M

MLOG

தமிழ்

ஆற்றல் சேமிப்பின் பின்னணியில் உள்ள அறிவியல், அதன் பல்வேறு தொழில்நுட்பங்கள், உலகளாவிய பயன்பாடுகள் மற்றும் உலகெங்கிலும் உள்ள நிலையான எரிசக்தி தீர்வுகளின் எதிர்காலத்தை ஆராயுங்கள்.

ஆற்றல் சேமிப்பின் அறிவியல்: ஒரு உலகளாவிய பார்வை

ஒரு நிலையான எதிர்காலத்திற்கு ஆற்றல் சேமிப்பு மிக முக்கியமானது. இது சூரியன் மற்றும் காற்று போன்ற இடைப்பட்ட புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் மூலங்களுக்கும், நவீன சமூகத்தின் தொடர்ச்சியான ஆற்றல் தேவைகளுக்கும் இடையிலான இடைவெளியைக் குறைக்கிறது. இந்த கட்டுரை ஆற்றல் சேமிப்பின் அறிவியலை ஆராய்ந்து, பல்வேறு தொழில்நுட்பங்களை விளக்கி, அவற்றின் உலகளாவிய பயன்பாடுகளை ஆய்வு செய்கிறது.

ஆற்றல் சேமிப்பு ஏன் முக்கியம்

புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் மூலங்களின் அதிகரித்து வரும் பயன்பாடு, உலகளாவிய ஆற்றல் நிலப்பரப்பை மாற்றியமைக்கிறது. இருப்பினும், சூரியன் மற்றும் காற்று போன்ற புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல்கள் இயல்பாகவே மாறுபடும் தன்மை கொண்டவை. சூரியன் எப்போதும் பிரகாசிப்பதில்லை, காற்றும் எப்போதும் வீசுவதில்லை. ஆற்றல் சேமிப்பு இந்த இடைப்பட்ட தன்மையை சரிசெய்கிறது, அதிக உற்பத்தி காலங்களில் உபரி ஆற்றலைப் பிடிக்கவும், தேவை அதிகமாக இருக்கும்போது அல்லது புதுப்பிக்கத்தக்க மூலங்கள் கிடைக்காதபோது அதை வெளியிடவும் அனுமதிக்கிறது.

ஆற்றல் சேமிப்பு பல நன்மைகளை வழங்குகிறது:

ஆற்றல் சேமிப்பு தொழில்நுட்பங்களின் வகைகள்

பல்வேறு ஆற்றல் சேமிப்பு தொழில்நுட்பங்கள் வெவ்வேறு பயன்பாடுகளுக்கும் அளவுகளுக்கும் உதவுகின்றன. சில முக்கிய முறைகளின் ஒரு கண்ணோட்டம் இங்கே:

1. மின்வேதியியல் ஆற்றல் சேமிப்பு (பேட்டரிகள்)

பேட்டரிகள் ஆற்றல் சேமிப்பின் மிகவும் பொதுவான வடிவமாகும். அவை மின்வேதியியல் வினைகள் மூலம் வேதி ஆற்றலை மின் ஆற்றலாக மாற்றுகின்றன.

லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள்

லித்தியம்-அயன் (Li-ion) பேட்டரிகள் அவற்றின் உயர் ஆற்றல் அடர்த்தி, நீண்ட ஆயுட்காலம் மற்றும் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த சுய-வெளியேற்ற விகிதம் காரணமாக சந்தையில் ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன. அவை கையடக்க மின்னணுவியல், மின்சார வாகனங்கள் மற்றும் கட்டமைப்பு அளவிலான சேமிப்பில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள், ஒரு மின்பகுளி வழியாக ஆனோடு (எதிர்மறை மின்முனை) மற்றும் கேத்தோடு (நேர்மறை மின்முனை) இடையே லித்தியம் அயன்களை மாற்றுவதன் மூலம் செயல்படுகின்றன. இந்த அயன்களின் இயக்கம் ஒரு மின்சார மின்னோட்டத்தை உருவாக்குகிறது.

உதாரணம்: டெஸ்லாவின் மெகாபேக் என்பது கட்டமைப்பு நிலைப்படுத்தல் மற்றும் உச்ச சுமை குறைப்பிற்காக பயன்படுத்தப்படும் ஒரு பெரிய அளவிலான லித்தியம்-அயன் பேட்டரி அமைப்பாகும். ஆஸ்திரேலியா முதல் இங்கிலாந்து வரை உலகெங்கிலும் உள்ள பல நாடுகள், தங்கள் புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் உள்கட்டமைப்பை மேம்படுத்த மெகாபேக் அமைப்புகளைப் பயன்படுத்துகின்றன.

சவால்கள்: லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் செலவு, பாதுகாப்பு (வெப்ப ஓட்டம்) மற்றும் லித்தியம், கோபால்ட் போன்ற மூலப்பொருட்களின் கிடைக்கும் தன்மை தொடர்பான சவால்களை எதிர்கொள்கின்றன. இந்த சிக்கல்களைத் தீர்க்க மாற்று கேத்தோடு பொருட்களை உருவாக்குவதிலும், பேட்டரி மேலாண்மை அமைப்புகளை மேம்படுத்துவதிலும் ஆராய்ச்சி கவனம் செலுத்துகிறது.

ஈய-அமில பேட்டரிகள்

ஈய-அமில பேட்டரிகள் ஒரு நூற்றாண்டுக்கும் மேலாகப் பயன்படுத்தப்பட்டு வரும் ஒரு முதிர்ந்த தொழில்நுட்பமாகும். அவை மலிவானவை மற்றும் நம்பகமானவை, ஆனால் லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளை விட குறைந்த ஆற்றல் அடர்த்தி மற்றும் குறுகிய ஆயுட்காலம் கொண்டவை. ஈய-அமில பேட்டரிகள் பொதுவாக வாகன பயன்பாடுகள், துணை மின் அமைப்புகள் மற்றும் ஆஃப்-கிரிட் சோலார் நிறுவல்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

உதாரணம்: பல வளரும் நாடுகளில், சோலார் ஹோம் சிஸ்டங்களிலிருந்து ஆற்றலைச் சேமிப்பதற்கும், கட்டமைப்பு அணுகல் இல்லாத வீடுகளுக்கு மின்சாரம் வழங்குவதற்கும் ஈய-அமில பேட்டரிகள் இன்னும் செலவு குறைந்த தீர்வாக உள்ளன.

ஃப்ளோ பேட்டரிகள்

ஃப்ளோ பேட்டரிகள் மின்வேதியியல் செல்கள் வழியாக பம்ப் செய்யப்படும் திரவ மின்பகுளிகளில் ஆற்றலைச் சேமிக்கின்றன. அவை உயர் அளவிடுதல், நீண்ட ஆயுட்காலம் மற்றும் ஆற்றல் மற்றும் சக்தியின் சுயாதீனக் கட்டுப்பாட்டை வழங்குகின்றன. ஃப்ளோ பேட்டரிகள் கட்டமைப்பு அளவிலான சேமிப்பிற்கும், நீண்ட கால வெளியேற்றம் தேவைப்படும் பயன்பாடுகளுக்கும் பொருத்தமானவை.

உதாரணம்: பல நிறுவனங்கள் கட்டமைப்பு நிலைப்படுத்தல் மற்றும் புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் ஒருங்கிணைப்புக்காக வெனடியம் ரெடாக்ஸ் ஃப்ளோ பேட்டரிகளை (VRFBs) உருவாக்கி, வரிசைப்படுத்துகின்றன. இந்த பேட்டரிகள் நீண்ட வெளியேற்ற நேரங்கள் தேவைப்படும் பயன்பாடுகளுக்கு குறிப்பாகப் பொருத்தமானவை, அதாவது நீடித்த மேகமூட்டம் அல்லது குறைந்த காற்றின் போது காப்பு சக்தியை வழங்குவது போன்றவை.

திட-நிலை பேட்டரிகள்

திட-நிலை பேட்டரிகள் வழக்கமான லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளில் உள்ள திரவ மின்பகுளியை ஒரு திட மின்பகுளியுடன் மாற்றுகின்றன. இது பாதுகாப்பு, ஆற்றல் அடர்த்தி மற்றும் ஆயுட்காலம் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் சாத்தியமான நன்மைகளை வழங்குகிறது. திட-நிலை பேட்டரிகள் மின்சார வாகனங்கள் மற்றும் பிற பயன்பாடுகளுக்கு ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய தொழில்நுட்பமாகும்.

சவால்கள்: திட-நிலை பேட்டரிகளின் உற்பத்தியை அதிகரிப்பது மற்றும் இடைமுக எதிர்ப்பு தொடர்பான சவால்களை சமாளிப்பது ஆகியவை தற்போதைய ஆராய்ச்சிப் பகுதிகளாகும்.

சோடியம்-அயன் பேட்டரிகள்

சோடியம்-அயன் பேட்டரிகள், மலிவான மற்றும் ஏராளமாகக் கிடைக்கும் ஒரு தனிமமான சோடியத்தை சார்ஜ் கேரியராகப் பயன்படுத்துகின்றன. அவை கட்டமைப்பு சேமிப்பு மற்றும் பிற பயன்பாடுகளுக்கு லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளுக்கு குறைந்த செலவில் ஒரு மாற்றாக அமைகின்றன.

சவால்கள்: சோடியம்-அயன் பேட்டரிகள் பொதுவாக லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளை விட குறைந்த ஆற்றல் அடர்த்தியைக் கொண்டுள்ளன. இருப்பினும், அவற்றின் செயல்திறனை மேம்படுத்த தற்போதைய ஆராய்ச்சி முயற்சிகள் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன.

2. இயந்திர ஆற்றல் சேமிப்பு

இயந்திர ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகள் ஒரு ஊடகத்தை உடல் ரீதியாக நகர்த்துவதன் மூலமோ அல்லது அழுத்துவதன் மூலமோ ஆற்றலைச் சேமிக்கின்றன.

பம்ப் செய்யப்பட்ட நீர் சேமிப்பு (PHS)

பம்ப் செய்யப்பட்ட நீர் சேமிப்பு என்பது உலகளவில் பெரிய அளவிலான ஆற்றல் சேமிப்பின் மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் வடிவமாகும். இது குறைந்த தேவை அல்லது அதிகப்படியான புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் உற்பத்தி காலங்களில் ஒரு கீழ் நீர்த்தேக்கத்திலிருந்து ஒரு உயர் நீர்த்தேக்கத்திற்கு தண்ணீரை பம்ப் செய்வதை உள்ளடக்கியது. ஆற்றல் தேவைப்படும்போது, தண்ணீர் வெளியிடப்பட்டு, டர்பைன்கள் வழியாக கீழ்நோக்கிப் பாய்ந்து மின்சாரத்தை உருவாக்குகிறது.

உதாரணம்: சீனா உலகில் பம்ப் செய்யப்பட்ட நீர் சேமிப்பின் மிகப்பெரிய நிறுவப்பட்ட திறனைக் கொண்டுள்ளது, அதிக அளவு காற்று மற்றும் சூரிய சக்தியை அதன் கட்டமைப்பில் ஒருங்கிணைக்க இதைப் பயன்படுத்துகிறது. இதேபோல், ஐரோப்பா மற்றும் வட அமெரிக்காவில் உள்ள பல நாடுகள் கட்டமைப்பு நிலைப்படுத்தலுக்காக பம்ப் செய்யப்பட்ட நீர் சேமிப்பை நம்பியுள்ளன.

சவால்கள்: PHS-க்கு குறிப்பிட்ட புவியியல் நிலைமைகள் (உயர வேறுபாடுகள் மற்றும் நீர் கிடைக்கும் தன்மை) தேவைப்படுகின்றன, மேலும் நிலப் பயன்பாடு மற்றும் நீர் வளங்கள் தொடர்பான சுற்றுச்சூழல் தாக்கங்களை ஏற்படுத்தக்கூடும்.

அழுத்தப்பட்ட காற்று ஆற்றல் சேமிப்பு (CAES)

அழுத்தப்பட்ட காற்று ஆற்றல் சேமிப்பு என்பது காற்றை அழுத்தி, நிலத்தடி குகைகளிலோ அல்லது தரைக்கு மேலே உள்ள தொட்டிகளிலோ சேமிப்பதை உள்ளடக்கியது. ஆற்றல் தேவைப்படும்போது, அழுத்தப்பட்ட காற்று வெளியிடப்பட்டு, சூடாக்கப்பட்டு, பின்னர் டர்பைன்கள் மூலம் விரிவடைந்து மின்சாரத்தை உருவாக்குகிறது.

உதாரணம்: தற்போதுள்ள CAES ஆலைகள் ஜெர்மனி மற்றும் அமெரிக்காவில் செயல்படுகின்றன. மேம்பட்ட CAES அமைப்புகள் செயல்திறனை மேம்படுத்துவதற்கும், அழுத்தப்பட்ட காற்றை சூடாக்குவதற்கு இயற்கை எரிவாயுவை சார்ந்திருப்பதைக் குறைப்பதற்கும் உருவாக்கப்பட்டு வருகின்றன.

சவால்கள்: CAES-க்கு காற்று சேமிப்பிற்கான பொருத்தமான புவியியல் அமைப்புகள் தேவைப்படுகின்றன, மேலும் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த சுற்று-பயண செயல்திறனைக் கொண்டிருக்கலாம்.

சுழல்சக்கரங்கள்

சுழல்சக்கரங்கள் ஒரு கனமான ரோட்டரை அதிக வேகத்தில் சுழற்றுவதன் மூலம் ஆற்றலைச் சேமிக்கின்றன. சுழல்சக்கரத்தில் சேமிக்கப்பட்ட இயக்க ஆற்றலை தேவைப்படும்போது மீண்டும் மின்சாரமாக மாற்றலாம். சுழல்சக்கரங்கள் விரைவான மறுமொழி நேரங்களையும், நீண்ட ஆயுட்காலத்தையும் வழங்குகின்றன, இது அதிர்வெண் கட்டுப்பாடு மற்றும் குறுகிய கால மின் காப்புக்கு ஏற்றதாக அமைகிறது.

உதாரணம்: சுழல்சக்கர ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகள் தொழில்துறை வசதிகளில் மின்சாரத்தின் தரத்தை மேம்படுத்தவும், புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் அதிக அளவில் உள்ள பகுதிகளில் கட்டமைப்பை நிலைப்படுத்தவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

சவால்கள்: சுழல்சக்கரங்கள் பேட்டரிகளுடன் ஒப்பிடும்போது ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த ஆற்றல் அடர்த்தியைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் உராய்வு மற்றும் காற்று எதிர்ப்பு காரணமாக ஆற்றல் இழப்புகளை சந்திக்க நேரிடும்.

3. வெப்ப ஆற்றல் சேமிப்பு (TES)

வெப்ப ஆற்றல் சேமிப்பு என்பது வெப்பம் அல்லது குளிர் வடிவில் ஆற்றலைச் சேமிப்பதை உள்ளடக்கியது. இதை நீர், உருகிய உப்புக்கள் அல்லது நிலை மாற்றப் பொருட்கள் (PCMs) போன்ற பல்வேறு பொருட்களைப் பயன்படுத்தி அடையலாம்.

TES உடன் செறிவூட்டப்பட்ட சூரிய ஆற்றல் (CSP)

செறிவூட்டப்பட்ட சூரிய ஆற்றல் ஆலைகள் கண்ணாடிகளைப் பயன்படுத்தி சூரிய ஒளியை ஒரு ரிசீவரில் குவித்து, அது ஒரு வேலை செய்யும் திரவத்தை சூடாக்குகிறது. அந்த வெப்பத்தை நேரடியாக மின்சாரம் தயாரிக்கப் பயன்படுத்தலாம் அல்லது வெப்ப ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகளில் சேமிக்கலாம், இதனால் சூரியன் பிரகாசிக்காத போதும் ஆலை மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்ய அனுமதிக்கிறது.

உதாரணம்: மொராக்கோவின் நூர் ஊர்சாசாட் சூரிய மின் நிலையம், உருகிய உப்பு வெப்ப ஆற்றல் சேமிப்பைப் பயன்படுத்தி 24 மணி நேரமும் மின்சாரம் வழங்குகிறது. ஸ்பெயினும் ஒருங்கிணைந்த TES உடன் குறிப்பிடத்தக்க CSP திறனைக் கொண்டுள்ளது.

மாவட்ட வெப்பமூட்டல் மற்றும் குளிரூட்டல்

மாவட்ட வெப்பமூட்டல் மற்றும் குளிரூட்டல் அமைப்புகளில், உச்ச நேரம் இல்லாத போது உருவாக்கப்படும் அதிகப்படியான வெப்பத்தையோ அல்லது குளிரையோ சேமிக்க வெப்ப ஆற்றல் சேமிப்பைப் பயன்படுத்தலாம். இந்த சேமிக்கப்பட்ட ஆற்றலை உச்ச தேவையை பூர்த்தி செய்ய பயன்படுத்தலாம், இது ஆற்றல் செலவுகளைக் குறைத்து செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது.

உதாரணம்: ஸ்காண்டிநேவியாவில் உள்ள பல நகரங்கள், தங்கள் மாவட்ட வெப்பமூட்டல் அமைப்புகளில் தொழில்துறை செயல்முறைகள் அல்லது கழிவு எரிப்பிலிருந்து வரும் அதிகப்படியான வெப்பத்தைச் சேமிக்க வெப்ப ஆற்றல் சேமிப்பைப் பயன்படுத்துகின்றன.

பனிக்கட்டி சேமிப்பு

பனிக்கட்டி சேமிப்பு அமைப்புகள் உச்ச நேரம் இல்லாத போது பனிக்கட்டியை உருவாக்கி, உச்ச நேரங்களில் கட்டிடங்களைக் குளிர்விக்க அதைப் பயன்படுத்துகின்றன. இது மின்சாரத் தேவையைக் குறைத்து, ஆற்றல் செலவுகளைக் குறைக்கிறது.

உதாரணம்: குளிரூட்டும் செலவுகளைக் குறைக்க வணிகக் கட்டிடங்கள், மருத்துவமனைகள் மற்றும் தரவு மையங்களில் பனிக்கட்டி சேமிப்பு பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

4. வேதி ஆற்றல் சேமிப்பு

வேதி ஆற்றல் சேமிப்பு என்பது வேதியியல் பிணைப்புகளின் வடிவில் ஆற்றலைச் சேமிப்பதை உள்ளடக்கியது. ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி மற்றும் சேமிப்பு ஒரு முக்கிய எடுத்துக்காட்டு ஆகும்.

ஹைட்ரஜன் ஆற்றல் சேமிப்பு

புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலைப் பயன்படுத்தி நீரின் மின்னாற்பகுப்பு மூலம் ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்யலாம். பின்னர் ஹைட்ரஜனை அழுத்தப்பட்ட வாயு, திரவ ஹைட்ரஜன் அல்லது உலோக ஹைட்ரைடுகள் போன்ற பல்வேறு வடிவங்களில் சேமிக்கலாம். ஆற்றல் தேவைப்படும்போது, ஹைட்ரஜனை எரிபொருள் செல்களில் பயன்படுத்தி மின்சாரம், வெப்பம் அல்லது போக்குவரத்து எரிபொருளை உருவாக்கலாம்.

உதாரணம்: பல நாடுகள் ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி மற்றும் சேமிப்பு திட்டங்களில் முதலீடு செய்கின்றன, ஹைட்ரஜனை போக்குவரத்து, தொழில் மற்றும் மின்சார உற்பத்திக்கு ஒரு சுத்தமான எரிபொருளாகப் பயன்படுத்தும் நோக்கில். உதாரணமாக, ஜப்பான் தனது பொருளாதாரத்திற்கு சக்தி அளிக்க ஹைட்ரஜனைப் பயன்படுத்த லட்சியத் திட்டங்களைக் கொண்டுள்ளது.

சவால்கள்: ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி, சேமிப்பு மற்றும் போக்குவரத்து இன்னும் ஒப்பீட்டளவில் விலை உயர்ந்தவை. ஹைட்ரஜன் சேமிப்பு மற்றும் எரிபொருள் செல்களுக்கு செலவு குறைந்த மற்றும் திறமையான தொழில்நுட்பங்களை உருவாக்குவது அதன் பரவலான பயன்பாட்டிற்கு முக்கியமானது.

ஆற்றல் சேமிப்பின் உலகளாவிய பயன்பாடுகள்

ஆற்றல் சேமிப்பு உலகெங்கிலும் பல்வேறு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது:

ஆற்றல் சேமிப்பின் எதிர்காலம்

ஆற்றல் சேமிப்பின் எதிர்காலம் பிரகாசமாக உள்ளது, தற்போதைய ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாடு பின்வருவனவற்றில் கவனம் செலுத்துகிறது:

செயல்படுத்தக்கூடிய நுண்ணறிவுகள்:

  1. தகவலுடன் இருங்கள்: ஆற்றல் சேமிப்பு தொழில்நுட்பங்கள் மற்றும் கொள்கைகளில் சமீபத்திய முன்னேற்றங்கள் குறித்து புதுப்பித்த நிலையில் இருங்கள்.
  2. உங்கள் வீடு அல்லது வணிகத்திற்கு ஆற்றல் சேமிப்பைக் கவனியுங்கள்: உங்கள் ஆற்றல் அமைப்பில் ஆற்றல் சேமிப்பை ஒருங்கிணைப்பதன் சாத்தியமான நன்மைகளை மதிப்பீடு செய்யுங்கள்.
  3. புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் கொள்கைகளை ஆதரிக்கவும்: புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் மற்றும் ஆற்றல் சேமிப்பின் வளர்ச்சி மற்றும் வரிசைப்படுத்தலை ஊக்குவிக்கும் கொள்கைகளுக்கு வாதிடுங்கள்.

முடிவுரை

ஆற்றல் சேமிப்பு என்பது ஒரு நிலையான ஆற்றல் எதிர்காலத்தின் ஒரு முக்கிய அங்கமாகும். இது புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் மூலங்களின் ஒருங்கிணைப்பை செயல்படுத்துகிறது, கட்டமைப்பு நம்பகத்தன்மையை மேம்படுத்துகிறது, புதைபடிவ எரிபொருட்களைச் சார்ந்திருப்பதைக் குறைக்கிறது, மேலும் தனிநபர்கள் மற்றும் சமூகங்கள் தங்கள் ஆற்றலைக் கட்டுப்படுத்த அதிகாரம் அளிக்கிறது. தொழில்நுட்பம் முன்னேறி, செலவுகள் குறையும்போது, உலகளாவிய ஆற்றல் நிலப்பரப்பை மாற்றுவதில் ஆற்றல் சேமிப்பு பெருகிய முறையில் முக்கிய பங்கு வகிக்கும்.