একটি ডিপ সাইকেল লিড ব্যাটারি হল একটি ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল এনার্জি স্টোরেজ ডিভাইস যা বারবার গভীর ডিসচার্জ সহ্য করে বর্ধিত সময়কাল ধরে টেকসই শক্তি প্রদানের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। স্টার্টিং ব্যাটারির বিপরীতে, এই ইউনিটগুলি 80% ডেপথ অফ ডিসচার্জ (DoD) চক্রের সময় কাঠামোগত অখণ্ডতা বজায় রাখতে পুরু সীসা প্লেট এবং উচ্চ-ঘনত্বের সক্রিয় উপাদান ব্যবহার করে। এই ইঞ্জিনিয়ারিং ফোকাস স্বল্প-সময়ের উচ্চ-ক্র্যাঙ্কিং কারেন্টের চেয়ে দীর্ঘমেয়াদী শক্তি সরবরাহকে অগ্রাধিকার দেয়।
ডিপ সাইকেল ব্যাটারিগুলি নির্দিষ্ট গ্রিড অ্যালয় এবং রক্ষণাবেক্ষণ প্রোটোকলের উপর নির্ভর করে 500 থেকে 3,000 ডিসচার্জ চক্রের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।
প্রাথমিক কাঠামোগত পার্থক্যটি প্লেটের পুরুত্বের মধ্যে রয়েছে, যা স্টার্টিং, লাইটিং এবং ইগনিশন (এসএলআই) ব্যাটারির তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি।
ব্যাটারি কাউন্সিল ইন্টারন্যাশনাল (BCI) অনুসারে, 50% এর নিচে একটি ধারাবাহিক ডেপথ অফ ডিসচার্জ (DoD) বজায় রাখা প্রত্যাশিত পরিষেবা জীবনকে দ্বিগুণ করতে পারে।
তাপ ব্যবস্থাপনা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, কারণ প্রতি 10-ডিগ্রী সেলসিয়াস 25 ডিগ্রি সেলসিয়াসের নিচে নেমে গেলে অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রায় 10% বৃদ্ধি পায়।
একটি গভীর চক্রের সীসা ব্যাটারির প্রকৌশল দর্শন ইতিবাচক এবং নেতিবাচক প্লেটের শারীরিক দৃঢ়তার উপর কেন্দ্র করে। একটি স্ট্যান্ডার্ড স্টার্টিং ব্যাটারিতে, প্লেটগুলি পাতলা এবং অসংখ্য, ইঞ্জিন ইগনিশনের জন্য প্রয়োজনীয় উচ্চ-কারেন্ট বিস্ফোরণের সুবিধার্থে পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলকে সর্বাধিক করে। বিপরীতভাবে, গভীর চক্র প্লেটগুলি পুরু, কঠিন সীসা গ্রিডগুলি একটি উচ্চ-ঘনত্বের সীসা-অক্সাইড পেস্ট দিয়ে লেপা। স্থির ব্যাটারির জন্য IEEE মান অনুসারে, এই পুরুত্ব ব্যাটারিকে সক্রিয় উপাদান ছাড়াই বারবার রাসায়নিক রূপান্তরের যান্ত্রিক চাপ সহ্য করতে দেয়।
ন্যাশনাল রিনিউয়েবল এনার্জি ল্যাবরেটরি (এনআরইএল) এর গবেষণা ইঙ্গিত করে যে গভীর চক্র ব্যাটারিতে সাধারণত প্লেট থাকে যা SLI ব্যাটারির তুলনায় 25% থেকে 40% মোটা। এই কাঠামোগত ভর অপরিহার্য কারণ নিষ্কাশনের রাসায়নিক প্রক্রিয়া সীসা ডাই অক্সাইড (PbO2) কে সীসা সালফেটে (PbSO4) রূপান্তরিত করে, যা অধিক আয়তন দখল করে। ঘন প্লেটগুলি এই ভলিউম্যাট্রিক পরিবর্তনের সময় ওয়ারিং বা ক্র্যাকিং প্রতিরোধ করার জন্য প্রয়োজনীয় শক্তিবৃদ্ধি প্রদান করে। শিল্প প্রয়োগে, দীর্ঘ-সময়ের নিঃসরণের সময় আয়ন পরিবহনকে অপ্টিমাইজ করতে ইলেক্ট্রোলাইটের নির্দিষ্ট মাধ্যাকর্ষণ প্রায়শই 1.280 এ সামঞ্জস্য করা হয়।
একটি উপযুক্ত কনফিগারেশনের জন্য, স্পেসিফিকেশন এবং স্থাপনার বিকল্পগুলির জন্য আমাদের লিথিয়াম ব্যাটারি সমাধানগুলি পর্যালোচনা করুন৷
একটি গভীর চক্র সীসা ব্যাটারির অপারেশন ডবল সালফেট রাসায়নিক বিক্রিয়ার উপর নির্ভর করে। স্রাবের সময়, পজিটিভ প্লেটে সীসা ডাই অক্সাইড এবং নেতিবাচক প্লেটে স্পঞ্জ সীসা উভয়ই ইলেক্ট্রোলাইটে সালফিউরিক অ্যাসিড (H2SO4) এর সাথে বিক্রিয়া করে। এই প্রতিক্রিয়া সীসা সালফেট এবং জল (H2O) উৎপন্ন করে। ইউএস ডিপার্টমেন্ট অফ এনার্জি অনুসারে, ব্যাটারি ডিসচার্জ হওয়ার সাথে সাথে অ্যাসিডের ঘনত্ব হ্রাস পায়, ভোল্টেজের সম্ভাবনা হ্রাস পায়। ডিপ সাইকেল অ্যাপ্লিকেশানগুলিতে, গ্রিডের কাঠামোর ক্ষতি না করেই বেশিরভাগ সক্রিয় উপাদান রূপান্তরিত না হওয়া পর্যন্ত এই প্রতিক্রিয়াটি চালিয়ে যাওয়ার জন্য ব্যাটারি তৈরি করা হয়।
এই প্রক্রিয়ার একটি গুরুত্বপূর্ণ চ্যালেঞ্জ হল সালফেশন, যেখানে সীসা সালফেট স্ফটিক প্লেটগুলিতে শক্ত হয়। যদি ব্যাটারি একটি ডিসচার্জ অবস্থায় থাকে, এই স্ফটিকগুলি চার্জিং পর্বের সময় পুনরায় রূপান্তর করা কঠিন হয়ে পড়ে। ব্যাটারি ইউনিভার্সিটির ডেটা দেখায় যে প্রায় 85% সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারি ব্যর্থতার জন্য দায়ী করা হয় দীর্ঘস্থায়ী আন্ডারচার্জিংয়ের কারণে অপরিবর্তনীয় সালফেশন। এটি প্রশমিত করার জন্য, জুনিয়র ইঞ্জিনিয়ারদের অবশ্যই নিশ্চিত করতে হবে যে চার্জিং প্রোফাইলে একটি সঠিক শোষণ পর্যায় অন্তর্ভুক্ত রয়েছে যাতে সীসা সালফেটকে সম্পূর্ণরূপে সীসা ডাই অক্সাইড এবং স্পঞ্জ সীসাতে রূপান্তরিত করা হয়, ইলেক্ট্রোলাইটের নির্দিষ্ট মাধ্যাকর্ষণ পুনরুদ্ধার করে।
বৈদ্যুতিক প্রকৌশলীদের জন্য, স্রাবের হার এবং ক্ষমতার মধ্যে সম্পর্ক বোঝা মৌলিক। পিউকার্টের আইন ব্যাখ্যা করে যে স্রাবের হার বাড়ার সাথে সাথে সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারির উপলব্ধ ক্ষমতা হ্রাস পায়। সূত্রটিকে t = H(C/IH)^k হিসাবে প্রকাশ করা হয়, যেখানে 'k' হল Peukert ধ্রুবক। একটি সাধারণ ডিপ সাইকেল লিড ব্যাটারির জন্য, Peukert ধ্রুবক 1.1 থেকে 1.3 পর্যন্ত হয়। জার্নাল অফ পাওয়ার সোর্সেস-এ প্রকাশিত 2024 সালের একটি সমীক্ষা অনুসারে, 20-ঘন্টার হারে 100Ah রেট দেওয়া একটি ব্যাটারি শুধুমাত্র এক ঘন্টার মধ্যে ডিসচার্জ হলেই 60Ah প্রদান করতে পারে।
এই ঘটনাটি ঘটে কারণ উচ্চ-কারেন্ট স্রাব প্লেটগুলির চারপাশে অবিলম্বে ইলেক্ট্রোলাইটে আয়নগুলির দ্রুত হ্রাসের দিকে পরিচালিত করে। বাল্ক ইলেক্ট্রোলাইট থেকে আয়নগুলির প্রসারণ প্রতিক্রিয়া হারের সাথে তাল মিলিয়ে চলতে পারে না। ফলস্বরূপ, অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ বৃদ্ধি পায়, এবং টার্মিনাল ভোল্টেজ অকালে নেমে যায়। ইউপিএস সিস্টেম বা সৌর অ্যারে ডিজাইন করা প্রকৌশলীদের অবশ্যই ব্যাটারি ব্যাঙ্কের ন্যূনতম 20% বড় করে এটির জন্য অ্যাকাউন্ট করতে হবে যাতে উচ্চ-লোডের পরিস্থিতিতে প্রয়োজনীয় রানটাইম পূরণ হয়। সিস্টেম নির্ভরযোগ্যতা এবং খরচ অপ্টিমাইজেশানের জন্য এই ভেরিয়েবলগুলির সঠিক মডেলিং অপরিহার্য।
অতিরিক্ত জীবনচক্র এবং অপারেটিং প্রসঙ্গের জন্য, ফলো-আপ রেফারেন্স হিসাবে IEC 60896 VRLA সম্মতি নির্দেশিকা দেখুন।
সাইকেল লাইফ (50% DoD এ)
| বৈশিষ্ট্য | ডিপ সাইকেল ব্যাটারি | শুরু হচ্ছে (SLI) ব্যাটারি |
|---|---|---|
| প্লেটের পুরুত্ব | 2.5 মিমি - 4.5 মিমি | 0.8 মিমি - 1.5 মিমি |
| স্রাবের সাধারণ গভীরতা (DoD) | 50% থেকে 80% | 1% থেকে 5% |
| 500 - 1500 চক্র | 30 - 50 চক্র | |
| সক্রিয় উপাদান ঘনত্ব | উচ্চ (ঘন পেস্ট) | কম (ছিদ্রযুক্ত পেস্ট) |
| কোল্ড ক্র্যাঙ্কিং এম্পস (সিসিএ) | পরিমিত | খুব উচ্চ |
একটি সম্পর্কিত প্রযুক্তিগত রেফারেন্সের জন্য, নকশা চূড়ান্ত করার আগে আমাদের AGM বনাম জেল গভীর চক্র তুলনা পড়ুন।
তাপমাত্রা সম্ভবত সবচেয়ে প্রভাবশালী পরিবেশগত ফ্যাক্টর যা একটি গভীর চক্র সীসা ব্যাটারির কর্মক্ষমতা প্রভাবিত করে। যদিও উচ্চ তাপমাত্রা প্রাথমিকভাবে রাসায়নিক বিক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করে ক্ষমতা বৃদ্ধি করে, তারা একই সাথে অভ্যন্তরীণ ক্ষয় এবং ইলেক্ট্রোলাইট বাষ্পীভবনকে ত্বরান্বিত করে। ইন্টারন্যাশনাল ইলেক্ট্রোটেকনিক্যাল কমিশন (আইইসি) অনুসারে, প্রতি 8-ডিগ্রী সেলসিয়াস 25 ডিগ্রি সেলসিয়াসের স্ট্যান্ডার্ড অপারেটিং তাপমাত্রার উপরে ব্যাটারির পরিষেবা জীবনকে অর্ধেক করে দেয়। গ্রীষ্মমন্ডলীয় জলবায়ু বা ঠাণ্ডা না হওয়া সার্ভার রুমে ব্যাটারি মোতায়েন করা ইঞ্জিনিয়ারদের জন্য এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ বিবেচনা।
বিপরীতভাবে, ঠান্ডা তাপমাত্রা অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ায় এবং উপলব্ধ ক্ষমতা হ্রাস করে। 0°C এ, একটি সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারি 25°C এ তার কর্মক্ষমতার তুলনায় তার রেট করা ক্ষমতার 30% পর্যন্ত হারাতে পারে। সোসাইটি অফ অটোমোটিভ ইঞ্জিনিয়ার্স (SAE) এর গবেষণা হাইলাইট করে যে চার্জিং ভোল্টেজগুলিকে অবশ্যই তাপমাত্রার ক্ষতিপূরণ দিতে হবে যাতে গরমে অতিরিক্ত চার্জ হওয়া এবং ঠান্ডায় কম চার্জ হওয়া রোধ করা যায়৷ আধুনিক ইন্ডাস্ট্রিয়াল চার্জারগুলি তাপীয় সেন্সরগুলি ব্যবহার করে প্রতি সেলসিয়াস সেলসিয়াস বৃদ্ধির জন্য -3mV থেকে -5mV দ্বারা ভোল্টেজ সামঞ্জস্য করতে, যাতে ব্যাটারি তার সর্বোত্তম ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল উইন্ডোর মধ্যে থাকে।
"গভীর চক্র প্রযুক্তি পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি স্থিতিশীলতার মেরুদণ্ডের প্রতিনিধিত্ব করে, যেখানে গ্রিডের শারীরিক বেধ বৈদ্যুতিক রাসায়নিক জীবনকাল নির্ধারণ করে। সীসা-ক্যালসিয়াম-টিন অ্যালয়গুলিতে উদ্ভাবনগুলি এখন উচ্চ-তাপমাত্রার পরিবেশে জারা প্রতিরোধের সীমানাকে ঠেলে দিচ্ছে।"
গভীর চক্রের সীসা ব্যাটারিগুলি সেই ক্ষেত্রে অপরিহার্য যেখানে নির্ভরযোগ্যতা এবং খরচ-প্রতি-চক্র সর্বোপরি। নবায়নযোগ্য শক্তি সেক্টরে, তারা অফ-গ্রিড সোলার সিস্টেমের জন্য প্রাথমিক স্টোরেজ মাধ্যম হিসাবে কাজ করে। ইন্টারন্যাশনাল রিনিউয়েবল এনার্জি এজেন্সি (আইআরইএনএ) অনুসারে, সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারিগুলি এখনও তাদের পুনর্ব্যবহারযোগ্যতা এবং প্রমাণিত সুরক্ষা প্রোফাইলের কারণে বিশ্বব্যাপী ছোট আকারের সৌর স্টোরেজ ইনস্টলেশনের 40% এর বেশি। সৌর PV থেকে অনিয়মিত চার্জিং প্যাটার্নগুলি পরিচালনা করার ক্ষমতা তাদের গ্রামীণ বিদ্যুতায়ন প্রকল্পের জন্য আদর্শ করে তোলে।
উপাদান হ্যান্ডলিং শিল্পে, বৈদ্যুতিক ফর্কলিফ্ট এবং স্বয়ংক্রিয় নির্দেশিত যানবাহন (AGVs) 8-থেকে-12-ঘণ্টা শিফটে শক্তির জন্য বিশাল ডিপ সাইকেল ব্যাটারি ব্যাঙ্ক ব্যবহার করে। এই ব্যাটারিগুলি ভারী-শুল্ক স্রাবের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, প্রায়শই দৈনিক 80% DoD পৌঁছায়। মেটেরিয়াল হ্যান্ডলিং ইন্সটিটিউট (MHI) থেকে পাওয়া তথ্য ইঙ্গিত করে যে সীসা-অ্যাসিড সিস্টেমগুলি বড় ফ্লিটগুলির জন্য সবচেয়ে সাশ্রয়ী সমাধান হিসাবে রয়ে গেছে, যদি সঠিক রক্ষণাবেক্ষণ এবং চার্জিং পরিকাঠামো থাকে। উপরন্তু, টেলিযোগাযোগ শিল্প দূরবর্তী সেল টাওয়ারে ব্যাকআপ পাওয়ার জন্য ভালভ রেগুলেটেড লিড-অ্যাসিড (VRLA) ডিপ সাইকেল ব্যাটারি ব্যবহার করে, 99.999% নেটওয়ার্ক আপটাইম নিশ্চিত করে।
একটি ডিপ সাইকেল লিড ব্যাটারি ব্যাঙ্কের ROI বাড়ানোর জন্য রক্ষণাবেক্ষণের সময়সূচীতে কঠোরভাবে আনুগত্য প্রয়োজন। ফ্লাডড সীসা-অ্যাসিড (এফএলএ) ব্যাটারির জন্য, ইলেক্ট্রোলাইট স্তরবিন্যাস প্রতিরোধ করার জন্য নিয়মিত সমানীকরণ চার্জ প্রয়োজন, এমন একটি অবস্থা যেখানে অ্যাসিড কোষের নীচে ঘনীভূত হয়। EUROBAT এর মতে, সমতা একটি নিয়ন্ত্রিত ওভারচার্জ জড়িত যা গ্যাস বুদবুদ তৈরি করে, কার্যকরভাবে ইলেক্ট্রোলাইট মিশ্রিত করে। এই প্রক্রিয়াটি প্রতি 30 দিনে সঞ্চালিত হওয়া উচিত বা যখন কোষগুলির মধ্যে নির্দিষ্ট মাধ্যাকর্ষণ রিডিং 0.030 এর বেশি পরিবর্তিত হয়।
ভিআরএলএ ব্যাটারির জন্য, যেমন AGM এবং জেলের ধরন, রক্ষণাবেক্ষণ তাপ পর্যবেক্ষণ এবং টার্মিনাল টর্ক চেকের উপর বেশি দৃষ্টি নিবদ্ধ করে। যেহেতু এই ব্যাটারিগুলি সিল করা আছে, সেগুলিকে জল দেওয়া যায় না, এটি অতিরিক্ত চার্জিংয়ের জন্য সংবেদনশীল করে তোলে যা "থার্মাল রনওয়ে" হতে পারে। গবেষণা ইঙ্গিত করে যে ডেটা সেন্টারে 15% ভিআরএলএ ব্যর্থতার কারণ হয় আলগা টার্মিনাল সংযোগ যা স্থানীয় তাপ তৈরি করে। প্রকৌশলীদের উচ্চ-প্রতিরোধের পয়েন্টগুলি সনাক্ত করতে স্রাব পরীক্ষার সময় ইনফ্রারেড থার্মোগ্রাফি ব্যবহার করা উচিত। এমনকি রক্ষণাবেক্ষণ-মুক্ত মডেলগুলিতেও হাইড্রোজেন গ্যাস জমা হওয়া রোধ করার জন্য সঠিক বায়ুচলাচল প্রয়োজন।
হ্যাঁ, কিন্তু এটি সুপারিশ করা হয় না। যদিও একটি ডিপ সাইকেল ব্যাটারি প্রয়োজনীয় কারেন্ট সরবরাহ করতে পারে, এটিতে একটি ডেডিকেটেড স্টার্টিং ব্যাটারির উচ্চ কোল্ড ক্র্যাঙ্কিং এম্পস (সিসিএ) রেটিং নেই। বিসিআই মান অনুসারে, ঘন ঘন ইঞ্জিন স্টার্টের জন্য একটি গভীর চক্রের ব্যাটারি ব্যবহার করলে উচ্চ-তীব্রতার স্রাবের স্পাইকগুলির কারণে সক্রিয় উপাদানের অকাল পরিধান হতে পারে যা প্রাথমিকভাবে পরিচালনা করার জন্য ডিজাইন করা হয়নি। সিস্টেম পরিকল্পনার জন্য, সাইটের প্রয়োজনীয়তার সাথে ব্যাটারি পছন্দ সারিবদ্ধ করতে আমাদের শক্তি সঞ্চয়স্থান সমাধানগুলি দেখুন৷
জীবনকাল স্রাবের গভীরতার উপর নির্ভর করে। সাধারণত, একটি উচ্চ-মানের ডিপ সাইকেল ব্যাটারি ব্যাকআপ অ্যাপ্লিকেশনে (ইউপিএস) 4 থেকে 8 বছর বা সৌর অ্যাপ্লিকেশনে 500 থেকে 1,000 চক্র স্থায়ী হয় যেখানে এটি প্রতিদিন সাইকেল চালানো হয়। ব্যাটারিকে সম্পূর্ণরূপে চার্জ করা অবস্থায় রক্ষণাবেক্ষণ করা এবং 50% এর নিচে ডিসচার্জ এড়ানো হল এর কার্যক্ষম জীবন 2,000 দিনের বেশি বাড়ানোর সবচেয়ে কার্যকর উপায়।
শোষক গ্লাস ম্যাট (AGM) ব্যাটারিগুলি ইলেক্ট্রোলাইটকে স্থির করার জন্য একটি ফাইবারগ্লাস বিভাজক ব্যবহার করে, এগুলিকে স্পিল-প্রুফ এবং কম্পনের বিরুদ্ধে আরও প্রতিরোধী করে তোলে। প্লাবিত ব্যাটারিতে তরল অ্যাসিড থাকে এবং পর্যায়ক্রমিক জলের প্রয়োজন হয়। ডেটা দেখায় যে প্লাবিত ব্যাটারির (প্রতি মাসে 5-10%) তুলনায় AGM ব্যাটারির স্ব-স্রাবের হার কম (প্রতি মাসে 1-3%) থাকে, যা তাদেরকে মৌসুমী ব্যবহার বা দূরবর্তী ইনস্টলেশনের জন্য উচ্চতর করে তোলে।
একটি ক্ষমতা পরীক্ষা সবচেয়ে সঠিক পদ্ধতি। একটি নিয়ন্ত্রিত ডিসচার্জ পরীক্ষার সময় যদি একটি ব্যাটারি তার রেটেড ক্ষমতার 80% বজায় রাখতে না পারে, তবে এটি তার দরকারী জীবনের শেষে বিবেচনা করা হয়। উপরন্তু, একটি মাঝারি লোডের অধীনে ওপেন-সার্কিট ভোল্টেজের (12V ব্যাটারির জন্য 10.5V এর নিচে) উল্লেখযোগ্য হ্রাস প্রায়ই একটি মৃত কোষ বা গুরুতর সালফেশন নির্দেশ করে যা পুনরুদ্ধার করা যায় না।
