A බැටරි බලශක්ති ගබඩා පද්ධතිය(BESS) යනු විදුලි ශක්තිය ගබඩා කිරීම සහ මුදා හැරීම සඳහා බලශක්ති ගබඩා වාහකයක් ලෙස බැටරි භාවිතා කරන පද්ධතියකි. එය යම් කාලයක් සඳහා විදුලි ශක්තිය ගබඩා කර ඉල්ලුමට අනුව සුදුසු කාලවලදී විදුලි ශක්තිය සැපයිය හැකිය. එය සුමට සංක්රාන්තිය, උච්ච රැවුල බෑම සහ නිම්න පිරවීම, සංඛ්යාත නියාමනය සහ වෝල්ටීයතා නියාමනය වැනි කාර්යයන් ඇත.
A බැටරි බලශක්ති ගබඩා පද්ධතියසමන්විත වන්නේ: බැටරි, විදුලි උපාංග, යාන්ත්රික ආධාරක, තාපන සහ සිසිලන පද්ධති (තාප කළමනාකරණ පද්ධති), ද්විපාර්ශ්වික බල පරිවර්තන පද්ධතියක්, බලශක්ති කළමනාකරණ පද්ධතියක් සහ බැටරි කළමනාකරණ පද්ධතියක්.
බැටරි බලශක්ති ගබඩා පද්ධතිය: බලශක්ති ගබඩා බැටරි
නව බලශක්ති ගබඩා කිරීමේ ප්රධාන තාක්ෂණයක් ලෙස, බලශක්ති ගබඩා කිරීමේ බැටරි පුනර්ජනනීය බලශක්ති පරිභෝජනයේ අනුපාතය වැඩි කිරීම සහ බලශක්ති පද්ධතියේ ආරක්ෂිත සහ ස්ථාවර ක්රියාකාරිත්වය සහතික කිරීම සඳහා තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. ලිතියම්-අයන බැටරි, බලශක්ති ගබඩාවේ ප්රධාන කොටස් ලෙස, විද්යුත් රසායනික ශක්ති ගබඩාවේ ප්රගතිය තීරණය කරන "මධ්යම කේන්ද්රය" වේ. ලිතියම්-අයන බැටරි ඒවායේ කැතෝඩ ද්රව්ය අනුව ලිතියම් යකඩ පොස්පේට් බැටරි සහ ත්රිත්ව ලිතියම්{4}}අයන බැටරි ලෙස වර්ග කෙරේ. බලශක්ති ගබඩා වෙළෙඳපොළ ප්රධාන වශයෙන් ලිතියම් යකඩ පොස්පේට් බැටරි මගින් ආධිපත්යය දරයි. දිවා-රාත්රී උපරිමය-නිම්නයේ වෙනස ඉවත් කිරීම බලශක්ති ගබඩා පද්ධති සඳහා වන ප්රධාන යෙදුම් අවස්ථාව වන අතර නිෂ්පාදනයේ භාවිත කාලය ව්යාපෘති ලාභයට සෘජුවම බලපායි. බලශක්ති ගබඩා ඒකකයක්, සාමාන්යයෙන් බැටරියකට යොමු කිරීම, විදුලි ශක්තිය ගබඩා කිරීම සහ මුදා හැරීම සඳහා භාවිතා කරන බලශක්ති ගබඩා පද්ධතියක මූලික උපාංගය වේ.
බැටරි ව්යුහය:
ධනාත්මක ඉලෙක්ට්රෝඩ ද්රව්ය: ඔක්සිකරණ ප්රතික්රියාව සිදු වන බැටරියේ කොටස. පොදු ධනාත්මක ඉලෙක්ට්රෝඩ ද්රව්ය අතර ලිතියම් කොබෝල්ට් ඔක්සයිඩ් (LiCoO2), ලිතියම් යකඩ පොස්පේට් (LiFePO4) සහ ලිතියම් නිකල් මැංගනීස් කෝබෝල්ට් ඔක්සයිඩ් (NMC) ඇතුළත් වේ.
සෘණ ඉලෙක්ට්රෝඩ ද්රව්ය: අඩු කිරීමේ ප්රතික්රියාව සිදුවන බැටරියේ කොටස. සාමාන්ය සෘණ ඉලෙක්ට්රෝඩ ද්රව්ය අතර මිනිරන්, සිලිකන් සහ ටින් ඇතුළත් වේ.
- ඉලෙක්ට්රෝලය: බැටරියේ අයන ප්රවාහනය සඳහා මාධ්යය. එය ද්රව හෝ ඝන (ඝන ඉලෙක්ට්රෝලය) විය හැක. විද්යුත් විච්ඡේදකය මගින් අයන ධනාත්මක සහ සෘණ ඉලෙක්ට්රෝඩ අතර ගමන් කිරීමට ඉඩ සලසයි, ආරෝපණ සහ විසර්ජන ක්රියාවලිය සම්පූර්ණ කරයි.
- බෙදුම්කරු: ධන සහ සෘණ ඉලෙක්ට්රෝඩ අතර පිහිටා ඇති එහි ක්රියාකාරීත්වය වන්නේ අයන හරහා ගමන් කිරීමට ඉඩ දෙමින් කෙටි පරිපථයකට තුඩු දිය හැකි ධන සහ සෘණ ඉලෙක්ට්රෝඩ අතර සෘජු සම්බන්ධතා වැලැක්වීමයි.
- වත්මන් එකතුකරන්නා: සාමාන්යයෙන් ලෝහයෙන් (තඹ සහ ඇලුමිනියම් වැනි) සාදා ඇති අතර, සෛලයේ සිට බාහිර පරිපථයට ධාරාව මාරු කිරීමට භාවිතා කරයි.
- බැටරි ආවරණයක්: බැටරියේ බාහිර ව්යුහය, අභ්යන්තර සංරචක ආරක්ෂා කිරීමට සහ යාන්ත්රික සහාය ලබා දීමට භාවිතා කරයි.
- බැටරි කළමනාකරණ පද්ධතිය (BMS): බැටරියේ ආරෝපණ සහ විසර්ජන ක්රියාවලිය අධීක්ෂණය සහ කළමනාකරණය කිරීම, ආරක්ෂිත බැටරි ක්රියාකාරිත්වය සහතික කිරීම සහ එහි ක්රියාකාරීත්වය සහ ආයු කාලය ප්රශස්ත කිරීම සඳහා වගකීම දරයි.
බලශක්ති ගබඩා බැටරි වල ක්රියාකාරී මූලධර්මය
ආරෝපණ ක්රියාවලිය:
ආරෝපණය කිරීමේදී බාහිර බලශක්ති ප්රභවයක් බැටරියට විද්යුත් ශක්තිය සපයයි. ධනාත්මක ඉලෙක්ට්රෝඩ ද්රව්ය ලිතියම් අයන (හෝ වෙනත් අයන) මුදාහරින අතර ඒවා ඉලෙක්ට්රෝලය හරහා සෘණ ඉලෙක්ට්රෝඩ ද්රව්ය වෙත ගමන් කර එහි තැන්පත් වී ශක්තිය ගබඩා කරයි.
විසර්ජන ක්රියාවලිය:
විසර්ජනය අතරතුර, බැටරිය බාහිර උපාංග සඳහා විද්යුත් ශක්තිය සපයයි. සෘණ ඉලෙක්ට්රෝඩ ද්රව්ය ලිතියම් අයන මුදාහරින අතර එය විද්යුත් විච්ඡේදකය හරහා ධනාත්මක ඉලෙක්ට්රෝඩ ද්රව්ය වෙත ආපසු ගොස් එය සමඟ ප්රතික්රියා කර ධාරාව ජනනය කරයි.
විද්යුත් රසායනික ප්රතික්රියා:
බැටරියේ ආරෝපණය සහ විසර්ජන ක්රියාවලිය ධනාත්මක සහ සෘණ ඉලෙක්ට්රෝඩ ද්රව්ය අතර විද්යුත් රසායනික ප්රතික්රියා ඇතුළත් වේ. මෙම ප්රතික්රියා ආපසු හැරවිය හැකි අතර, බැටරිය ආරෝපණ-විසර්ජන චක්රවල නැවත භාවිත කිරීමට ඉඩ සලසයි.
බැටරි බලශක්ති ගබඩා පද්ධතිය: තාප කළමනාකරණය
තාප කළමනාකරණ සංරචක
- සංවේදක: උෂ්ණත්ව සංවේදක, පීඩන සංවේදක, ආදිය, තත්ය කාලීනව බැටරියේ සහ පරිසරයේ උෂ්ණත්වය සහ පීඩනය වැනි පරාමිතීන් නිරීක්ෂණය කිරීමට භාවිතා කරයි.
- පාලන ඒකකය: සාමාන්යයෙන් ක්ෂුද්ර පාලකයක් හෝ පරිගණක පද්ධතියක්, සංවේදක දත්ත සහ පෙර සැකසූ ඇල්ගොරිතම මත පදනම්ව තාප කළමනාකරණ උපකරණ ක්රියාත්මක කිරීම පාලනය කරයි.
- සිසිලන උපකරණ:
- වායු සිසිලන පද්ධතිය: පංකා, වායු නාලිකා, තාප හුවමාරුකාරක ආදිය, වාතය ගලායාම හරහා තාපය විසුරුවා හැරීම ඇතුළත් වේ.
- දියර සිසිලන පද්ධතිය: සිසිලන සංසරණය හරහා තාපය ඉවත් කිරීම, පොම්ප, සිසිලනකාරක, රේඩියේටර්, සිසිලන තහඩු, ආදිය ඇතුළත් වේ.
- උනුසුම් උපකරණ: අඩු-උෂ්ණත්ව පරිසරයක බැටරිය රත් කිරීමට භාවිතා කරන විදුලි හීටර්, අදියර වෙනස් කිරීමේ ද්රව්ය හීටර් යනාදිය.
- පරිවාරක ද්රව්ය: බැටරි උෂ්ණත්වය මත බාහිර පරිසරයේ බලපෑම අඩු කිරීමට සහ අභ්යන්තර උෂ්ණත්ව ස්ථාවරත්වය පවත්වා ගැනීමට භාවිතා කරයි.
- ක්රියාකරුවන්: සිසිලනකාරකයේ හෝ වාතයේ ගලායාම පාලනය කිරීමට භාවිතා කරන කපාට, පොම්ප යනාදිය.
- සම්බන්ධක: සාමාන්ය පද්ධති ක්රියාකාරිත්වය සහතික කිරීම සඳහා විවිධ සංරචක සම්බන්ධ කරන පයිප්ප, කේබල් ආදිය ඇතුළත් වේ.
තාප කළමනාකරණ ක්රියාකාරී මූලධර්මය
- උෂ්ණත්ව නිරීක්ෂණ: සංවේදක බැටරියේ සහ පරිසරයේ උෂ්ණත්වය අඛණ්ඩව අධීක්ෂණය කරයි, පාලන ඒකකයට දත්ත සම්ප්රේෂණය කරයි.
- දත්ත විශ්ලේෂණය: සිසිලන හෝ තාපන උපකරණ සක්රිය කළ යුතුද යන්න තීරණය කිරීම සඳහා පාලන ඒකකය දත්ත විශ්ලේෂණය කරයි.
- සිසිලන ක්රියාවලිය:-වායු සිසිලනය: උෂ්ණත්වය නියමිත සීමාව ඉක්මවා ගිය විට, විදුලි පංකාව ආරම්භ වේ, තාපය ඉවත් කිරීම සඳහා බැටරි මතුපිට හරහා වාතය තල්ලු කරයි.-දියර සිසිලනය: පොම්පයක් සිසිලන තහඩුවක් හරහා සිසිලනකාරකය තල්ලු කරයි, නැතහොත් බැටරිය සමඟ සෘජුවම ස්පර්ශ කරයි, තාප හුවමාරුව සඳහා නැවත රේඩියේටරය වෙත ගලා යාමට පෙර තාපය අවශෝෂණය කරයි.
- උනුසුම් ක්රියාවලිය: අඩු-උෂ්ණත්ව පරිසරයන්හිදී, තාපන උපකරණ සක්රිය කරයි, බැටරි උෂ්ණත්වය ඉහළ නැංවීම සඳහා විදුලි ශක්තිය හෝ අදියර වෙනස් කිරීමේ ද්රව්ය හරහා තාපය මුදා හැරේ.
- උෂ්ණත්ව නියාමනය: බැටරි උෂ්ණත්වය එහි ප්රශස්ත මෙහෙයුම් පරාසය තුළ පවතින බව සහතික කිරීම සඳහා තථ්ය-කාල දත්ත මත පදනම්ව පාලන ඒකකය සිසිලනය හෝ උනුසුම් තීව්රතාව සීරුමාරු කරයි.
- තාප බෙදා හැරීමේ ඒකාකාරිත්වය: හොඳින්-නිර්මාණය කරන ලද වායු ප්රවාහ මාර්ගයක් හෝ සිසිලන ප්රවාහ මාර්ගයක් බැටරි ඇසුරුම තුළ ඒකාකාර උෂ්ණත්ව ව්යාප්තිය සහතික කරයි.
- ආරක්ෂිත ආරක්ෂාව: විභව ආරක්ෂක උපද්රවයන් වැලැක්වීම සඳහා අධික උනුසුම් ආරක්ෂාව, කාන්දුවීම් හඳුනාගැනීම සහ අනෙකුත් ආරක්ෂක කාර්යයන් ද පද්ධතියට ඇතුළත් වේ.
- බුද්ධිමත් ප්රශස්තකරණය: නවීන තාප කළමනාකරණ පද්ධති පාලන උපාය මාර්ග ප්රශස්ත කිරීමට, බලශක්ති කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කිරීමට සහ ප්රතිචාර වේගය වැඩි කිරීමට කෘතිම බුද්ධි ඇල්ගොරිතම ඒකාබද්ධ කළ හැකිය.
- දුරස්ථ අධීක්ෂණය: පද්ධතිය දුරස්ථ අධීක්ෂණ සහ පාලන ක්රියාකාරකම් සඳහා සහය විය හැකි අතර, නඩත්තු නිලධාරීන්ට තත්ය කාලීනව පද්ධතියේ තත්ත්වය අවබෝධ කර ගැනීමට සහ ගැලපීම් කිරීමට ඉඩ සලසයි.
බැටරි කළමනාකරණ පද්ධතිය (BMS)
බැටරි කළමනාකරණ පද්ධතිය (BMS) යනු බලශක්ති ගබඩා පද්ධතියක මූලික අංගයක් වන අතර, බැටරි පැකේජයේ ආරක්ෂාව, විශ්වසනීයත්වය සහ කාර්යක්ෂම ක්රියාකාරිත්වය සහතික කිරීම සඳහා එහි මෙහෙයුම් තත්ත්වය කළමනාකරණය කිරීම සහ අධීක්ෂණය කිරීම සඳහා වගකිව යුතු වේ. BMS හි මූලික සංරචක, ක්රියාකාරී මූලධර්ම සහ ප්රධාන කාර්යයන් පහත දැක්වේ:
බැටරි කළමනාකරණ පද්ධතිය (BMS): මූලික සංරචක
දෘඪාංග සංරචක:
- සංවේදක: වෝල්ටීයතාව, ධාරාව සහ උෂ්ණත්වය වැනි බැටරියේ භෞතික පරාමිතීන් නිරීක්ෂණය කිරීමට භාවිතා කරයි.
- පරිපථ පුවරු: දත්ත සැකසීම සහ සන්නිවේදනය සඳහා වගකිව යුතු ප්රධාන පාලන පරිපථ පුවරුව සහ සන්නිවේදන පරිපථ පුවරු ඇතුළත් වේ.
- ප්රොසෙසරය: මූලික පාලන ඒකකය, බැටරි තත්ත්වය විශ්ලේෂණය කර ගණනය කිරීම සහ ඊට අනුරූප පාලන උපාය මාර්ග ක්රියාත්මක කරයි.
- Relays සහ Protection Circuits: අසාමාන්ය අවස්ථාවන්හිදී බැටරියේ ආරෝපණ සහ විසර්ජන පරිපථ විසන්ධි කිරීමට, බැටරිය හානිවලින් ආරක්ෂා කිරීමට භාවිතා කරයි.
- සන්නිවේදන අතුරුමුහුණත: බාහිර පද්ධති සමඟ දත්ත සන්නිවේදනය සඳහා භාවිතා වේ (වාහන පාලන පද්ධති, සේවාදායක, ආදිය).
මෘදුකාංග සංරචක:
අධීක්ෂණ මෘදුකාංග: බැටරි තත්ත්වයේ තත්ය-කාල නිරීක්ෂණය, දත්ත ලබා ගැනීම සහ සංදර්ශකය.
පාලන ඇල්ගොරිතම: බැටරි තත්ත්වය මත පදනම්ව ආරෝපණ/විසර්ජන පාලනය, තුලනය කළමණාකරණය සහ අනෙකුත් උපාය මාර්ග ක්රියාත්මක කරයි.
සන්නිවේදන ප්රොටෝකෝලය: BMS සහ අනෙකුත් පද්ධති අතර දත්ත හුවමාරු ආකෘතිය සහ රීති නිර්වචනය කරයි.
බැටරි කළමනාකරණ පද්ධතිය (BMS) වැඩ කිරීමේ මූලධර්මය:
- දත්ත ලබා ගැනීම: BMS මඟින් සංවේදක හරහා තත්ය කාලීන වෝල්ටීයතාව, ධාරාව සහ උෂ්ණත්වය වැනි බැටරි පරාමිතීන් රැස් කරයි.
- දත්ත සැකසීම: ප්රොසෙසරය විසින් ලබාගත් දත්ත සැකසීම, බැටරියේ ආරෝපණ/විසර්ජන තත්ත්වය, ඉතිරි ධාරිතාව සහ අභ්යන්තර ප්රතිරෝධය වැනි ප්රධාන තොරතුරු ගණනය කරයි.
- පාලන උපාය මාර්ග ක්රියාත්මක කිරීම: දත්ත සැකසුම් ප්රතිඵල මත පදනම්ව, ආරෝපණ/විසර්ජන ධාරාව සීරුමාරු කිරීම සහ බැටරි තුලනය කිරීම වැනි අනුරූප පාලන උපාය මාර්ග BMS ක්රියාත්මක කරයි.
- සන්නිවේදනය සහ ප්රතිපෝෂණ: BMS සන්නිවේදන අතුරු මුහුණතක් හරහා බාහිර පද්ධති සමඟ දත්ත හුවමාරු කරයි, බාහිර විධාන ලබා ගනී, සහ බැටරි තත්ත්වය පිළිබඳ තොරතුරු බාහිර පද්ධති වෙත ලබා දෙයි.
ද්විපාර්ශ්වික බලශක්ති ගබඩා පරිවර්තකය (PCS)
බලශක්ති ගබඩා පරිවර්තකයක් (PCS) බලශක්ති ගබඩා කිරීමේ පද්ධතියක ප්රධාන අංගයක් වන "විශාල චාජරයකට" සමාන කළ හැක. එය ද්විපාර්ශ්වික පරිවර්තන හැකියාවන් ඇති අතර පද්ධතිය තුළ තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. එය බලශක්ති ගබඩා බැටරිය සහ ජාලකය අතර බලශක්ති පරිවර්තනය සහ ද්විපාර්ශ්වික ප්රවාහය සක්රීය කරයි. බලශක්ති ගබඩා පද්ධතියේ ජාලයේ ආරෝපණ සහ විසර්ජන අවශ්යතා සපුරාලීම සඳහා එයට සෘජු ධාරාව (DC) ප්රත්යාවර්ත ධාරාව (AC) හෝ අනෙක් අතට පරිවර්තනය කළ හැකිය. PCS බලශක්ති ගබඩා පද්ධතියේ "පාලම" ලෙස ක්රියා කරයි, බලශක්ති ගබඩා කිරීමේ බැටරිය සහ ජාලකය සම්බන්ධ කරයි, පද්ධතියේ කාර්යක්ෂම හා ස්ථාවර ක්රියාකාරිත්වය සහතික කරයි.
බලශක්ති කළමනාකරණ පද්ධතිය (ඊඑම්එස්)
බලශක්ති කළමනාකරණ පද්ධතියක් (ඊඑම්එස්) බලශක්ති ගබඩා පද්ධතියක ප්රධාන අංගයකි. සමස්ත පද්ධතියේ බලශක්ති ප්රවාහය සහ මෙහෙයුම් කාර්යක්ෂමතාව නිරීක්ෂණය කිරීම, පාලනය කිරීම සහ ප්රශස්ත කිරීම සඳහා එය වගකිව යුතුය.
"හොඳ විසඳුමක් ඉහළ මට්ටමේ-නිර්මාණයෙන් ආරම්භ වන අතර, හොඳ පද්ධතියක් EMS වෙතින් පැන නගී," බලශක්ති ගබඩා පද්ධතිවල EMS හි වැදගත්කම ඉස්මතු කරයි.
බලශක්ති ගබඩා පද්ධතිය තුළ ඇති සියලුම උප පද්ධතිවල තොරතුරු එකතු කිරීමට, සමස්ත පද්ධතියේ ක්රියාකාරිත්වය පුළුල් ලෙස නිරීක්ෂණය කිරීමට සහ ආරක්ෂිත පද්ධති ක්රියාකාරිත්වය සහතික කිරීම සඳහා අදාළ තීරණ ගැනීමට EMS පවතී. EMS විසින් ක්රියාකරුගේ පසු-අවසාන කළමනාකරණ පුද්ගලයින් සඳහා මෙහෙයුම් මෙවලම් සපයමින්, ක්ලවුඩ් වෙත දත්ත උඩුගත කරයි. ඊට සමගාමීව, පරිශීලකයන් සමඟ සෘජු අන්තර්ක්රියා සඳහා EMS වගකීම දරයි. බලශක්ති ගබඩා පද්ධතියේ තථ්ය-කාල ක්රියාකාරිත්වය බැලීමට සහ අධීක්ෂණය ක්රියාත්මක කිරීමට පරිශීලක නඩත්තු පුද්ගලයින්ට EMS භාවිතා කළ හැක.