પીગળેલા ક્ષાર: ઊર્જા સંગ્રહ અને ટકાઉપણાની ચાવી

પીગળેલા ક્ષાર: ઊર્જા સંગ્રહ માટે મુખ્ય ઉકેલ

આ પીગળેલું મીઠું તે એપ્લીકેશનની વિશાળ શ્રેણી સાથેનું ઉત્પાદન છે, જેમ કે ઉચ્ચ-તાપમાન પ્રક્રિયા હીટિંગ, હીટ ટ્રીટમેન્ટ અને સ્ટીલની એનેલીંગ અને સૌર થર્મલ પાવર પ્લાન્ટ્સમાં થર્મલ સ્ટોરેજ. આ ક્ષારમાં ફ્લોરાઈડ, ક્લોરાઈડ અને નાઈટ્રેટનો સમાવેશ થાય છે અને તેમની વૈવિધ્યતાએ તેમને પુનઃપ્રાપ્ય ઉર્જા ક્ષેત્રના મુખ્ય ઘટકો બનાવ્યા છે.

તેની સુસંગતતાને લીધે, આ લેખ પીગળેલા ક્ષાર શું છે, તેમની વિશેષતાઓ શું છે અને તેઓ હાલમાં ઊર્જા સંગ્રહમાં યોગદાન આપવા માટે કેવી રીતે ઉપયોગમાં લેવાય છે, વૈશ્વિક ઊર્જા સંક્રમણમાં વધુને વધુ નિર્ણાયક પાસું છે તેની ઊંડાણપૂર્વક શોધ કરે છે.

પીગળેલા ક્ષારની લાક્ષણિકતાઓ અને ફાયદા

પીગળેલા ક્ષાર તેમના ઉચ્ચ હોવાને કારણે મોટી માત્રામાં થર્મલ ઊર્જા સંગ્રહિત કરવાની તેમની ક્ષમતા માટે અલગ પડે છે ઓપરેટિંગ તાપમાન. તેઓ 566°C સુધી પહોંચી શકે છે, જે તેમને હીટ સ્ટોરેજ અને ટ્રાન્સફરનું કાર્યક્ષમ માધ્યમ બનાવે છે.

અન્ય હીટ ટ્રાન્સફર માધ્યમોથી વિપરીત, જેમ કે કૃત્રિમ તેલ અથવા પાણીની વ્યવસ્થા, પીગળેલા ક્ષાર નોંધપાત્ર વરાળ દબાણ પેદા કરશો નહીં, જે એલિવેટેડ તાપમાને સલામત કામગીરીની મંજૂરી આપે છે અને તેથી, તેનો ઉપયોગ સૌર થર્મલ પ્લાન્ટ અને ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયાઓમાં આદર્શ છે.

તેના ઘણા ફાયદા હોવા છતાં, તે પ્રકાશિત કરવું મહત્વપૂર્ણ છે કે તેના ગેરફાયદામાંની એક છે ઉચ્ચ ઠંડું બિંદુ, જે ક્ષારની ચોક્કસ રચનાના આધારે 120 °C અને 220 °C ની વચ્ચે હોઇ શકે છે. આને સંગ્રહ અને પરિભ્રમણ પ્રણાલીઓની જરૂર છે જેથી મીઠું પીગળેલી સ્થિતિમાં જાળવવા માટે નક્કરતા અટકાવી શકાય, જે જટિલતા અને ખર્ચમાં વધારો કરે છે.

પીગળેલા ક્ષારનો ઉપયોગ

પીગળેલા ક્ષારના બહુવિધ ઔદ્યોગિક અને ઉર્જા કાર્યક્રમો છે. તેઓ મુખ્યત્વે આમાં વપરાય છે:

• પ્રક્રિયા હીટિંગ: ઊંચા તાપમાને કામ કરવાની તેમની ક્ષમતા માટે આભાર, પીગળેલા ક્ષારનો ઉપયોગ હીટ ટ્રીટમેન્ટ જેમ કે એનલિંગ સ્ટીલ અને અન્ય ધાતુઓમાં થાય છે.
• હીટ ટ્રાન્સફર: ઔદ્યોગિક હીટ ટ્રાન્સફર સિસ્ટમ્સમાં, પીગળેલા ક્ષાર કૃત્રિમ તેલને બદલી શકે છે, જે વધુ કાર્યક્ષમ અને ટકાઉ ઉકેલ પ્રદાન કરે છે.
• ઊર્જા સંગ્રહ: કેન્દ્રિત સૌર થર્મલ પ્લાન્ટ્સમાં, ક્ષારનો ઉપયોગ સૂર્યની થર્મલ ઉર્જાને સંગ્રહિત કરવા અને જ્યારે સૂર્યપ્રકાશ ન હોય ત્યારે તેને વીજળીમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે થાય છે, જેમ કે રાત્રે અથવા વાદળછાયું દિવસોમાં.

પીગળેલા મીઠું સંગ્રહ સિસ્ટમો

આજે પીગળેલા ક્ષારનો સૌથી વધુ ઉપયોગ સૌર થર્મલ પ્લાન્ટ્સની ઊર્જા સંગ્રહ પ્રણાલીમાં થાય છે. કેન્દ્રિત સૌર યોજના દિવસ દરમિયાન મોટી માત્રામાં ઉર્જાનો સંગ્રહ કરે છે, જે પછી રાત્રે અથવા સૂર્ય રહિત દિવસોમાં વાપરી શકાય છે.

એક લાક્ષણિક પીગળેલા મીઠાની સંગ્રહ વ્યવસ્થાનો સમાવેશ થાય છે બે ટાંકી: એક ગરમ મીઠું અને એક ઠંડુ મીઠું. દિવસ દરમિયાન, સૌર ઉર્જા ઠંડા મીઠા પર ગરમીને કેન્દ્રિત કરે છે, તેનું તાપમાન વધારે છે અને તેને ગરમ મીઠામાં પરિવર્તિત કરે છે. આ ગરમ મીઠું સંગ્રહિત કરવામાં આવે છે અને બાદમાં વરાળ ઉત્પન્ન કરવા માટે વપરાય છે, જે વીજળી ઉત્પાદન ટર્બાઇનને શક્તિ આપે છે.

આ સિસ્ટમ સલામત, કાર્યક્ષમ અને મોટા સોલાર થર્મલ પ્લાન્ટ્સમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે, જેમ કે સ્પેન આંતરરાષ્ટ્રીય સ્તરે અગ્રણી છે, જેમાં મહત્વપૂર્ણ પ્રગતિ સાથે સંગ્રહ તકનીકો કાર્યક્ષમતા અને પ્રક્રિયાની અવધિમાં સુધારો કરવા માટે. આ પ્રકારનો છોડ દસ કલાકથી વધુ સમય માટે ઊર્જાનો સંગ્રહ કરી શકે છે, ઓછા ઉત્પાદનના સમયે, જેમ કે રાત્રે અથવા વાદળછાયું દિવસોમાં વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે.

પીગળેલા ક્ષારના ઉપયોગમાં પડકારો અને ઉકેલો

ઊર્જા સંગ્રહ માટે પીગળેલા ક્ષારનો ઉપયોગ કરવાનો મુખ્ય પડકાર છે કાટ જેમાં ખાસ કરીને 700 ºC થી વધુ તાપમાને બાંધકામ સામગ્રી ખુલ્લી હોય છે. પીગળેલા ક્ષાર સામાન્ય ધાતુઓ સાથે અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ હોય છે, જે તેમના ઓક્સિડેશનને વેગ આપે છે અને સંગ્રહ ટાંકીની અખંડિતતા સાથે સમાધાન કરી શકે છે.

જો કે, નવીનતાઓ વિકસાવવામાં આવી છે જેમ કે ઉપયોગ ગ્રેફાઇટ આધારિત એન્ટિકોરોસિવ પદ્ધતિઓ. આ સામગ્રી, જ્યારે ટાંકી અને પીગળેલા મીઠા વચ્ચેના સંપર્ક વિસ્તારમાં સ્થાનિક રીતે વિઘટિત થાય છે, ત્યારે એક રક્ષણાત્મક સ્તર બનાવે છે જે ઓક્સિડેશન ઘટાડે છે અને સ્થાનિક કાટ ઘટાડે છે. આ ઉન્નતિએ ઉચ્ચ-તાપમાન થર્મલ સંગ્રહ માધ્યમ તરીકે પીગળેલા ક્ષારની કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કર્યો છે.

વ્યૂહાત્મક પ્રોજેક્ટ્સ અને પીગળેલા ક્ષારનું ભવિષ્ય

હાલમાં, સ્પેન પીગળેલા ક્ષારના સંગ્રહ સાથે સૌર થર્મલ પ્લાન્ટના ઉપયોગ અને વિકાસમાં વિશ્વ અગ્રણી તરીકે પોતાને મજબૂત કરી રહ્યું છે. દેશમાં 50 સોલાર થર્મલ પ્લાન્ટ કાર્યરત છે, જેની ક્ષમતા 2,3 GW સ્થાપિત છે, જે વૈશ્વિક ક્ષમતાના ત્રીજા ભાગનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. આ અનુભવ થર્મલ સ્ટોરેજમાં સ્પેનને આંતરરાષ્ટ્રીય સંદર્ભ તરીકે સ્થાન આપે છે.

નેશનલ એનર્જી એન્ડ ક્લાઈમેટ પ્લાન (PNIEC) આગામી દસ વર્ષમાં 5 વધારાના GW સુધીનો સમાવેશ કરવાની યોજના ધરાવે છે. આ માપનો હેતુ માત્ર સૌર થર્મલ પ્લાન્ટમાં જ નહીં, પરંતુ અન્ય ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રોમાં પણ પીગળેલા ક્ષારના ઉપયોગને એકીકૃત કરવાનો છે. ડેકાર્બોનાઇઝેશન સ્ટીલ, સિમેન્ટ અને અન્ય જેવા ઉદ્યોગો કે જેને સઘન થર્મલ પ્રક્રિયાઓની જરૂર હોય છે.

વધુમાં, પીગળેલા મીઠાના ભાવિમાં તેનું સંકલન પણ સામેલ હોઈ શકે છે હાઇબ્રિડ નવીનીકરણીય ઉર્જા, જેમ કે ગ્રીન હાઇડ્રોજન, વધુ કાર્યક્ષમ અને ટકાઉ સ્ટોરેજ સિસ્ટમ્સ પ્રાપ્ત કરવા માટે. ઉભરતી તકનીકીઓ સાથે પીગળેલા ક્ષારનું સંયોજન ઊર્જા ઉદ્યોગ માટે આશાસ્પદ ક્ષિતિજ પ્રદાન કરે છે.

દરરોજ, નવી તકનીકોના વિકાસમાં વધુ પ્રગતિ કરવામાં આવે છે જે ક્ષારના ઉપયોગી જીવનને વિસ્તારવા અને મોટા પાયે ઊર્જા સંગ્રહની કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવાની મંજૂરી આપે છે. આ, ઉચ્ચ તાપમાનને કારણે ખર્ચ અને કાટની સમસ્યાને ઘટાડવાની પદ્ધતિઓમાં સતત સંશોધનમાં ઉમેરવામાં આવ્યું છે, જે પીગળેલા ક્ષારમાં ઊર્જા સંગ્રહના ભાવિને વધુને વધુ આકર્ષક અને સધ્ધર બનાવે છે.

ટૂંકમાં, પીગળેલા ક્ષાર ઉર્જા ટકાઉતાના માર્ગ પરના સૌથી આશાસ્પદ ઉકેલોમાંથી એક સાબિત થયા છે. ઉર્જાનો સંગ્રહ કરવાની અને ઔદ્યોગિક અને ઉર્જા ક્ષેત્રોના ડીકાર્બોનાઇઝેશનમાં યોગદાન આપવાની તેમની ક્ષમતા તેમને આબોહવા પરિવર્તન સામેની લડાઈમાં નિર્ણાયક ભૂમિકા આપે છે.