह रिचार्जेबल बैटरी प्रकार इलेक्ट्रिक वाहनों, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और स्मार्टफोन, लैपटॉप, टैबलेट और कैमरे जैसे पोर्टेबल उपकरणों में सर्वव्यापी है।लिथियम-आयन बैटरियां विभिन्न रसायन विज्ञानों को शामिल करती हैं, जिनमें लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड, लिथियम मैंगनीज ऑक्साइड, लिथियम आयरन फॉस्फेट और लिथियम निकल मैंगनीज कोबाल्ट ऑक्साइड (एनएमसी) शामिल हैं।

ली-आयन बैटरियों के असंख्य फायदे हैं, जो उन्हें ऊर्जा भंडारण में अग्रणी तकनीक बनाते हैं।ये बैटरियां हल्की, कॉम्पैक्ट, उच्च क्षमता और ऊर्जा घनत्व वाली हैं, इन्हें न्यूनतम रखरखाव की आवश्यकता होती है और ये लंबे समय तक चलती हैं।इसके अलावा, वे तेजी से चार्ज होते हैं और उनकी स्व-निर्वहन दर कम होती है।हालाँकि, उनकी कमियों में अपेक्षाकृत उच्च लागत, ज्वलनशीलता और अत्यधिक तापमान के प्रति संवेदनशीलता, ओवरचार्जिंग और ओवर-डिस्चार्जिंग शामिल हैं।

लेड-एसिड (PbA) बैटरियाँ

लेड-एसिड बैटरियां उपलब्ध सबसे पुरानी और सबसे अधिक लागत प्रभावी बैटरी प्रौद्योगिकियों में से एक का प्रतिनिधित्व करती हैं।वे ऑटोमोटिव, औद्योगिक अनुप्रयोगों और बिजली भंडारण प्रणालियों में व्यापक उपयोग पाते हैं।विशेष रूप से, ये बैटरियां अत्यधिक पुनर्नवीनीकरण योग्य हैं और उच्च और निम्न-तापमान दोनों वातावरणों में कुशलतापूर्वक कार्य करती हैं।वाल्व-रेगुलेटेड लेड-एसिड (वीआरएलए) बैटरियां, एक आधुनिक संस्करण, विस्तारित जीवनकाल, बढ़ी हुई क्षमता और सरलीकृत रखरखाव के साथ अपने पूर्ववर्तियों से बेहतर प्रदर्शन करती हैं।हालाँकि, धीमी चार्जिंग, भारी वजन और कम ऊर्जा घनत्व इस तकनीक की प्रमुख सीमाएँ हैं।

निकेल-कैडमियम (Ni-Cd) बैटरियाँ

ली-आयन बैटरियों के आगमन तक पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक्स में Ni-Cd बैटरियां प्रमुख थीं।ये बैटरियां कई कॉन्फ़िगरेशन, सामर्थ्य, परिवहन और भंडारण में आसानी और कम तापमान के प्रति लचीलेपन के साथ बहुमुखी प्रतिभा प्रदान करती हैं।फिर भी, वे ऊर्जा घनत्व, स्व-निर्वहन दर और पुनर्चक्रण क्षमता में प्रतिस्पर्धियों से पीछे हैं।निकेल-मेटल हाइड्राइड (Ni-MH) बैटरियां, Ni-Cd तकनीक के साथ एक घटक के रूप में निकेल ऑक्साइड हाइड्रॉक्साइड (NiO(OH)) साझा करती हैं, जो बढ़ी हुई क्षमता और ऊर्जा घनत्व जैसी बेहतर सुविधाएं प्रदान करती हैं।

सोडियम-सल्फर (Na-S) बैटरियाँ

सोडियम-सल्फर बैटरियां पिघले हुए नमक का उपयोग करती हैं, जिससे यह एक लागत प्रभावी तकनीक बन जाती है।ये बैटरियां ऊर्जा और शक्ति घनत्व, दीर्घायु और चरम स्थितियों में स्थिर संचालन में उत्कृष्टता प्राप्त करती हैं।हालाँकि, उच्च परिचालन तापमान (300℃ से कम नहीं) और संक्षारण की संवेदनशीलता की आवश्यकता के कारण उनकी प्रयोज्यता सीमित है।सोडियम, एक महत्वपूर्ण घटक, सुरक्षा संबंधी चिंताएँ पैदा करता है क्योंकि यह अत्यधिक ज्वलनशील और विस्फोटक है।इन चुनौतियों के बावजूद, सोडियम-सल्फर बैटरियां नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के साथ एकीकृत स्टैंडअलोन ऊर्जा भंडारण के लिए आदर्श साबित होती हैं।

प्रवाह बैटरियाँ

पारंपरिक रिचार्जेबल बैटरियों से भिन्न, जो ठोस इलेक्ट्रोड सामग्रियों में ऊर्जा संग्रहीत करती हैं, बैटरी तरल इलेक्ट्रोलाइट समाधानों में ऊर्जा प्रवाहित करती हैं।सबसे प्रचलित प्रकार वैनेडियम रेडॉक्स बैटरी (वीआरबी) है, जिसमें जिंक-ब्रोमीन, जिंक-आयरन और आयरन-क्रोमियम रसायन शामिल हैं।फ्लो बैटरियां असाधारण रूप से लंबे जीवनकाल (30 वर्ष तक), उच्च स्केलेबिलिटी, त्वरित प्रतिक्रिया समय और उनके गैर-ज्वलनशील इलेक्ट्रोलाइट्स के कारण कम आग जोखिम सहित लाभों का एक अनूठा सेट प्रदान करती हैं।इन विशेषताओं ने फ्लो बैटरियों को ऑन-ग्रिड और ऑफ-ग्रिड ऊर्जा भंडारण प्रणालियों में एक महत्वपूर्ण बाजार हिस्सेदारी सुनिश्चित की है, खासकर बड़े पैमाने के अनुप्रयोगों में।

इन बैटरी प्रौद्योगिकियों के साथ, ऊर्जा परिदृश्य बदल रहा है, उद्योगों और क्षेत्रों में विभिन्न आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए विविध समाधान प्रदान कर रहा है।जैसे-जैसे प्रौद्योगिकी का विकास जारी है, हमारे ऊर्जा भविष्य को आकार देने में बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणालियों की भूमिका और अधिक महत्वपूर्ण हो जाएगी।