বালি ব্যাটারি কি? আপনার জানার জন্য সবকিছু

ফিনল্যান্ডের একটি বালির ব্যাটারির খবর সম্প্রতি শিরোনাম করেছে, যদিও সেই সিস্টেমটি শুধুমাত্র তাপ সংরক্ষণ করে এবং ছেড়ে দেয়।

তাপীয় তাপ সঞ্চয় কোনও নতুন প্রযুক্তি নয়, তবে এই পাইলট প্রকল্পটি সবুজ শক্তি প্রযুক্তি এবং সিস্টেমের ভবিষ্যতের কিছু সম্ভাবনা তুলে ধরে।

এই পোস্টটি শক্তি সঞ্চয়ের জন্য বালির আশেপাশের প্রযুক্তি, সেইসাথে অনুরূপ প্রযুক্তি এবং বিশ্বের জন্য তারা কী বোঝায় তা দেখে।

বালি থেকে শক্তি?

প্রাকৃতিক বালির অনেক গুণ রয়েছে যা এটিকে তাপ শক্তি সঞ্চয়ের জন্য একটি আদর্শ মাধ্যম করে তোলে। আপনি এটিকে 1,000°C (1,832°F) এর বেশি তাপমাত্রায় কোনো সমস্যা ছাড়াই গরম করতে পারেন এবং এটি ন্যূনতম ক্ষতির সাথে দিন, সপ্তাহ এবং এমনকি মাস পর্যন্ত সেই তাপ ধরে রাখতে পারে।

আপনি যদি বিবেচনা করেন যে একটি ব্যাটারি শক্তি সঞ্চয় করার একটি মাধ্যম যা একটি নির্দিষ্ট সময়ে উত্পাদিত হয়েছিল, তাই এটি অন্য সময়ে ব্যবহার করা যেতে পারে, তাহলে সঞ্চয়স্থান এবং পরে ব্যবহারের জন্য বৈদ্যুতিক শক্তি দিয়ে উত্তপ্ত বালি একটি ব্যাটারি।

ফিনল্যান্ড থেকে ভাইরাল বালি ব্যাটারি

পশ্চিম ফিনিশের কানকানপা জেলায় একটি পেটেন্ট তাপ সঞ্চয় শক্তি ব্যবস্থা রয়েছে পোলার নাইট. এটি পুনর্নবীকরণযোগ্য উত্স থেকে অতিরিক্ত বৈদ্যুতিক শক্তি ব্যবহার করে 7-মিটার উঁচু এবং 4-মিটার চওড়া সাইলোতে বালিকে 600°C (1,112°F) পর্যন্ত উত্তপ্ত করতে এবং পরে জেলা হিটিং নেটওয়ার্কে ব্যবহারের জন্য।

এখানে কয়েকটি বিষয় মাথায় রাখা জরুরি। প্রথমত, ব্যবহৃত শক্তি হল বায়ু এবং সৌর-এর মতো নবায়নযোগ্য উৎস থেকে অতিরিক্ত উৎপাদন। এটি বাণিজ্যিক উদ্দেশ্যে অন্যান্য শক্তি সঞ্চয় সিস্টেমের সাথে কোন উদ্দেশ্যমূলক তুলনা সরিয়ে দেয়।

দ্বিতীয়ত, সিস্টেমটি শুধুমাত্র তাপীয় স্টোরেজ এবং ডেলিভারির জন্য ব্যবহৃত হয় - অর্থাৎ, বৈদ্যুতিক শক্তি তাপে রূপান্তরিত হয় এবং বালিতে সংরক্ষণ করা হয়। তারপর, যখন প্রয়োজন, তাপ আহরণ করা হয় এবং যেখানে এটি প্রয়োজন সেখানে বাড়ি এবং কারখানায় বিতরণ করা হয়।

তৃতীয়ত, প্রাকৃতিক বালি বেশ চিত্তাকর্ষক শক্তি ধারণ করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, এই ফিনিশ পোলার নাইট ব্যাটারিটি 100 কিলোওয়াট গরম করার ক্ষমতাতে মোট 600MWh সঞ্চিত শক্তির জন্য প্রায় 8 সেলসিয়াসে 100 টন বালি ধারণ করে। এটি অভিনব প্রযুক্তি, ইনস্টলেশন বা বিপজ্জনক প্রয়োজনীয়তা ছাড়াই বালিকে একটি অত্যন্ত সস্তা শক্তি সঞ্চয়ের মাধ্যম করে তোলে।

সিজনাল থার্মাল এনার্জি স্টোরেজ সম্পর্কে

সিজনাল থার্মাল এনার্জি স্টোরেজ বা সংক্ষেপে STES, অনেক দিন ধরেই আছে। এর সহজতম আকারে, আপনি গ্রীষ্মকালে ছাদ থেকে গরম জল সংগ্রহ করতে পারেন এবং এটি একটি ভূগর্ভস্থ ট্যাঙ্কে সংরক্ষণ করতে পারেন, যা আপনি শীতকালে গরম করার জন্য ব্যবহার করতে পারেন।

বেশিরভাগ STES সিস্টেম, তবে, 100°C এর কম তাপমাত্রায় তাপ সঞ্চয় করে, যা তাদের বাড়ি এবং অফিস গরম করার জন্য ঠিক করে, কিন্তু অন্যান্য শিল্প ব্যবহার বা বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য কম আদর্শ।

পদ্ধতিটি সহজ, আপনি যে কোনো মাধ্যমকে ফাঁদে ফেলতে পারেন এবং তাপকে বিকিরণের উৎসের কাছে ধরে রাখতে পারেন, যেমন সূর্য, শিল্প তাপ বর্জ্য ইত্যাদি। সিস্টেমের দক্ষতা তাপ-বিনিময় পদ্ধতি এবং এর দক্ষতার উপর নির্ভর করে।

এর পরে, আপনাকে উত্তপ্ত মাধ্যমটিকে একটি উত্তাপযুক্ত ঘেরে সংরক্ষণ করতে হবে, যাতে শক্তির ক্ষতি কম হয়। কিছু ঘের অনেক মাস ধরে তাপ ধরে রাখতে পারে।

অবশেষে, রেডিয়েটর হিটারের মতো অন্য তাপ বিনিময়ের মাধ্যমে বাড়ি এবং অফিসে গরম করার জন্য শীতকালে স্টোরেজ মাধ্যমটিকে পাম্প করা হয়। STES স্টোরেজ মাধ্যম হিসাবে ব্যবহৃত সাধারণ উপকরণগুলির মধ্যে রয়েছে জল, তেল, মাটি, লবণ হাইড্রেট ইত্যাদি।

সঞ্চিত তাপ শক্তির জনপ্রিয় ব্যবহার

সংরক্ষিত তাপ শক্তির অনেকগুলি ব্যবহার রয়েছে, উদ্দেশ্যযুক্ত প্রয়োগের উপর নির্ভর করে। এখানে সবচেয়ে জনপ্রিয় হল:

1. গরম ঘর এবং অফিস - সঞ্চিত তাপ সহজেই শীতকালে বসবাস এবং কাজের স্থানগুলির জন্য গরম করার ব্যবস্থা করতে পারে।
   
2. গরম পানি - দৈনন্দিন ব্যবহারের জন্য সর্বদা প্রস্তুত গরম জল সরবরাহ করতেও তাপ স্থানান্তরিত হতে পারে।
   
3. শিল্প অ্যাপ্লিকেশন - গরম জল মিশ্রন থেকে পরিষ্কার, খাদ্য প্রক্রিয়াকরণ, দ্রাবক তৈরি, জীবাণুমুক্তকরণ এবং আরও অনেক কিছু শিল্প অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ব্যবহৃত হয়।
   
4. বিদ্যুৎ উৎপাদন  - আপনি বাষ্পে জল গরম করার জন্য সঞ্চিত তাপ শক্তিও ব্যবহার করতে পারেন এবং এটি টারবাইন চালাতে পারেন, যার ফলে, বৈদ্যুতিক শক্তি উত্পাদনকারী বিকল্পগুলি চালায়।

একটি বালি ব্যাটারির অর্থনীতি

জল বালির তুলনায় বেশি শক্তি সঞ্চয় করতে পারে, কিন্তু এটি 100°C (212°F) ঊর্ধ্বে থেকে অস্থির হয়ে ওঠে, যখন বালি সহজেই 600°C (1112°F) তাপমাত্রা ধারণ করতে পারে।

জল তার তাপ শক্তি বালির চেয়ে বেশি সময় ধরে রাখবে, যা জলকে মৌসুমী শক্তি সঞ্চয়ের জন্য একটি ভাল মাধ্যম করে তোলে। যাইহোক, আপনি যদি এমন একটি অ্যাপ্লিকেশন বিবেচনা করেন যা ঘন্টা বা মাত্র কয়েক দিনের মধ্যে তাপ ব্যবহার করে, তাহলে বালি আবার একটি শীর্ষ বিকল্প হয়ে ওঠে। এটি পিভি সৌর এবং বায়ুর মতো বিরতিহীন শক্তির উত্সগুলিকে পরিপূরক করার জন্য উপযুক্ত।

ফিনিশ স্যান্ড ব্যাটারিতে ফিরে, 7-মিটার উঁচু ইস্পাত পাত্রটি 100 টন বালির জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, যা 8MWh পর্যন্ত শক্তি ধরে রাখে।

এটিকে পরিপ্রেক্ষিতে রাখতে হলে, গড় ইউএস হোম প্রতি বছর প্রায় 10MWh শক্তি ব্যবহার করে, যখন এই সংখ্যাটি ইউরোপে রোমানিয়ার প্রায় 2MWh থেকে সুইডেনে 9MWh পর্যন্ত পরিবর্তিত হয়। উপরন্তু, 30-50% শক্তি শীতকালে গরম করার জন্য ব্যবহৃত হয়।

এর মানে হল একটি 7-মিটার উঁচু বালির জলাধার শীতকালে এবং আপনার অবস্থানের উপর নির্ভর করে কয়েকটি বাড়ি গরম করার জন্য যথেষ্ট শক্তি উত্পাদন করতে পারে। কিন্তু ঘনবসতি সহ শহুরে কেন্দ্রগুলিতে এটি একটি অব্যবহারিক প্রয়োগ হবে, এর আকার দেওয়া হয়েছে।

অন্যদিকে এর 100 কিলোওয়াট গরম করার ক্ষমতাকে 30% বিদ্যুতে রূপান্তর করলে দিনের বেলা 20টিরও বেশি বাড়িতে এবং রাতে আরও অনেক বাড়িতে পর্যাপ্ত বিদ্যুৎ উৎপাদন করা যায়।

সুতরাং, সঠিকভাবে অপ্টিমাইজ করা, একটি বালির ব্যাটারি যার দাম প্রতি কিলোওয়াট ঘণ্টা ক্ষমতা প্রায় $5, এটি সীসা-অ্যাসিড এবং লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি সিস্টেমের জন্য বর্তমান $100+ প্রতি kWh খরচের একটি দুর্দান্ত বিকল্প হতে পারে। হ্যাঁ, এটি আরও বেশি হতে পারে, তবে এটি সস্তা।

বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য বালির ব্যাটারি

বিদ্যুৎ উৎপাদনে পরবর্তীতে ব্যবহারের জন্য তাপ শক্তির সঞ্চয় একটি প্রমাণিত এবং নির্ভরযোগ্য প্রযুক্তি যা বাস্তবায়িত হয়েছে ঘনীভূত সৌর শক্তি (CSP) কয়েক দশক ধরে প্রকল্প।

একটি আধুনিক সিএসপি সিস্টেমে শক্তি একক চুল্লিতে শত শত বা হাজার হাজার আয়নাকে কেন্দ্রীভূত করে আটকা পড়ে। 565°C (1,049°F) পর্যন্ত চুল্লিতে অবিরাম তাপের নিশ্চয়তা দিতে এই আয়নাগুলো সারাদিন সূর্যকে ট্র্যাক করে।

CSP ইনস্টলেশনগুলি প্রায়শই অনেক বড় হয়, লক্ষ লক্ষ বর্গফুট (~1+km2) এলাকায় বিস্তৃত হয়, কেন্দ্রে তাদের সোলার রিসিভার এবং 100+ মেগাওয়াট পরিসরে বৈদ্যুতিক উৎপাদন ক্ষমতা থাকে।

60% সোডিয়াম নাইট্রেট এবং 40% পটাসিয়াম নাইট্রেট সহ একটি গলিত লবণের মিশ্রণ রাতের সময় উৎপাদনের জন্য CSP সিস্টেমে শক্তি সঞ্চয় করতে ব্যবহৃত হয়। তবে বালির ব্যাটারির বিপরীতে, এই লবণের মিশ্রণটি উচ্চ তাপমাত্রায় গলে যায় যাতে এটি একটি তরলের মতো প্রবাহিত হয়।

CSP এবং স্যান্ড ব্যাটারি উভয় সিস্টেমই 15-20% এর মোটামুটি সমান দক্ষতায় সৌর শক্তিকে তাপ শক্তিতে রূপান্তর করে। কিন্তু সিএসপি গলিত লবণ সিস্টেমে সঞ্চিত তাপকে বিদ্যুতে রূপান্তর করার ক্ষেত্রে প্রায় 50% দক্ষতা রয়েছে, ফিনিশ বালির ব্যাটারির একটি তাত্ত্বিক 20-25% দক্ষতা রয়েছে।

CSP সিস্টেমগুলি বাণিজ্যিকভাবে কার্যকর, তাই আপনি যদি এই ফিনিশ ব্যাটারিটিকে 30% তাপ থেকে বিদ্যুৎ রূপান্তর দক্ষতার উপরে পেতে পারেন, তাহলে এটি সস্তায় সঞ্চয় এবং পুনর্নবীকরণযোগ্য বিদ্যুৎ সরবরাহ করার জন্য একটি কার্যকর প্রযুক্তি হয়ে উঠতে পারে।

অনুরূপ স্টোরেজ প্রযুক্তি

শক্তি সঞ্চয়ের আরও অনেক রূপ রয়েছে, যার প্রতিটির সুবিধা এবং অসুবিধা রয়েছে। সবচেয়ে জনপ্রিয় ধরনের অন্তর্ভুক্ত:

1. বৈদ্যুতিন রাসায়নিক শক্তি সঞ্চয় – আপনি যেমন ব্যাটারিতে দেখতে পাবেন, এটি বিপরীত ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল বিক্রিয়া ব্যবহার করে শক্তি সঞ্চয় ও মুক্তির জন্য দুটি উপাদানের মধ্যে সম্ভাব্য পার্থক্যকে কাজে লাগায়।
   
2. মেকানিক্যাল এনার্জি স্টোরেজ - এর মধ্যে বিভিন্ন পদ্ধতি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে যার মধ্যে রয়েছে ফ্লাইহুইল এবং স্প্রিংস ব্যবহার করা, সেইসাথে মহাকর্ষীয় সিস্টেম যা একটি বস্তুর মধ্যে শক্তি সঞ্চয় করে এটিকে উঁচিয়ে এবং এর উচ্চতা বৃদ্ধি করে।
   
3. গলিত লবণ শক্তি সঞ্চয়স্থান (MSES) - এখানে সঞ্চয়স্থান তাপীয়, যেমন 60% সোডিয়াম নাইট্রেট এবং 40% পটাসিয়াম নাইট্রেটের সংমিশ্রণ ব্যবহার করে।
   
4. তাপীয় গরম জল - এই পদ্ধতি পর্যন্ত সংরক্ষণ করতে পারেন 6kWh শক্তি একটি 50-গ্যালন গরম জলের ট্যাঙ্কে।
   
5. পাম্পড হাইড্রো - শক্তি সঞ্চয়ের সবচেয়ে সস্তা ফর্ম। এর প্রধান সমস্যা, তবে, সীমিত অবস্থান যেখানে এটি বাস্তবায়ন করা যেতে পারে।
   
6. কম্প্রেস এয়ার - হাইড্রোর মতো, এই পদ্ধতিটি কেবল শক্তি সঞ্চয় করার জন্য বায়ুকে সংকুচিত করে। তারপরে যখন আপনার শক্তির প্রয়োজন হয়, আপনি একটি টারবাইনকে পাওয়ার জন্য সংকুচিত বায়ু ছেড়ে দেন।
   
7. flywheel - আপনি কেবল একটি সুষম চাকা ঘোরানোর জন্য শক্তি ব্যবহার করেন, এটিকে গতিশক্তি হিসাবে সংরক্ষণ করে যা হয় গতি বা বৈদ্যুতিক শক্তি উৎপাদনের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।
   
8. ফ্লো ব্যাটারি - এটি একটি ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল স্টোরেজ সিস্টেম যেখানে ইলেক্ট্রোলাইটগুলি বিভিন্ন ট্যাঙ্কে থাকে এবং সম্পূর্ণ চার্জযুক্ত ট্যাঙ্ক থেকে একটি খালি চার্জ ট্যাঙ্কে প্রবাহিত হয়। তারপরে ইলেক্ট্রোলাইট চার্জ করার জন্য, আপনি কেবল প্রবাহটি বিপরীত করুন। এই পদ্ধতিটি খুব শক্তিশালী ব্যাটারি তৈরি করতে পারে কারণ দুটি ইলেক্ট্রোলাইট একটি ঝিল্লির মাধ্যমে যোগাযোগ করে যা আপনি ব্যাপকভাবে স্কেল করতে পারেন।
   
9. ফেজ পরিবর্তন উপকরণ - এই উপাদানগুলি গলে যাওয়ার সাথে সাথে শক্তি শোষণ করে, তারপরে তারা শক্ত হওয়ার সাথে সাথে এটি ছেড়ে দেয়। তারা সুনির্দিষ্ট তাপমাত্রায় তাপ শক্তি সঞ্চয় করার জন্য আদর্শ।

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্ন (প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী)

উপসংহার

আমরা বালির ব্যাটারি এবং তাদের অর্থনৈতিক সম্ভাবনার এই অনুসন্ধানের শেষ প্রান্তে পৌঁছেছি। এবং আপনি অবশ্যই বুঝতে পেরেছেন, তারা অনেক সম্ভাবনার প্রস্তাব দেয়।

সম্প্রদায়গুলিকে তাপ সরবরাহ করা থেকে শুরু করে বৈদ্যুতিক শক্তি উৎপাদন পর্যন্ত, সিলিকা বালির ময়লা সস্তাতা এটিকে ভবিষ্যতের শক্তি প্রকল্পগুলির জন্য একটি প্রতিশ্রুতিশীল মাধ্যম করে তোলে৷