خبریں

بہت سی بیٹری اور چارجنگ ٹیکنالوجیز ہیں جن پر غور کرنے کی ضرورت ہے جب زیر زمین کان کنی میں الیکٹرو موبیلیٹی کی طرف منتقلی ہوتی ہے۔

بیٹری سے چلنے والی کان کنی گاڑیاں زیر زمین کان کنی کے لیے مثالی طور پر موزوں ہیں۔چونکہ وہ خارج ہونے والی گیسیں خارج نہیں کرتے ہیں، اس لیے وہ ٹھنڈک اور وینٹیلیشن کی ضروریات کو کم کرتے ہیں، گرین ہاؤس گیس (GHG) کے اخراج اور دیکھ بھال کے اخراجات کو کم کرتے ہیں، اور کام کے حالات کو بہتر بناتے ہیں۔

تقریباً تمام زیر زمین کان کا سامان آج ڈیزل سے چلتا ہے اور خارج ہونے والے دھوئیں پیدا کرتا ہے۔یہ کارکنوں کی حفاظت کو برقرار رکھنے کے لیے وسیع وینٹیلیشن سسٹم کی ضرورت کو آگے بڑھاتا ہے۔مزید برآں، چونکہ آج کے کان آپریٹرز ایسک کے ذخائر تک رسائی کے لیے 4 کلومیٹر (13,123.4 فٹ) تک گہرائی میں کھدائی کر رہے ہیں، یہ نظام تیزی سے بڑے ہو جاتے ہیں۔اس سے انہیں انسٹال کرنے اور چلانے میں زیادہ مہنگی پڑتی ہے اور زیادہ توانائی کی بھوک لگتی ہے۔

ایک ہی وقت میں، مارکیٹ بدل رہی ہے.حکومتیں ماحولیاتی اہداف کا تعین کر رہی ہیں اور صارفین تیزی سے آخری مصنوعات کے لیے ایک پریمیم ادا کرنے کے لیے تیار ہو رہے ہیں جو کم کاربن فوٹ پرنٹ کو ظاہر کر سکتے ہیں۔یہ بارودی سرنگوں کو ختم کرنے میں زیادہ دلچسپی پیدا کر رہا ہے۔

لوڈ، ہول، اور ڈمپ (LHD) مشینیں ایسا کرنے کا بہترین موقع ہیں۔وہ زیر زمین کان کنی کے لیے تقریباً 80% توانائی کی طلب کی نمائندگی کرتے ہیں کیونکہ وہ کان کے ذریعے لوگوں اور آلات کو منتقل کرتے ہیں۔

بیٹری سے چلنے والی گاڑیوں پر سوئچ کرنے سے کان کنی کو ڈیکاربونائز کیا جا سکتا ہے اور وینٹیلیشن کے نظام کو آسان بنایا جا سکتا ہے۔

اس کے لیے اعلیٰ طاقت اور طویل دورانیے والی بیٹریوں کی ضرورت ہوتی ہے – ایک ایسا فرض جو پچھلی ٹیکنالوجی کی صلاحیتوں سے باہر تھا۔تاہم، پچھلے کچھ سالوں میں تحقیق اور ترقی نے لیتھیم آئن (لی-آئن) بیٹریوں کی ایک نئی نسل تیار کی ہے جس کی کارکردگی، حفاظت، سستی اور بھروسے کی صحیح سطح ہے۔

پانچ سال کی توقع

جب آپریٹرز LHD مشینیں خریدتے ہیں، تو وہ سخت حالات کی وجہ سے زیادہ سے زیادہ 5 سال کی زندگی کی توقع کرتے ہیں۔مشینوں کو بھاری بوجھ کو دن میں 24 گھنٹے نمی، دھول اور چٹانوں، مکینیکل جھٹکے اور کمپن کے ساتھ ناہموار حالات میں لے جانے کی ضرورت ہوتی ہے۔

جب طاقت کی بات آتی ہے، تو آپریٹرز کو ایسے بیٹری سسٹم کی ضرورت ہوتی ہے جو مشین کی زندگی بھر سے مماثل ہوں۔بیٹریوں کو بار بار اور گہرے چارج اور ڈسچارج سائیکلوں کو بھی برداشت کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔گاڑی کی دستیابی کو زیادہ سے زیادہ کرنے کے لیے انہیں تیز رفتار چارجنگ کے قابل ہونا بھی ضروری ہے۔اس کا مطلب ہے کہ ایک وقت میں 4 گھنٹے سروس، آدھے دن کی شفٹ پیٹرن سے مماثل ہے۔

بیٹری کی تبدیلی بمقابلہ تیز چارجنگ

اس کو حاصل کرنے کے لیے بیٹری کی تبدیلی اور تیز رفتار چارجنگ دو اختیارات کے طور پر سامنے آئے۔بیٹری کی تبدیلی کے لیے بیٹریوں کے دو ایک جیسے سیٹوں کی ضرورت ہوتی ہے - ایک گاڑی کو طاقت دیتا ہے اور دوسرا چارج پر۔4 گھنٹے کی شفٹ کے بعد، خرچ شدہ بیٹری کو تازہ چارج شدہ بیٹری سے بدل دیا جاتا ہے۔

فائدہ یہ ہے کہ اس کے لیے ہائی پاور چارجنگ کی ضرورت نہیں ہے اور عام طور پر کان کے موجودہ برقی ڈھانچے سے اس کی مدد کی جا سکتی ہے۔تاہم، تبدیلی کے لیے اٹھانے اور سنبھالنے کی ضرورت ہوتی ہے، جو ایک اضافی کام پیدا کرتا ہے۔

دوسرا طریقہ یہ ہے کہ توقف، وقفے اور شفٹ تبدیلیوں کے دوران تقریباً 10 منٹ کے اندر تیزی سے چارج ہونے کے قابل واحد بیٹری استعمال کی جائے۔اس سے بیٹریوں کو تبدیل کرنے کی ضرورت ختم ہو جاتی ہے، زندگی آسان ہو جاتی ہے۔

تاہم، تیز رفتار چارجنگ ہائی پاور گرڈ کنکشن پر انحصار کرتی ہے اور مائن آپریٹرز کو اپنے برقی انفراسٹرکچر کو اپ گریڈ کرنے یا راستے میں انرجی اسٹوریج انسٹال کرنے کی ضرورت پڑ سکتی ہے، خاص طور پر بڑے بیڑے کے لیے جنہیں بیک وقت چارج کرنے کی ضرورت ہے۔

بیٹری کی تبدیلی کے لیے لی آئن کیمسٹری

تبادلہ اور تیز چارجنگ کے درمیان انتخاب بتاتا ہے کہ کس قسم کی بیٹری کیمسٹری استعمال کرنی ہے۔

لی آئن ایک چھتری اصطلاح ہے جو الیکٹرو کیمسٹری کی ایک وسیع رینج کا احاطہ کرتی ہے۔ان کو انفرادی طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے یا مطلوبہ سائیکل لائف، کیلنڈر لائف، توانائی کی کثافت، تیز چارجنگ، اور حفاظت فراہم کرنے کے لیے ملایا جا سکتا ہے۔

زیادہ تر لی آئن بیٹریاں گریفائٹ کے ساتھ منفی الیکٹروڈ کے طور پر بنائی جاتی ہیں اور ان میں مثبت الیکٹروڈ کے طور پر مختلف مواد ہوتے ہیں، جیسے لیتھیم نکل-مینگنیج-کوبالٹ آکسائیڈ (NMC)، لیتھیم نکل-کوبالٹ ایلومینیم آکسائیڈ (NCA) اور لیتھیم آئرن فاسفیٹ (LFP) )۔

ان میں سے، NMC اور LFP دونوں کافی چارجنگ کارکردگی کے ساتھ اچھا توانائی کا مواد فراہم کرتے ہیں۔یہ بیٹری کی تبدیلی کے لیے ان میں سے کسی ایک کو مثالی بناتا ہے۔

تیز چارجنگ کے لیے ایک نئی کیمسٹری

تیز چارجنگ کے لیے ایک پرکشش متبادل سامنے آیا ہے۔یہ لتیم ٹائٹینیٹ آکسائیڈ (LTO) ہے، جس میں NMC سے بنایا گیا مثبت الیکٹروڈ ہے۔گریفائٹ کے بجائے، اس کا منفی الیکٹروڈ LTO پر مبنی ہے۔

یہ LTO بیٹریوں کو کارکردگی کا ایک مختلف پروفائل دیتا ہے۔وہ بہت زیادہ پاور چارجنگ کو قبول کر سکتے ہیں تاکہ چارج کرنے کا وقت 10 منٹ تک کم ہو سکے۔وہ لی آئن کیمسٹری کی دوسری اقسام کے مقابلے میں تین سے پانچ گنا زیادہ چارج اور ڈسچارج سائیکل کو بھی سپورٹ کر سکتے ہیں۔یہ ایک طویل کیلنڈر کی زندگی میں ترجمہ کرتا ہے۔

اس کے علاوہ، LTO میں انتہائی اعلیٰ موروثی حفاظت ہوتی ہے کیونکہ یہ بجلی کے غلط استعمال جیسے کہ گہرے خارج ہونے والے مادہ یا شارٹ سرکٹ کے ساتھ ساتھ مکینیکل نقصان کا بھی مقابلہ کر سکتا ہے۔

بیٹری کا انتظام

OEMs کے لیے ڈیزائن کا ایک اور اہم عنصر الیکٹرانک نگرانی اور کنٹرول ہے۔انہیں گاڑی کو بیٹری مینجمنٹ سسٹم (BMS) کے ساتھ مربوط کرنے کی ضرورت ہے جو پورے سسٹم میں حفاظت کی حفاظت کرتے ہوئے کارکردگی کا انتظام کرتا ہے۔

ایک اچھا BMS مستقل درجہ حرارت کو برقرار رکھنے کے لیے انفرادی خلیوں کے چارج اور خارج ہونے والے مادہ کو بھی کنٹرول کرے گا۔یہ مسلسل کارکردگی کو یقینی بناتا ہے اور بیٹری کی زندگی کو زیادہ سے زیادہ کرتا ہے۔یہ اسٹیٹ آف چارج (SOC) اور اسٹیٹ آف ہیلتھ (SOH) کے بارے میں بھی رائے فراہم کرے گا۔یہ بیٹری کی زندگی کے اہم اشارے ہیں، SOC کے ساتھ یہ ظاہر ہوتا ہے کہ آپریٹر ایک شفٹ کے دوران گاڑی کو کتنی دیر تک چلا سکتا ہے، اور SOH باقی کیلنڈر کی زندگی کا اشارہ ہے۔

پلگ اور پلے کی صلاحیت

جب گاڑیوں کے لیے بیٹری کے نظام کی وضاحت کرنے کی بات آتی ہے، تو ماڈیولز کا استعمال کرنا بہت زیادہ معنی خیز ہے۔یہ بیٹری مینوفیکچررز سے ہر گاڑی کے لیے اپنی مرضی کے مطابق بیٹری سسٹم تیار کرنے کے لیے کہنے کے متبادل نقطہ نظر سے موازنہ کرتا ہے۔

ماڈیولر اپروچ کا بڑا فائدہ یہ ہے کہ OEMs متعدد گاڑیوں کے لیے ایک بنیادی پلیٹ فارم تیار کر سکتے ہیں۔اس کے بعد وہ بیٹری کے ماڈیولز کو سیریز میں شامل کر سکتے ہیں تاکہ تاریں بنائیں جو ہر ماڈل کے لیے مطلوبہ وولٹیج فراہم کرتی ہیں۔یہ پاور آؤٹ پٹ کو کنٹرول کرتا ہے۔اس کے بعد وہ ان تاروں کو متوازی طور پر جوڑ کر مطلوبہ توانائی ذخیرہ کرنے کی گنجائش پیدا کر سکتے ہیں اور مطلوبہ مدت فراہم کر سکتے ہیں۔

زیر زمین کان کنی میں بھاری بوجھ کا مطلب یہ ہے کہ گاڑیوں کو زیادہ طاقت فراہم کرنے کی ضرورت ہے۔یہ 650-850V پر درجہ بندی والے بیٹری سسٹمز کا مطالبہ کرتا ہے۔جب کہ زیادہ وولٹیج کو بڑھانا زیادہ پاور فراہم کرے گا، اس سے سسٹم کے اخراجات بھی زیادہ ہوں گے، اس لیے یہ خیال کیا جاتا ہے کہ مستقبل قریب میں سسٹمز 1,000V سے نیچے رہیں گے۔

4 گھنٹے مسلسل آپریشن حاصل کرنے کے لیے، ڈیزائنرز عام طور پر 200-250 kWh کی توانائی ذخیرہ کرنے کی گنجائش تلاش کر رہے ہیں، حالانکہ کچھ کو 300 kWh یا اس سے زیادہ کی ضرورت ہوگی۔

یہ ماڈیولر اپروچ OEMs کو ترقیاتی لاگت کو کنٹرول کرنے میں مدد کرتا ہے اور قسم کی جانچ کی ضرورت کو کم کرکے مارکیٹ میں آنے کا وقت کم کرتا ہے۔اس کو ذہن میں رکھتے ہوئے، Saft نے ایک پلگ اینڈ پلے بیٹری سلوشن تیار کیا جو NMC اور LTO الیکٹرو کیمسٹری دونوں میں دستیاب ہے۔

ایک عملی موازنہ

یہ محسوس کرنے کے لیے کہ ماڈیولز کا موازنہ کیسے ہوتا ہے، بیٹری کی تبدیلی اور تیز چارجنگ پر مبنی ایک عام LHD گاڑی کے لیے دو متبادل منظرناموں کو دیکھنے کے قابل ہے۔دونوں منظرناموں میں، گاڑی کا وزن 45 ٹن لادین اور 60 ٹن مکمل طور پر لوڈ ہونے کی صلاحیت 6-8 m3 (7.8-10.5 yd3) ہے۔یکساں موازنہ کو فعال کرنے کے لیے، اسی طرح کے وزن (3.5 ٹن) اور حجم (4 m3 [5.2 yd3]) کی Saft بصری بیٹریاں۔

بیٹری کی تبدیلی کے منظر نامے میں، بیٹری NMC یا LFP کیمسٹری پر مبنی ہو سکتی ہے اور سائز اور وزن کے لفافے سے 6 گھنٹے کی LHD شفٹ کو سپورٹ کرے گی۔دو بیٹریاں، جن کی 400 Ah صلاحیت کے ساتھ 650V کی درجہ بندی کی گئی ہے، گاڑی سے تبدیل ہونے پر 3 گھنٹے چارج کی ضرورت ہوگی۔ہر ایک 3-5 سال کی کل کیلنڈر زندگی میں 2,500 چکروں تک چلے گا۔

تیز رفتار چارجنگ کے لیے، اسی طول و عرض کی ایک واحد آن بورڈ LTO بیٹری کو 250 Ah صلاحیت کے ساتھ 800V پر درجہ بندی کی جائے گی، جو 15 منٹ کے الٹرا فاسٹ چارج کے ساتھ 3 گھنٹے آپریشن فراہم کرتی ہے۔چونکہ کیمسٹری بہت سارے چکروں کا مقابلہ کر سکتی ہے، اس لیے یہ 20,000 سائیکل فراہم کرے گی، جس کی متوقع کیلنڈر زندگی 5-7 سال ہوگی۔

حقیقی دنیا میں، ایک گاڑی کا ڈیزائنر گاہک کی ترجیحات کو پورا کرنے کے لیے اس انداز کو استعمال کر سکتا ہے۔مثال کے طور پر، توانائی ذخیرہ کرنے کی صلاحیت کو بڑھا کر شفٹ کی مدت کو بڑھانا۔

لچکدار ڈیزائن

بالآخر، یہ مائن آپریٹرز ہوں گے جو یہ انتخاب کریں گے کہ آیا وہ بیٹری کی تبدیلی کو ترجیح دیتے ہیں یا تیز چارجنگ کو۔اور ان کا انتخاب ان کی ہر سائٹ پر دستیاب برقی طاقت اور جگہ کے لحاظ سے مختلف ہو سکتا ہے۔

لہذا، LHD مینوفیکچررز کے لیے یہ ضروری ہے کہ وہ انہیں انتخاب کرنے کے لیے لچک فراہم کریں۔