A बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली (बीईएसएस)का एक विशेष प्रकार हैऊर्जा भंडारण प्रणाली (ईएसएस). यह सौर, पवन या विद्युत ऊर्जा को संग्रहित करने के लिए कई रिचार्जेबल बैटरियों को संयोजित करके काम करता है, जिसे जरूरत पड़ने पर जारी किया जा सकता है। अनिवार्य रूप से, यह एक पोर्टेबल फोन चार्जर की तरह काम करता है, सिवाय इसके कि इसकी बिजली आपूर्ति मोबाइल उपकरणों के लिए नहीं बल्कि पूरे घरों, दुकानों या यहां तक कि कारखानों के लिए है।
चाहे एक के रूप में प्रयोग किया जाए20 किलोवाट घरेलू सौर प्रणालीया एक बड़े ग्रिड -स्केल प्रोजेक्ट में, बीईएसएस नवीकरणीय ऊर्जा को ग्रिड में एकीकृत करने और पीक शेविंग और वैली फिलिंग में सक्रिय भूमिका निभाता है।
एक संपूर्ण बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली में केवल बैटरियाँ शामिल नहीं होती हैं; इसमें कई अन्य आवश्यक घटक भी शामिल हैं। ये मुख्य घटक हैं:
- एलएफपी बैटरी मॉड्यूल, जो वे भाग हैं जो वास्तव में ऊर्जा संग्रहीत करते हैं।
- पीसीएस (पावर कन्वर्जन सिस्टम), जो डीसी और एसी के बीच बिजली को परिवर्तित करता है, जिससे सौर, पवन या संग्रहीत बिजली को ग्रिड या घरों द्वारा सामान्य रूप से उपयोग करने की अनुमति मिलती है।
- बैटरी प्रबंधन प्रणाली, जो बैटरियों को ओवरचार्जिंग, ओवर{0}डिस्चार्जिंग, ओवरहीटिंग और अन्य संभावित समस्याओं से बचाता है।
- ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली, जो यह निर्धारित करता है कि कब चार्ज करना है और कब डिस्चार्ज करना है, जिससे उपयोगकर्ताओं को ऊर्जा का अधिक कुशल उपयोग करने में मदद मिलती है।
बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणालियाँ आकार में बहुत भिन्न हो सकती हैं।
- छोटे सिस्टम घरेलू या आवासीय उपयोग के लिए उपयुक्त केवल कुछ किलोवाट - घंटे ही संग्रहित कर सकते हैं।
- बड़े सिस्टम सैकड़ों-हजारों किलोवाट घंटे का भंडारण कर सकते हैं, जिससे पूरे क्षेत्र के लिए ग्रिड पैमाने पर ऊर्जा भंडारण उपलब्ध होता है।
यह बहुमुखी प्रतिभा उन्हें विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है, चाहे घरों के लिए, वाणिज्यिक क्षेत्रों या औद्योगिक क्षेत्रों के लिए।
ए का सबसे बड़ा मूल्यBESSजब आपूर्ति मांग से अधिक हो तो बिजली का भंडारण करना और मांग अधिक होने पर इसे जारी करना शामिल है। यह न केवल ऊर्जा उपयोग की दक्षता में सुधार करता है बल्कि यह भी सुनिश्चित करता है कि पावर ग्रिड पीक अवधि या अप्रत्याशित घटनाओं के दौरान सुचारू रूप से काम करता रहे, जिससे क्षेत्रीय बिजली की कमी या व्यापक ब्लैकआउट को रोका जा सके।
बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली कैसे काम करती है?
बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली एक विशाल सुपर पावर बैंक की तरह है। यह ग्रिड या सौर और पवन जैसे नवीकरणीय स्रोतों से बिजली प्राप्त कर सकता है, इसे संग्रहीत कर सकता है, और फिर बिजली की आवश्यकता होने पर इसे छोड़ सकता है।
1. तीन मुख्य चरण
- चार्जिंग (ऊर्जा भंडारण):जब बिजली प्रचुर मात्रा में या सस्ती होती है, जैसे कि दिन के समय धूप के दौरान या रात में व्यस्ततम दरों के दौरान, सिस्टम बिजली को अवशोषित करता है और इसे बैटरी कोशिकाओं में रासायनिक ऊर्जा के रूप में संग्रहीत करता है।
- प्रबंधन (निगरानी):सिस्टम में एक "मस्तिष्क" होता है जिसे कहा जाता हैबैटरी प्रबंधन प्रणाली(बीएमएस), जो ओवरहीटिंग या ओवरचार्जिंग/डिस्चार्जिंग को रोकने के लिए बैटरी की स्थिति पर लगातार नज़र रखता है।
- निर्वहन (ऊर्जा विमोचन):जब बिजली दुर्लभ, महंगी या अचानक ब्लैकआउट के दौरान होती है, तो बैटरी रासायनिक ऊर्जा को वापस बिजली में परिवर्तित करती है और इसे घरों, कारखानों या ग्रिड तक पहुंचाती है।
2. मुख्य घटक
ऊपर वर्णित प्रक्रिया को पूरा करने के लिए, बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली में आमतौर पर निम्नलिखित प्रमुख घटक शामिल होते हैं:
- बैटरी मॉड्यूल:ऊर्जा भंडारण का केंद्र, आमतौर पर हजारों लिथियम आयन कोशिकाओं से बना होता है।
- विद्युत रूपांतरण प्रणाली (पीसीएस/इन्वर्टर):एक महत्वपूर्ण उपकरण. बैटरियां बिजली को प्रत्यक्ष धारा (डीसी) के रूप में संग्रहीत करती हैं, जबकि रोशनी और ग्रिड प्रत्यावर्ती धारा (एसी) का उपयोग करते हैं। इन्वर्टर डीसी और एसी के बीच द्विदिशीय रूपांतरण को सक्षम बनाता है।
- बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस):बैटरी सुरक्षा, वोल्टेज, करंट और तापमान की निगरानी के लिए जिम्मेदार।
- ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली (ईएमएस):निर्णय लेने का काम संभालता है। यह निर्धारित करता है कि कब चार्ज करना है, कब बिजली बेचनी है, और लागत बचत या पर्यावरणीय लाभ के लिए अनुकूलन कैसे करना है।
BESS सौर और पवन ऊर्जा को कुशलतापूर्वक एकीकृत करने में कैसे मदद करता है?
ग्रिड में सौर और पवन ऊर्जा को एकीकृत करते समय बैटरी एनर्जी स्टोरेज सिस्टम (बीईएसएस) एक महत्वपूर्ण सहायक भूमिका निभा सकता है। यदि आप सौर या पवन ऊर्जा को सीधे ग्रिड से जोड़ते हैं, तो कई अप्रत्याशित समस्याएं उत्पन्न हो सकती हैं, जिन्हें हल करना काफी परेशानी भरा हो सकता है।
BESS के दो मुख्य लाभ क्या हैं?
- उच्च ऊर्जा रूपांतरण दक्षता: अधिकांश इनपुट बिजली को न्यूनतम ऊर्जा हानि के साथ बीईएसएस द्वारा प्रभावी ढंग से संग्रहीत और जारी किया जा सकता है।
- मिलीसेकंड-स्तर प्रतिक्रिया गति: एक बीईएसएस बेहद कम समय (एक सेकंड के हजारवें हिस्से से लेकर कुछ मिलीसेकेंड तक) के भीतर ग्रिड में बदलाव का जवाब दे सकता है। यदि प्रतिक्रिया पर्याप्त तेज़ नहीं है, तो इससे वोल्टेज में उतार-चढ़ाव, ग्रिड अस्थिरता या यहां तक कि बिजली कटौती भी हो सकती है।
एक बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली ऊर्जा समय परिवर्तन कैसे कर सकती है?
ऊर्जा समय {{0}स्थानांतरण का अर्थ है उपयोग के लिए बिजली को एक समय अवधि से दूसरे समय तक "स्थानांतरित करना"। कभी-कभी, पवन और सौर ऊर्जा से उत्पन्न बिजली अस्थिर होती है, जिसके परिणामस्वरूप अधिशेष बिजली हो सकती है।
ऐसे मामलों में, BESS सौर या पवन ऊर्जा द्वारा उत्पन्न अतिरिक्त बिजली को संग्रहीत कर सकता है और बिजली अपर्याप्त होने पर इसे जारी कर सकता है। इससे नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन के समय और चरम बिजली मांग के बीच विसंगति को दूर करने में मदद मिलती है।
उदाहरण के लिए, कार्यदिवसों में, लोग दिन में काम पर होते हैं, लेकिन शाम को बिजली का उपयोग बढ़ जाता है। कुछ क्षेत्रों में, इससे अपर्याप्त बिजली आपूर्ति हो सकती है। इस समय, बीईएसएस द्वारा दिन के दौरान संग्रहीत सौर ऊर्जा का प्रभावी ढंग से उपयोग किया जा सकता है।
चरम मौसम के दौरान बीईएसएस ग्रिड स्थिरता कैसे बनाए रख सकता है?
मौसम के साथ हवा की गति और सूरज की रोशनी की तीव्रता में उतार-चढ़ाव होता है, जिससे बिजली उत्पादन में भिन्नता होती है। यदि यह बिजली सीधे ग्रिड में डाली जाती है, तो इससे वोल्टेज अस्थिरता जैसी समस्याएं पैदा हो सकती हैं।
एक BESS इन उतार-चढ़ाव वाले बिजली स्तरों को अपेक्षाकृत स्थिर और समान बिजली उत्पादन में जल्दी से सुचारू कर सकता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि ग्रिड को दी जाने वाली बिजली विश्वसनीय है। यह सामान्य वोल्टेज और आवृत्ति को बनाए रखने में मदद करता है, जिससे विद्युत उपकरण या ग्रिड की सुरक्षा पर किसी भी प्रतिकूल प्रभाव को रोका जा सकता है।
BESS फ़्रीक्वेंसी रेगुलेशन और ब्लैक स्टार्ट जैसी सहायक सेवाएँ कैसे प्रदान कर सकता है?
BESS पवन और सौर ऊर्जा को ब्लैक स्टार्ट, माइक्रोग्रिड अनुकूलन और तेज़ पीक शेविंग जैसे विभिन्न सहायक कार्यों के माध्यम से ग्रिड से अधिक आसानी से और सुरक्षित रूप से जुड़ने में सक्षम बनाता है।
- आवृत्ति विनियमन: आपूर्ति और मांग के बीच असंतुलन के कारण ग्रिड आवृत्ति में कभी-कभी उतार-चढ़ाव हो सकता है। एक BESS आवृत्ति स्थिरता बनाए रखने के लिए बिजली को जल्दी से छोड़ या अवशोषित कर सकता है।
- ब्लैक स्टार्ट: जब ग्रिड पूरी तरह से ब्लैकआउट का अनुभव करता है, तो BESS स्वतंत्र रूप से शुरू कर सकता है और ग्रिड को प्रारंभिक शक्ति प्रदान कर सकता है, जिससे वह धीरे-धीरे संचालन फिर से शुरू कर सकता है।
दूसरे शब्दों में, BESS न केवल ऊर्जा संग्रहीत करता है बल्कि एक "आपातकालीन बैटरी" की तरह भी कार्य करता है, जो गंभीर परिस्थितियों या उतार-चढ़ाव के दौरान बिजली की आपूर्ति करता है।
वे कौन से तरीके हैं जिनसे BESS आपको अतिरिक्त राजस्व दिला सकता है?
बीईएसएस न केवल पवन और सौर ऊर्जा उत्पादन को अधिक स्थिर बनाता है और बिजली की बर्बादी को कम करता है, बल्कि यह सहायक सेवाओं और टाइम शिफ्टिंग डिस्चार्ज के माध्यम से अतिरिक्त राजस्व भी उत्पन्न कर सकता है।
बिजली की बर्बादी कम करना और उत्पादन राजस्व बढ़ाना
जब बिजली उत्पादन अचानक मांग से अधिक हो जाता है या अस्थिर हो जाता है, तो ग्रिड को सुरक्षा और स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए बिजली संयंत्र को उत्पादन कम करने या अस्थायी रूप से रोकने की आवश्यकता हो सकती है। ग्रिड द्वारा स्वीकार की जाने वाली क्षमता से अधिक उत्पन्न कोई भी बिजली "अप्रयुक्त" हो जाती है और बर्बाद हो जाती है। एक बीईएसएस इस अतिरिक्त बिजली को संग्रहित कर सकता है और जरूरत पड़ने पर इसे जारी कर सकता है, जिससे बर्बादी कम होगी और बिजली उत्पादन से राजस्व में वृद्धि होगी।
अतिरिक्त आय अर्जित करने के लिए सहायक सेवा बाज़ार में भाग लेना
एक बीईएसएस आवृत्ति विनियमन और पीक शेविंग जैसी सेवाएं प्रदान कर सकता है, जो आर्थिक रिटर्न प्रदान करती हैं। उदाहरण के लिए, समय-समय पर उपयोग के लिए बिजली मूल्य निर्धारण के तहत, एक बीईएसएस उच्च लाभ कमाने के लिए चरम मूल्य अवधि के दौरान बिजली का निर्वहन कर सकता है।
स्केलेबल विस्तार के लिए मॉड्यूलर डिज़ाइन
विभिन्न सौर और पवन ऊर्जा संयंत्रों के आकार से मेल खाने के लिए आवश्यकतानुसार बीईएसएस क्षमता का विस्तार किया जा सकता है, जिससे लचीली और स्केलेबल तैनाती की अनुमति मिलती है।
आवासीय, वाणिज्यिक और औद्योगिक BESS का उपयोग सोलर सेल्फ -उपभोग और पीक शेविंग के लिए कैसे किया जा सकता है?
आवासीय, वाणिज्यिक और औद्योगिकबैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणालीसभी ऊर्जा भंडारण और इसे मांग पर जारी करने, सौर स्व-खपत और चरम शेविंग के अनुकूल होने के मूल तर्क पर काम करते हैं। हालाँकि, बिजली की मांग और उपयोग परिदृश्यों में अंतर के परिणामस्वरूप प्रत्येक प्रकार के लिए अलग-अलग दृष्टिकोण होते हैं।
सौर स्व-खपत के संदर्भ में, सभी तीन प्रकार दिन के दौरान सौर पैनलों और पवन टरबाइनों द्वारा उत्पन्न अधिशेष बिजली को संग्रहीत करते हैं, फोटोवोल्टिक बिजली की रुक-रुक कर स्थिति को संबोधित करते हैं और यह सुनिश्चित करते हैं कि बादल या हवा रहित अवधि के दौरान बिजली उपलब्ध हो।
चरम शेविंग के लिए,आवासीय बेसघरेलू बिजली की मांग को कम करने और बिजली के बिलों को कम करने पर ध्यान केंद्रित किया गया है। वाणिज्यिक बीईएसएस का मुख्य लक्ष्य शॉपिंग मॉल, कार्यालय भवनों और इसी तरह की सुविधाओं के लिए परिचालन लागत को कम करना है, साथ ही ट्रांसफार्मर अपग्रेड खर्च को कम करना है। औद्योगिक बीईएसएस को उत्पादन लाइनों के लिए निरंतर बिजली प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है जो विस्तारित अवधि के लिए संचालित होती हैं, जबकि चरम भार को कम करने और उत्पादन उपकरणों के स्थिर संचालन को सुनिश्चित करने के लिए लचीले ढंग से निर्वहन करती हैं।
आवासीय बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली
यह सौर ऊर्जा खपत को किस प्रकार समर्थन देता है?
स्पष्ट संगतता मानक
आवासीय BESSसौर ऊर्जा उत्पादन से मेल खाने के लिए आकार और डिज़ाइन किया गया हैऔसत घरों की दैनिक बिजली खपत. यह सुनिश्चित करता है कि परिवार पूरी तरह से ग्रिड पर निर्भर रहने के बजाय यथासंभव स्व-निर्मित सौर ऊर्जा का उपयोग कर सकें।
समय-चार्जिंग और डिस्चार्जिंग में बदलाव
आवासीय बीईएसएस "समय परिवर्तित चार्जिंग और डिस्चार्जिंग" को सक्षम बनाता है, जो उपयोग पैटर्न और सौर उत्पादन स्तरों के आधार पर बुद्धिमानी से बिजली वितरित करता है। विशेष रूप से:
- दिन के समय भरपूर धूप के साथ: सौर ऊर्जा का उपयोग सबसे पहले रेफ्रिजरेटर और टेलीविजन जैसे घरेलू उपकरणों को सीधे आपूर्ति करने के लिए किया जाता है। किसी भी अतिरिक्त बिजली को घरेलू बिजली भंडारण प्रणाली में संग्रहित किया जाता है।
- रात के समय, सुबह जल्दी, या बादल/बरसात के दिनों में और अपर्याप्त धूप के साथ: जब सौर ऊर्जा अपर्याप्त होती है, तो प्रकाश और वॉटर हीटर जैसे उपकरणों के सामान्य संचालन को सुनिश्चित करने के लिए BESS संग्रहीत बिजली जारी करता है।
कुशल दिन के समय उपयोग और विश्वसनीय रात्रि बैकअप
- बुद्धिमान अनुकूलन: स्मार्ट कंट्रोल सिस्टम से लैस कुछ बीईएसएस मौसम के पूर्वानुमान और सूरज की रोशनी की स्थिति के आधार पर चार्जिंग और डिस्चार्जिंग अनुपात को लचीले ढंग से समायोजित कर सकते हैं। यह भंडारण प्रणाली को सौर ऊर्जा उत्पादन को बेहतर ढंग से पूरक करने की अनुमति देता है, जिससे घरेलू सौर स्व-उपभोग की दक्षता अधिकतम हो जाती है।
- आपातकालीन बैकअप: अचानक ग्रिड पावर आउटेज की स्थिति में, आवासीय बीईएसएस रेफ्रिजरेटर, प्रकाश व्यवस्था और चिकित्सा उपकरण जैसे महत्वपूर्ण उपकरणों की आपूर्ति के लिए एक बैकअप पावर स्रोत के रूप में कार्य कर सकता है, जो उनके सामान्य संचालन को सुनिश्चित करता है और आउटेज के कारण होने वाली असुविधा को कम करता है।
आवासीय बीईएसएस चरम शेविंग कैसे प्राप्त करता है?
टैरिफ नीतियों के आधार पर बुद्धिमान समायोजन
कई क्षेत्रों में, आवासीय बिजली के उपयोग का समय (टीओयू) मूल्य निर्धारण अपनाया जाता है, जहां पीक घंटों के दौरान बिजली दरें अधिक होती हैं और ऑफ पीक घंटों के दौरान कम होती हैं। आवासीय बीईएसएस स्वचालित रूप से अपने चार्जिंग और डिस्चार्जिंग समय को समायोजित कर सकता है: यह ऑफ-पीक घंटों (उदाहरण के लिए, रात के समय) के दौरान चार्ज करता है जब दरें कम होती हैं और पीक घंटों (उदाहरण के लिए, दिन के समय या उच्च घरेलू उपयोग की अवधि) के दौरान डिस्चार्ज करता है जब दरें अधिक होती हैं, जिससे बिजली की लागत कम हो जाती है।
घरेलू अधिकतम उपयोग की अवधि के दौरान निर्वहन
घरेलू बिजली की मांग आम तौर पर शाम को चरम पर होती है, जब निवासी काम से घर लौटते हैं और सोने के समय तक। इस अवधि के दौरान, घरेलू उपकरणों का उपयोग अधिक है, सौर ऊर्जा उत्पादन लगभग बंद हो गया है, और ग्रिड बिजली दरें अपने उच्चतम स्तर पर हैं। आवासीय बीईएसएस इस विंडो के दौरान संग्रहित बिजली जारी करता है, जिससे अधिकतम बिजली की मांग प्रभावी ढंग से कम हो जाती है और महत्वपूर्ण परिणामों के साथ महंगी ग्रिड बिजली खरीदने की लागत कम हो जाती है।
उच्च -विद्युत उपकरणों का समर्थन
आवासीय बीईएसएस द्वारा डिस्चार्ज की गई बिजली उच्च {{0}शक्ति वाले घरेलू उपकरणों की परिचालन आवश्यकताओं को पूरा कर सकती है, जिससे चरम {{1}घंटे की बिजली खपत से जुड़ी लागत में भी बचत होती है।
वाणिज्यिक बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली
यह सौर ऊर्जा खपत को किस प्रकार समर्थन देता है?
व्यावसायिक इमारतें बड़े सौर पैनलों और उच्च क्षमता वाली होती हैंऊर्जा भंडारण बैटरियांशॉपिंग मॉल और कार्यालय भवनों जैसे स्थानों में बिजली की पर्याप्त मांग होती है, इसलिए वे आम तौर पर मॉड्यूलर उच्च क्षमता वाली बैटरी (500kWh से 2000kWh तक) के साथ सौर पैनलों की बड़ी श्रृंखला स्थापित करते हैं। ये प्रणालियाँ अधिक बिजली संग्रहीत कर सकती हैं और लंबी अवधि तक बिजली की आपूर्ति कर सकती हैं।
दिन के समय साइट पर सौर ऊर्जा का अधिकतम उपयोग करें
दिन के व्यावसायिक घंटों के दौरान, शॉपिंग मॉल को प्रकाश व्यवस्था, सेंट्रल एयर कंडीशनिंग, कैश रजिस्टर सिस्टम और अन्य ऑपरेटिंग उपकरणों के लिए महत्वपूर्ण बिजली की आवश्यकता होती है। इन "सक्रिय रूप से उपयोग किए जाने वाले उपकरणों" को बिजली देने के लिए सौर ऊर्जा से उत्पन्न बिजली को प्राथमिकता दी जाती है। यदि सौर उत्पादन वर्तमान बिजली की मांग से अधिक है, तो अधिशेष बिजली वाणिज्यिक बीईएसएस में संग्रहीत की जाती है।
कम ट्रैफ़िक अवधि के दौरान या बंद होने के बाद महत्वपूर्ण उपकरणों के लिए निरंतर बिजली की आपूर्ति
दोपहर में, जब पैदल यात्रियों की आवाजाही कम हो जाती है और एयर कंडीशनिंग का भार कम हो जाता है, तब भी सौर पैनल पर्याप्त बिजली उत्पन्न कर सकते हैं। इस बिंदु पर, वाणिज्यिक ईएसएस अतिरिक्त बिजली का भंडारण करता है। शाम को मॉल बंद होने के बाद, प्रशीतित भंडारण प्रणालियाँ (भोजन को संरक्षित करने के लिए फ्रीजर), सुरक्षा प्रणालियाँ, निगरानी कैमरे और नेटवर्क उपकरण आपूर्ति की गई बिजली का उपयोग करके काम कर सकते हैं।वाणिज्यिक ऊर्जा भंडारण प्रणाली.
इस बिजली को ग्रिड से खरीदने की आवश्यकता नहीं है, जिससे वाणिज्यिक ऑपरेटरों को महत्वपूर्ण लागत बचाने में मदद मिलती है।
वाणिज्यिक ईएसएस चरम शेविंग कैसे प्राप्त करता है?
शॉपिंग मॉल, सुपरमार्केट और कार्यालय भवनों जैसी वाणिज्यिक सुविधाओं में बिजली की चरम मांग अवधि के दौरान उच्च लागत आती है। वाणिज्यिक बीईएसएस का उपयोग करके, वे महंगी पीक रेट बिजली खरीदने के बजाय इन पीक घंटों के दौरान संग्रहीत बिजली का उपयोग कर सकते हैं। इसके अतिरिक्त, यह बिजली की मांग में अचानक वृद्धि के कारण होने वाले उपकरण ओवरलोड को रोकता है।
उदाहरण के लिए: सुपरमार्केट और शॉपिंग मॉल अक्सर ऐसे परिदृश्यों का अनुभव करते हैं जहां गर्मी के दिनों में ग्राहकों की अचानक आमद ऑपरेटरों को एयर कंडीशनिंग शीतलन क्षमता बढ़ाने के लिए प्रेरित करती है, जिससे बिजली प्रणाली भार में अचानक वृद्धि होती है। इसके परिणामस्वरूप उपकरण ट्रिपिंग और अचानक ब्लैकआउट जैसी अप्रत्याशित समस्याएं हो सकती हैं।
औद्योगिक बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली
यदि कोई कारखाना या औद्योगिक पार्क वर्ष भर प्रचुर मात्रा में सूर्य के प्रकाश वाले क्षेत्र में स्थित है, तो ऑपरेटर अधिशेष सौर ऊर्जा को संग्रहित करने के लिए बड़ी क्षमता वाले औद्योगिक ग्रेड BESS का उपयोग कर सकता है। यह दृष्टिकोण दो प्रमुख लाभ प्रदान करता है: बिजली की लागत को कम करना और बिजली कटौती के दौरान उत्पादन उपकरणों के संचालन को बनाए रखना। पर्याप्त धूप लेकिन अस्थिर बिजली उत्पादन वाले क्षेत्रों के लिए, यह एक बेहद समझदारी भरा विकल्प है।
औद्योगिक ईएसएस एक "बड़े पैमाने पर" प्रणाली है जिसमें वाणिज्यिक या आवासीय समकक्षों की तुलना में काफी अधिक क्षमता है।
इसकी क्षमता आम तौर पर कई सौ से लेकर कई हजार किलोवाट - घंटे तक होती है। इसका आकार निम्नलिखित सिद्धांतों का पालन करता है:
- कारखाने की औसत दैनिक बिजली खपत के आधार पर
- दिन और रात के बीच घाटी भार के चरम अंतर को ध्यान में रखते हुए
- साथ ही एक अतिरिक्त सुरक्षा मार्जिन
यह सुनिश्चित करता है कि सिस्टम कारखाने की छत पर स्थापित सौर पैनलों की बड़ी श्रृंखला की बिजली उत्पादन क्षमता से मेल खा सकता है।
दिन के समय: उत्पादन लाइनों के लिए सौर ऊर्जा को प्राथमिकता दी जाती है
एक कारखाने की दिन के समय बिजली की मांग मुख्य रूप से स्वचालित उत्पादन लाइनों, प्रशीतन और फ्रीजिंग उपकरण, विभिन्न बड़ी मोटरों और मशीनरी, कंप्रेसर, वेंटिलेशन सिस्टम और अन्य उपकरणों से आती है। सभी सौर ऊर्जा से उत्पन्न बिजली का उपयोग साइट पर किया जाता है, इन सुविधाओं को बिजली देने को प्राथमिकता दी जाती है। यदि सौर ऊर्जा उत्पादन वर्तमान मांग से अधिक है, तो अधिशेष बिजली को बैकअप पावर के रूप में औद्योगिक बीईएसएस में संग्रहीत किया जा सकता है।
BESS के लिए सर्वोत्तम बैटरी प्रकार क्या हैं: LFP, टर्नरी, या लेड-एसिड?
बैटरी एनर्जी स्टोरेज सिस्टम (बीईएसएस) में उपयोग की जाने वाली बैटरियों को मुख्य रूप से तीन प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है: लिथियम आयरन फॉस्फेट (एलएफपी), टर्नरी लिथियम, और लेड {{0}एसिड बैटरी)।
इनमें उत्कृष्ट सुरक्षा प्रदर्शन, लंबे चक्र जीवन और रखरखाव मुक्त संचालन जैसे कई फायदों के कारण, एलएफपी बैटरियां तीनों के बीच सबसे बहुमुखी और विश्वसनीय विकल्प के रूप में सामने आती हैं। टर्नरी लिथियम बैटरियों में अपेक्षाकृत कम सुरक्षा होती है, लेकिन उनकी ऊर्जा घनत्व उत्कृष्ट होती है, जो उन्हें उन अनुप्रयोग परिदृश्यों के लिए उपयुक्त बनाती है जहां स्थान और वजन सख्ती से सीमित होते हैं और उच्च ऊर्जा घनत्व सर्वोच्च प्राथमिकता होती है। लेड {{3}एसिड बैटरियां, अपनी कम लागत के कारण, केवल अल्पावधि, कम आवृत्ति उपयोग के मामलों जैसे अस्थायी आपातकालीन बैकअप बिजली आपूर्ति के लिए उपयुक्त हैं।
के लिएऊर्जा भंडारण प्रणालियाँजिसे कई वर्षों तक सेवा में रहने की आवश्यकता है, एलएफपी बैटरी चुनना सबसे अच्छा विकल्प है, हालांकि विशिष्ट चयन अभी भी आपकी उपयोग आवश्यकताओं पर निर्भर करता है।
1. लिथियम आयरन फॉस्फेट (एलएफपी) बैटरियां: अधिकांश ऊर्जा भंडारण परिदृश्यों के लिए पसंदीदा विकल्प
- असाधारण सुरक्षा: ओलिवाइन क्रिस्टल संरचना को अपनाते हुए, फॉस्फेट समूहों के मजबूत रासायनिक बंधन इसे उत्कृष्ट थर्मल स्थिरता प्रदान करते हैं, जिसमें थर्मल रनअवे तापमान 800 डिग्री से अधिक होता है। सुई पंचर परीक्षणों में, यह खुली लपटों के बिना केवल धुआं उत्सर्जित करता है; यहां तक कि टकराव या ओवरचार्जिंग जैसी चरम स्थितियों में भी, हिंसक दहन शायद ही कभी होता है। इस बीच, इसमें कोई भारी धातु नहीं है, जो रीसाइक्लिंग के दौरान कम प्रदूषण जोखिम पैदा करता है और यूरोपीय संघ के आरओएचएस जैसे पर्यावरणीय मानकों का अनुपालन करता है।
- लंबा चक्र जीवन और कम कुल जीवनचक्र लागत: 80% डिस्चार्ज गहराई (डीओडी) पर, उच्च गुणवत्ता वाली एलएफपी बैटरियां 6,000 से 8,000 चार्ज {6}डिस्चार्ज चक्र पूरा कर सकती हैं, और कुछ उच्च गुणवत्ता वाले उत्पाद 10,000 चक्र से भी अधिक हो सकते हैं। प्रतिदिन औसतन एक चक्र के साथ, उनकी सेवा का जीवन 10 से 15 वर्ष तक पहुँच सकता है। हालाँकि उनकी शुरुआती लागत लेड एसिड बैटरियों की तुलना में अधिक है, लेकिन उनकी बेहद कम प्रतिस्थापन आवृत्ति और रखरखाव लागत उन्हें दीर्घकालिक उपयोग के लिए सबसे अधिक लागत प्रभावी विकल्प बनाती है।
- मजबूत पर्यावरणीय अनुकूलनशीलता और निरंतर अनुकूलित ऊर्जा घनत्व: वे विभिन्न जलवायु परिस्थितियों के अनुकूल -20 डिग्री से 60 डिग्री की विस्तृत तापमान सीमा के भीतर स्थिर रूप से काम कर सकते हैं। सेल टू पैक (सीटीपी) तकनीक जैसे संरचनात्मक नवाचारों के माध्यम से, सिस्टम ऊर्जा घनत्व में और सुधार किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, BYD की ब्लेड बैटरी मॉड्यूल डिज़ाइन को हटाकर सिस्टम ऊर्जा घनत्व को 180Wh/kg तक बढ़ा देती है, जो न केवल विभिन्न ऊर्जा भंडारण परिदृश्यों की क्षमता आवश्यकताओं को पूरा करती है बल्कि लचीली स्थापना को भी सक्षम बनाती है।
2. टर्नरी लिथियम बैटरियां: उच्च ऊर्जा घनत्व की आवश्यकता वाले ऊर्जा भंडारण परिदृश्यों के लिए उपयुक्त
- ऊर्जा घनत्व में महत्वपूर्ण लाभ: उनका ऊर्जा घनत्व 200 से 300Wh/kg तक होता है, जो LFP और लेड{2}एसिड बैटरियों की तुलना में बहुत अधिक है। यह लाभ उन्हें छोटी मात्रा और हल्के रूप में बड़ी क्षमता वाली बिजली प्रदान करने की अनुमति देता है, जो उन्हें मोबाइल ऊर्जा भंडारण उपकरण या सख्त स्थान सीमाओं के साथ छोटे वाणिज्यिक ऊर्जा भंडारण परिदृश्यों के लिए उपयुक्त बनाता है, जैसे ड्रोन और उच्च अंत मोबाइल वाणिज्यिक सुविधाओं के लिए ऊर्जा भंडारण प्रणाली।
- ख़राब सुरक्षा और उच्च रखरखाव लागत: उनकी स्तरित संरचना के परिणामस्वरूप कमजोर तापीय स्थिरता होती है। जब निकल की मात्रा 60% से अधिक हो जाती है, तो थर्मल पलायन का जोखिम काफी बढ़ जाता है। कुछ टर्नरी लिथियम बैटरियां (जैसे कि एनसीएम811) 1.2 सेकंड में धुआं छोड़ती हैं और सुई पंचर परीक्षणों में 3 सेकंड के भीतर फट जाती हैं और जल जाती हैं, अधिकतम तापमान 862 डिग्री के साथ। हालाँकि नैनो कोटिंग जैसी प्रौद्योगिकियाँ सुरक्षा में सुधार कर सकती हैं, लेकिन वे बैटरी प्रणाली के उत्पादन और रखरखाव की लागत में उल्लेखनीय वृद्धि करेंगी।
- मध्यम चक्र जीवन: 80% डीओडी पर, उनका चक्र जीवन 2,500 से 3,500 चक्र है, सेवा जीवन 8 से 10 वर्ष है। बार-बार गहरे डिस्चार्ज से क्षमता क्षरण में तेजी आएगी; व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, सेवा जीवन को बढ़ाने के लिए डिस्चार्ज की गहराई को अक्सर 70% से कम तक सीमित करने की आवश्यकता होती है, जिससे बैटरी की वास्तविक उपलब्ध विद्युत ऊर्जा कम हो जाती है।
3. लेड{{1}एसिड बैटरियां: केवल अल्पावधि, कम मांग वाली ऊर्जा भंडारण परिदृश्यों के लिए उपयुक्त
- कम प्रारंभिक लागत और गारंटीशुदा बुनियादी सुरक्षा: तीन प्रकार की बैटरियों में, उनकी प्रारंभिक खरीद लागत सबसे कम है। उनकी रासायनिक प्रतिक्रियाएं अपेक्षाकृत स्थिर होती हैं, और उनमें थर्मल भगोड़ा, दहन या विस्फोट होने का खतरा नहीं होता है। सीमित बजट वाले अस्थायी आपातकालीन ऊर्जा भंडारण परिदृश्यों के लिए, जैसे अस्थायी निर्माण स्थलों और छोटे अस्थायी वाणिज्यिक आउटलेट के लिए बैकअप पावर, वे एक व्यवहार्य विकल्प हैं।
- कम ऊर्जा घनत्व और भारी वजन: इनका ऊर्जा घनत्व केवल 30 से 50Wh/kg होता है। उदाहरण के लिए, एक 10kWh लेड{{4}एसिड बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली का वजन 300 किलोग्राम से अधिक होता है, जो समान क्षमता वाली एलएफपी बैटरी प्रणाली के वजन से तीन गुना अधिक होता है। इससे स्थापना स्थान, परिवहन और तैनाती के मामले में उच्च लागत आती है।
- लघु चक्र जीवन और उच्च कुल लागत: साधारण लेड {{0}एसिड बैटरियों का चक्र जीवन केवल 300 से 500 चक्रों का होता है, और यहां तक कि जेल लेड {{3}एसिड बैटरियों का चक्र जीवन केवल 800 से 1,200 चक्रों तक ही पहुंच सकता है। उनकी सेवा का जीवन आमतौर पर 2 से 5 वर्ष है, और दैनिक साइकिलिंग परिदृश्यों में उन्हें हर 1 से 2 साल में बदलने की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, उनमें रिसाव, जंग और उच्च स्व-निर्वहन दर जैसी समस्याएं हैं, जिनके लिए नियमित रखरखाव की आवश्यकता होती है। इन कारकों के परिणामस्वरूप लिथियम आयन बैटरियों की तुलना में दीर्घकालिक उपयोग के लिए कुल लागत बहुत अधिक हो जाती है।
- महत्वपूर्ण पर्यावरणीय खतरे: इनमें सीसा और सल्फ्यूरिक एसिड जैसे जहरीले पदार्थ होते हैं। अनुचित निपटान या अकुशल पुनर्चक्रण गंभीर मिट्टी और जल प्रदूषण का कारण बन सकता है, जो आधुनिक ऊर्जा भंडारण की कम कार्बन और पर्यावरण संरक्षण आवश्यकताओं के साथ असंगत है, जिससे अनुप्रयोग परिदृश्य तेजी से संकीर्ण हो रहे हैं।
बीईएसएस का जीवनकाल क्या है और इसे किस रखरखाव की आवश्यकता है?
बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली (बीईएसएस) का जीवनकालआम तौर पर 10 से 15 साल या उससे अधिक तक होती है, जो मुख्य रूप से बैटरी के प्रकार, चार्ज {2}डिस्चार्ज चक्र और परिचालन स्थितियों पर निर्भर करती है। सभी प्रकार की बैटरी में, लेड {{4} }एसिड बीईएसएस का जीवनकाल सबसे कम होता है, जबकि लिथियम आयरन फॉस्फेट (एलएफपी) बीईएसएस का जीवनकाल सबसे लंबा होता है। इसके अलावा, स्थिर संचालन सुनिश्चित करने और सेवा जीवन का विस्तार करने के लिए, बीईएसएस को एक पूर्ण चक्र रखरखाव प्रणाली की आवश्यकता होती है जिसमें दैनिक निगरानी, निवारक निरीक्षण, बैटरी स्वास्थ्य प्रबंधन और दोष निदान शामिल होता है।
लिथियम आयरन फॉस्फेटBESS
यह वर्तमान में सबसे आम प्रकार है। उनमें से, एलएफपी बीईएसएस का सेवा जीवन 10 - 15 वर्ष है। 80% गहराई की डिस्चार्ज (डीओडी) के तहत, उच्च - गुणवत्ता वाले उत्पाद 6000 - 10000 चार्ज - डिस्चार्ज चक्र से गुजर सकते हैं। टर्नरी लिथियम बैटरी - आधारित बीईएसएस का जीवनकाल छोटा होता है, आमतौर पर 8 - 10 वर्ष, 80% डीओडी पर 2500 - 3500 चार्ज - डिस्चार्ज चक्र के साथ, और बार-बार गहरे डिस्चार्ज से इसकी क्षमता क्षय में और तेजी आएगी।
लेड - अम्ल BESS
इसकी सेवा जीवन में स्पष्ट सीमाएँ हैं। साधारण लेड - एसिड बैटरियों में केवल 300 - 500 चार्ज - डिस्चार्ज चक्र होते हैं, और यहां तक कि कोलाइडल लेड - एसिड बैटरियां केवल 800 - 1200 चक्र तक ही पहुंच पाती हैं, जिनकी कुल सेवा जीवन 2 - 5 वर्ष होती है। एक व्यावहारिक मामले से पता चलता है कि एक वाल्व - विनियमित लेड - एसिड बैटरी - आधारित बीईएसएस को प्रतिस्थापित किए जाने से पहले लगभग 11.5 वर्षों तक लगातार संचालित किया गया, जो प्रारंभिक अपेक्षित 8 - वर्ष के जीवनकाल से थोड़ा अधिक था।
बीईएसएस की रखरखाव आवश्यकताएँ
- दैनिक दिनचर्या रखरखाव: सबसे पहले, दृश्य निरीक्षण करें, जैसे डेंट, पेंट छीलने और बैटरी घटकों के रिसाव के संकेतों के लिए बीईएसएस कंटेनर की जांच करना। फिर, मुख्य प्रणालियों की संक्षेप में जांच करें: सुनिश्चित करें कि वेंटिलेशन सिस्टम में अबाधित वायु प्रवाह है, और पुष्टि करें कि विद्युत घटकों के जोड़ों पर कोई ढीला कनेक्शन नहीं है। इसके अलावा, बाद के प्रदर्शन विश्लेषण की नींव रखने के लिए बैटरी तापमान और वोल्टेज जैसे बुनियादी ऑपरेटिंग डेटा को रिकॉर्ड करें।
- - गहराई से रखरखाव में नियमित: साप्ताहिक आधार पर विद्युत व्यवस्था की जांच पर ध्यान दें। यह पता लगाने के लिए पेशेवर उपकरणों का उपयोग करें कि बिजली रूपांतरण प्रणाली का वर्तमान और वोल्टेज स्थिर है या नहीं, और ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली और प्रत्येक घटक के बीच संचार कनेक्शन को सत्यापित करें। मासिक या त्रैमासिक आधार पर, गहराई से रखरखाव करें। इसमें पूरे बैटरी पैक के खुले - सर्किट वोल्टेज और डीसी आंतरिक प्रतिरोध की स्थिरता का विश्लेषण करना, कनवर्टर के गर्मी अपव्यय वायु नलिकाओं और फिल्टर की सफाई करना, और सेल संतुलन का एहसास करने और बैटरी कोशिकाओं की असमान उम्र बढ़ने से बचने के लिए बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस) को कैलिब्रेट करना शामिल है। इसके अलावा, नियमित रूप से अग्नि सुरक्षा प्रणाली का निरीक्षण करें, जैसे अग्नि सेंसर की संवेदनशीलता और अग्नि शमन एजेंटों की प्रभावशीलता का परीक्षण करना।
- बैटरी स्वास्थ्य - उन्मुख विशेष रखरखाव: बैटरी की परिचालन स्थितियों को सख्ती से नियंत्रित करें। बैटरी को इष्टतम तापमान सीमा 15 - 30 डिग्री के भीतर रखें। ओवरचार्जिंग, - से अधिक डिस्चार्जिंग और अत्यधिक साइकिल चलाने से बचें और निर्माता की अनुशंसित डीओडी सीमा का सख्ती से पालन करें। स्थिर चार्ज - डिस्चार्ज चक्र बनाए रखने के लिए स्मार्ट चार्जिंग एल्गोरिदम अपनाएं। साथ ही, बैटरी मॉड्यूल जैसे प्रमुख घटकों के लिए एक स्पेयर पार्ट्स इन्वेंट्री सिस्टम स्थापित करें। जब अलग-अलग पुराने या दोषपूर्ण बैटरी मॉड्यूल पाए जाते हैं, तो सिस्टम के समग्र संचालन को प्रभावित करने से रोकने के लिए उन्हें समय पर बदलें।
- समस्या निवारण और सिस्टम अनुकूलन: सामान्य समस्याओं के लिए लक्षित उपाय करें। यदि उम्र बढ़ने की अलग-अलग डिग्री के कारण कोशिका असंतुलन होता है, तो बीएमएस अंशांकन और कोशिका संतुलन संचालन करें; यदि सिस्टम में सॉफ़्टवेयर गड़बड़ियों के कारण संचार विफलताएँ हैं, तो फ़र्मवेयर को अपडेट करें और संचार वायरिंग का निरीक्षण करें। इसके अलावा, सभी कार्यों का विस्तृत रखरखाव रिकॉर्ड रखें। प्रमुख प्रदर्शन संकेतकों जैसे राउंड - यात्रा दक्षता और उपकरण उपलब्धता को ट्रैक करें। विफलताओं के मूल कारणों का विश्लेषण करें और रखरखाव प्रणाली में लगातार सुधार करने के लिए रखरखाव चक्र और वस्तुओं को तदनुसार अनुकूलित करें।
बीईएसएस का कार्य सिद्धांत क्या है और बीएमएस और पीसीएस कैसे कार्य करते हैं?
बीईएसएस का मुख्य कार्य तर्क एक बैटरी पैक के माध्यम से भंडारण के लिए विद्युत ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करना है, और फिर बिजली की मांग होने पर बिजली की आपूर्ति करने के लिए रासायनिक ऊर्जा को वापस विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करना है, जिससे बिजली की आपूर्ति और मांग संतुलित हो जाती है।
इस प्रक्रिया के दौरान, यह कई घटकों के सहयोग पर निर्भर करता है।
उनमें से, बीएमएस (बैटरी प्रबंधन प्रणाली) बैटरी पैक के लिए एक "व्यक्तिगत प्रबंधक" की तरह काम करता है, जो बैटरी की स्थिति की वास्तविक समय पर निगरानी करने, इसके सुरक्षित संचालन को सुनिश्चित करने और इसकी सेवा जीवन को बढ़ाने के लिए जिम्मेदार है। दूसरी ओर, पीसीएस (पावर कन्वर्जन सिस्टम), एक "विद्युत ऊर्जा कनवर्टर" के रूप में कार्य करता है और प्रत्यावर्ती धारा (एसी) और प्रत्यक्ष धारा (डीसी) विद्युत ऊर्जा के बीच द्विदिश रूपांतरण का मुख्य कार्य करता है।
BESS का कार्य सिद्धांत
- चार्जिंग प्रक्रिया: जब सौर और पवन ऊर्जा जैसे नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत अधिशेष बिजली उत्पन्न करते हैं, या जब चरम मांग अवधि के दौरान पावर ग्रिड में अतिरिक्त ऊर्जा होती है, तो यह बिजली बीईएसएस को प्रेषित की जाती है। इस स्तर पर, पावर कन्वर्जन सिस्टम (पीसीएस) पहले इनपुट अल्टरनेटिंग करंट (एसी) को डायरेक्ट करंट (डीसी) में परिवर्तित करता है। फिर डीसी पावर को बैटरी पैक में डाला जाता है, और बैटरी के अंदर रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से, विद्युत ऊर्जा को स्थिर भंडारण के लिए रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। उदाहरण के लिए, लिथियम आयन बैटरियों को चार्ज करने के दौरान, लिथियम आयन सकारात्मक इलेक्ट्रोड से निकाले जाते हैं, इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से स्थानांतरित होते हैं, और नकारात्मक इलेक्ट्रोड में मिल जाते हैं, जिससे ऊर्जा भंडारण प्रक्रिया पूरी हो जाती है।
- निर्वहन प्रक्रिया: जब नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन अपर्याप्त होता है, पावर ग्रिड चरम मांग में होता है, या रिमोट ऑफ ग्रिड परिदृश्यों में बिजली की आपूर्ति की आवश्यकता होती है, तो बैटरी पैक में संग्रहीत रासायनिक ऊर्जा रिवर्स रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से विद्युत ऊर्जा (डीसी के रूप में) में परिवर्तित हो जाती है। पीसीएस फिर इस डीसी पावर को एसी पावर में परिवर्तित करता है जो ग्रिड की आवृत्ति और वोल्टेज मानकों को पूरा करता है, जिसे बाद में पावर ग्रिड में प्रेषित किया जाता है या स्थिर बिजली प्रावधान सुनिश्चित करने के लिए सीधे विभिन्न विद्युत भारों को आपूर्ति की जाती है। इसके अतिरिक्त, जब ग्रिड आवृत्ति में उतार-चढ़ाव होता है, तो BESS ग्रिड स्थिरता बनाए रखते हुए, आवृत्ति को विनियमित करने के लिए जल्दी से चार्ज या डिस्चार्ज कर सकता है।
बीएमएस के कार्य
- व्यापक स्थिति की निगरानी: यह प्रत्येक बैटरी सेल और मॉड्यूल का वास्तविक समय डेटा जैसे वोल्टेज, करंट और तापमान एकत्र करता है। इस बीच, यह एल्गोरिदम के माध्यम से बैटरी की चार्ज स्थिति (एसओसी) और स्वास्थ्य स्थिति (एसओएच) का सटीक अनुमान लगाता है, जिससे बैटरी की "ऊर्जा भंडारण क्षमता" और उम्र बढ़ने की डिग्री की स्पष्ट समझ मिलती है।
- बैटरी संतुलन प्रबंधन: अलग-अलग बैटरी कोशिकाओं के बीच मामूली अंतर्निहित अंतर के कारण, लंबे समय तक उपयोग के बाद असमान चार्ज वितरण होने की संभावना है, जिससे कुछ कोशिकाओं की ओवरचार्जिंग या अधिक डिस्चार्जिंग हो सकती है। बीएमएस सभी श्रृंखला से जुड़ी बैटरियों में समान वोल्टेज स्तर बनाए रखने के लिए सक्रिय या निष्क्रिय संतुलन तकनीक का उपयोग करता है, जिससे बैटरी पैक के समग्र प्रदर्शन को प्रभावित करने वाले "बैरल प्रभाव" से बचा जा सके।
- सुरक्षा चेतावनी और सुरक्षा: यदि ओवरवॉल्टेज, अंडरवोल्टेज, ओवरकरंट, या ओवरटेम्परेचर जैसी असामान्य स्थितियों का पता लगाया जाता है, तो यह तुरंत सुरक्षात्मक कार्रवाइयों को ट्रिगर करता है, जैसे कि चार्जिंग और डिस्चार्जिंग सर्किट को काटना या मॉड्यूल डिस्कनेक्शन जैसी आपातकालीन प्रक्रियाओं को सक्रिय करना, बैटरी में सूजन या आग जैसी सुरक्षा दुर्घटनाओं को रोकने के लिए।
- डेटा संचार और इंटरैक्शन:यह सभी एकत्रित बैटरी डेटा को ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली (ईएमएस) पर अपलोड करता है और ईएमएस द्वारा जारी निर्देश प्राप्त करता है, जो संपूर्ण ऊर्जा भंडारण प्रणाली की चार्जिंग और डिस्चार्जिंग रणनीतियों को तैयार करने के लिए डेटा समर्थन प्रदान करता है।
पीसीएस (पावर कन्वर्जन सिस्टम) के कार्य
- द्विदिशात्मक एसी-डीसी रूपांतरण: यह इसका मुख्य कार्य है. चार्जिंग के दौरान, यह बैटरी की चार्जिंग आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए ग्रिड या नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों से एसी पावर को डीसी पावर में सुधारता है। डिस्चार्जिंग के दौरान, यह बैटरी द्वारा डीसी पावर आउटपुट को एसी पावर में बदल देता है जो 97% से 98% की रूपांतरण दक्षता के साथ ग्रिड कनेक्शन या विद्युत उपकरण संचालन आवश्यकताओं को पूरा करता है।
- सटीक पावर नियंत्रण: यह ईएमएस के निर्देशों के अनुसार चार्जिंग और डिस्चार्जिंग पावर के परिमाण और दिशा को लचीले ढंग से समायोजित कर सकता है। उदाहरण के लिए, चरम बिजली की मांग के दौरान, यह ग्रिड ऊर्जा को पूरक करने के लिए एक निर्धारित शक्ति पर जल्दी से डिस्चार्ज कर सकता है; ऑफ-पीक चार्जिंग के दौरान, यह ग्रिड को प्रभावित होने से बचाने के लिए बिजली को भी नियंत्रित कर सकता है।
- ग्रिड अनुकूलन और सुरक्षा: एसी पावर आउटपुट करते समय, यह ग्रिड की आवृत्ति, वोल्टेज आयाम और चरण से सख्ती से मेल खाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि कनेक्शन के बाद ग्रिड स्थिरता बाधित न हो। इस बीच, यदि ग्रिड पावर आउटेज, वोल्टेज असामान्यता, या बैटरी साइड दोष का पता चलता है, तो यह तुरंत सर्किट को काट सकता है, जिससे पीसीएस, बैटरी पैक और पावर ग्रिड के लिए दोहरी सुरक्षा प्राप्त हो सकती है।
BESS दूरस्थ औद्योगिक क्षेत्रों को ऑफ-ग्रिड आपूर्ति और वोल्टेज स्थिरीकरण के माध्यम से कैसे सहायता करता है?
बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणालियाँ दो मुख्य कार्यों के माध्यम से दूरस्थ औद्योगिक क्षेत्रों का समर्थन करती हैं: ऑफ ग्रिड बिजली आपूर्ति और वोल्टेज स्थिरीकरण।
ऑफ-ग्रिड बिजली आपूर्ति परिदृश्यों में, BESS आम तौर पर सौर और पवन ऊर्जा, या पारंपरिक डीजल जनरेटर जैसे नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के साथ एक हाइब्रिड सिस्टम बनाता है। यह नवीकरणीय ऊर्जा द्वारा उत्पन्न अधिशेष बिजली को संग्रहीत करता है और जब उनका उत्पादन अपर्याप्त होता है तो इसे जारी करता है। यह न केवल उच्च प्रदूषण और उच्च लागत वाले डीजल बिजली उत्पादन पर निर्भरता को कम करता है बल्कि महत्वपूर्ण औद्योगिक उत्पादन प्रक्रियाओं के लिए निरंतर बिजली आपूर्ति भी सुनिश्चित करता है।
वोल्टेज स्थिरीकरण के संदर्भ में, BESS में मिलीसेकंड स्तर की प्रतिक्रिया गति होती है, जो इसे औद्योगिक उपकरणों के शुरू होने और बंद होने या नवीकरणीय ऊर्जा के अस्थिर उत्पादन के कारण होने वाले वोल्टेज उतार-चढ़ाव को संबोधित करने के लिए बिजली को जल्दी से अवशोषित या इंजेक्ट करने में सक्षम बनाती है। उन्नत एल्गोरिदम के माध्यम से घूर्णी जड़ता का अनुकरण करके, यह नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों में स्थिरता की अंतर्निहित कमी की भरपाई करता है, जिससे दूरदराज के औद्योगिक क्षेत्रों में स्वयं निर्मित माइक्रोग्रिड की वोल्टेज स्थिरता बनी रहती है।
बंद-ग्रिड बिजली आपूर्ति: औद्योगिक उत्पादन के लिए निरंतर बिजली सुनिश्चित करना
- नवीकरणीय ऊर्जा के पूरक के लिए हाइब्रिड सिस्टम बनाना:अधिकांश दूरस्थ औद्योगिक क्षेत्र जैसे खनन स्थल और खनिज प्रसंस्करण संयंत्र मुख्य बिजली ग्रिड से नहीं जुड़े हैं। BESS को अक्सर "सौर + भंडारण" और "पवन + भंडारण" जैसी हाइब्रिड प्रणालियाँ बनाने के लिए सौर और पवन ऊर्जा के साथ जोड़ा जाता है। जब सूर्य की रोशनी या हवा की स्थिति अनुकूल होती है और नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन औद्योगिक मांग से अधिक हो जाता है, तो BESS अधिशेष बिजली का भंडारण करता है। रात के समय (बिना सूरज की रोशनी के), कमजोर हवा की अवधि, या नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन में अचानक गिरावट के दौरान, बीईएसएस खदान क्रशर और इलेक्ट्रोलाइटिक निकल प्लांट रिएक्टरों जैसे उत्पादन उपकरणों को बिजली की आपूर्ति करने के लिए डिस्चार्ज करता है, जिससे नवीकरणीय ऊर्जा से रुक-रुक कर होने वाली बिजली आपूर्ति की समस्या का समाधान होता है। उदाहरण के लिए, इंडोनेशिया में निकल और कोयला खनन क्षेत्र उत्पादन के लिए उच्च लोड बिजली की मांग को पूरा करने के लिए ऐसी हाइब्रिड प्रणालियों को अपनाते हैं।
- ऊर्जा संरचना को अनुकूलित करने के लिए डीजल जनरेटर के साथ सहयोग करना:कुछ दूरस्थ औद्योगिक परिदृश्यों में जहां नवीकरणीय ऊर्जा बुनियादी बिजली की जरूरतों को पूरा करने के लिए अपर्याप्त है, बीईएसएस डीजल जनरेटर के साथ "सौर + भंडारण + डीजल" या "पवन + भंडारण + डीजल" सिस्टम बना सकता है। बीईएसएस पीक शेविंग और वैली फिलिंग का कार्य करता है: यह पीक डिमांड अवधि के दौरान संग्रहीत बिजली जारी करता है, जिससे डीजल जनरेटर के संचालन समय और लोड को कम किया जाता है। इसके परिणामस्वरूप ईंधन की लागत और प्रदूषक उत्सर्जन कम हो जाता है, जो पारंपरिक मॉडल की तुलना में एक महत्वपूर्ण सुधार का प्रतिनिधित्व करता है, जहां दूरदराज के औद्योगिक क्षेत्र बिजली आपूर्ति के लिए पूरी तरह से डीजल जनरेटर पर निर्भर हैं।
- लचीली तैनाती के लिए मॉड्यूलर डिजाइन:औद्योगिक-ग्रेड BESS को अधिकतर मानक कंटेनरों में पैक किया जाता है। उदाहरण के लिए, कमिंस के बीईएसएस उत्पादों को 10 {{4}फुट या 20{5}फुट आईएसओ मानक कंटेनरों में रखा गया है, जो प्लग-इन-प्ले इंस्टॉलेशन को सक्षम बनाता है। यह मॉड्यूलर डिज़ाइन कठोर वातावरण और असुविधाजनक परिवहन वाले दूरदराज के औद्योगिक क्षेत्रों में परिवहन और तैनाती की सुविधा प्रदान करता है। इसे औद्योगिक क्षेत्र के उत्पादन पैमाने के अनुसार लचीले ढंग से विस्तारित भी किया जा सकता है-चाहे वह एक छोटा खनन स्थल हो या एक बड़ा दूरस्थ औद्योगिक पार्क, इसे उपयुक्त बिजली विन्यास के साथ मिलान किया जा सकता है।
वोल्टेज स्थिरीकरण: औद्योगिक माइक्रोग्रिड्स का स्थिर संचालन बनाए रखना
- वोल्टेज उतार-चढ़ाव पर तीव्र प्रतिक्रिया:दूरदराज के औद्योगिक क्षेत्रों में इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस और औद्योगिक बॉयलर जैसे बड़े औद्योगिक उपकरणों के अचानक शुरू होने या बंद होने से लोड में अचानक बदलाव और वोल्टेज में कमी आ सकती है। BESS मिलीसेकंड के भीतर प्रतिक्रिया दे सकता है, वोल्टेज के उतार-चढ़ाव को दबाने के लिए माइक्रोग्रिड में तुरंत बिजली इंजेक्ट कर सकता है। उदाहरण के लिए, जब एक खदान कोल्हू शुरू होता है, तो BESS वोल्टेज की गिरावट को रोकने के लिए बिजली को तेजी से समायोजित कर सकता है। पारंपरिक डीजल जनरेटर को समायोजित करने के लिए आवश्यक 5 से 10 सेकंड की तुलना में, BESS की तीव्र प्रतिक्रिया प्रभावी ढंग से वोल्टेज अस्थिरता के कारण होने वाले उत्पादन नुकसान से बचाती है।
- नवीकरणीय ऊर्जा ग्रिडों में अपर्याप्त जड़ता की भरपाई:पारंपरिक जीवाश्म ईंधन बिजली संयंत्र गतिज ऊर्जा को संग्रहीत करने के लिए घूमने वाले टर्बाइनों पर निर्भर करते हैं, जो वोल्टेज और आवृत्ति के उतार-चढ़ाव को बफर कर सकते हैं। हालाँकि, सौर और पवन ऊर्जा में इस घूर्णी जड़ता का अभाव है, जिससे दूरदराज के औद्योगिक क्षेत्रों में माइक्रोग्रिड बन रहे हैं जो नवीकरणीय ऊर्जा पर निर्भर हैं और वोल्टेज अस्थिरता का खतरा है। BESS उन्नत नियंत्रण एल्गोरिदम के माध्यम से पारंपरिक बिजली संयंत्रों की जड़त्वीय विशेषताओं का अनुकरण करता है। बिजली को तुरंत इंजेक्ट या अवशोषित करके, यह अस्थिर नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन के कारण होने वाले वोल्टेज परिवर्तनों को संतुलित करता है, जिससे माइक्रोग्रिड का स्थिर संचालन बना रहता है। लिस्बन विश्वविद्यालय के एक अध्ययन से पता चलता है कि 50 मेगावाट ग्रिड में 10 मेगावाट बीईएसएस जोड़ने से अचानक लोड बढ़ने के दौरान आवृत्ति विचलन (वोल्टेज स्थिरता से निकटता से संबंधित) को 50% तक कम किया जा सकता है।
- ग्रिड असामान्यता स्विचिंग के दौरान वोल्टेज को स्थिर करना:कुछ सुदूर औद्योगिक क्षेत्र कमज़ोर मुख्य विद्युत ग्रिडों से जुड़े हुए हैं। जब मुख्य ग्रिड में वोल्टेज असामान्यताएं या बिजली कटौती होती है, तो बीईएसएस मिलीसेकंड के भीतर ग्रिड मोड को बंद कर सकता है, महत्वपूर्ण उत्पादन भार के लिए बैकअप पावर स्रोत के रूप में कार्य कर सकता है और यह सुनिश्चित कर सकता है कि कोर उत्पादन लिंक वोल्टेज पतन से प्रभावित न हों। यह निर्बाध स्विचिंग क्षमता अचानक वोल्टेज विफलताओं के कारण होने वाली उत्पादन रुकावटों से बचती है, जिससे औद्योगिक उत्पादन प्रक्रियाओं की स्थिरता सुरक्षित रहती है।
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एलसीओई और एलएफपी बैटरी लागत प्रति किलोवाट सहित, 2025 के लिए बीईएसएस लागत रुझान क्या हैं?
2025 में,बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणालीसमग्र रूप से महत्वपूर्ण लागत में कमी की प्रवृत्ति दर्शाएगा। मुख्यधारा की ऊर्जा भंडारण तकनीक के रूप में, लिथियम आयरन फॉस्फेट (एलएफपी) बैटरियों की सेल और सिस्टम एकीकरण लागत में लगातार गिरावट देखी जाएगी: औसत सेल कीमत 0.0624 अमेरिकी डॉलर प्रति वाट {{2}घंटा से नीचे गिर जाएगी, और सिस्टम एकीकरण लागत को 0.0970 अमेरिकी डॉलर और 0.1524 अमेरिकी डॉलर प्रति वाट {5}घंटे के बीच नियंत्रित किया जा सकता है।
इस बीच, ऊर्जा भंडारण प्रणालियों की घटती लागत और बेहतर एकीकरण दक्षता जैसे कारकों से लाभ उठाते हुए, सौर ऊर्जा भंडारण एकीकरण जैसी ऊर्जा भंडारण परियोजनाओं की स्तरीय ऊर्जा लागत (एलसीओई) 0.0485 अमेरिकी डॉलर और 0.0554 अमेरिकी डॉलर प्रति किलोवाट {3} घंटा के बीच परिवर्तित हो जाएगी। लागत में कमी मुख्य रूप से कच्चे माल की कीमतों के युक्तिकरण, तकनीकी पुनरावृत्ति और उन्नयन, और बड़े पैमाने पर उत्पादन सहित कई कारकों से प्रेरित है।
- सेल लागत में लगातार गिरावट: 2024 में, लिथियम आयरन फॉस्फेट (एलएफपी) बैटरी सेल की कीमत पहले ही गिरकर 0.0582 अमेरिकी डॉलर प्रति वाट{2}घंटे हो गई थी, और 2025 तक, औसत कीमत 0.0624 अमेरिकी डॉलर प्रति वाट{5}घंटे से भी नीचे गिर जाएगी। यह प्रवृत्ति मुख्य रूप से दो प्रमुख कारकों से प्रेरित है: एक तरफ, लिथियम कार्बोनेट जैसे अपस्ट्रीम कच्चे माल की कीमतें अपने 2023 के शिखर से 1,385.6 अमेरिकी डॉलर प्रति मीट्रिक टन की सीमा तक पीछे हट गई हैं। इस बीच, नमक झीलों से लिथियम निष्कर्षण और बैटरी रीसाइक्लिंग जैसी प्रौद्योगिकियों की परिपक्वता ने कच्चे माल की आपूर्ति की स्थिरता को बढ़ाया है, जिससे कच्चे माल पर लागत का दबाव कम हो गया है। दूसरी ओर, सीएटीएल और बीवाईडी जैसे अग्रणी उद्यमों ने बड़े पैमाने पर उत्पादन का विस्तार किया है, जिससे पैमाने की अर्थव्यवस्थाएं बनती हैं जो इकाई उत्पादन लागत को कम करती हैं। वर्तमान में, मुख्यधारा के निर्माताओं से एलएफपी बैटरी सेल की बड़े पैमाने पर उत्पादन कीमतें 0.0624 अमेरिकी डॉलर से 0.0899 अमेरिकी डॉलर प्रति वाट - घंटा की सीमा में केंद्रित हैं।
- सिस्टम एकीकरण लागत का तुल्यकालिक अनुकूलन: 2025 में, एलएफपी ऊर्जा भंडारण प्रणालियों की एकीकरण लागत लगभग 0.0970 अमेरिकी डॉलर से 0.1524 अमेरिकी डॉलर प्रति वाट{3}घंटे पर नियंत्रित की जाएगी। लागत का विवरण इस प्रकार है: बैटरी सेल कुल सिस्टम लागत का 60% से 70% हिस्सा है, बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस) 10% से 15% हिस्सा है, और पैक एकीकरण (संरचनात्मक घटकों और थर्मल प्रबंधन सहित) 15% से 20% है। सेल टू पैक (सीटीपी) और सेल टू चेसिस (सीटीसी) जैसी प्रौद्योगिकियों के अनुप्रयोग ने संरचनात्मक घटकों के उपयोग को कम कर दिया है, ऊर्जा घनत्व में सुधार किया है, और एकीकरण लागत को और कम कर दिया है। इसके अतिरिक्त, बीएमएस और पावर कन्वर्जन सिस्टम (पीसीएस) जैसे प्रमुख उपकरणों की स्थानीयकरण दर में उल्लेखनीय वृद्धि ने भी सिस्टम एकीकरण लागत में गिरावट में योगदान दिया है।
- ऊर्जा की स्तरीय लागत (एलसीओई) में परिवर्तन: 2025 में, सौर ऊर्जा भंडारण एकीकरण परियोजनाओं का पूर्ण जीवन चक्र LCOE लगभग 0.0485 अमेरिकी डॉलर से 0.0554 अमेरिकी डॉलर प्रति किलोवाट {5} घंटा होगा। यह उपलब्धि फोटोवोल्टिक (पीवी) मॉड्यूल और ऊर्जा भंडारण प्रणालियों की दोहरी लागत में कमी से लाभान्वित होती है: पीवी मॉड्यूल की औसत कीमत 2025 में 0.1247 अमेरिकी डॉलर प्रति वाट से नीचे गिरने की उम्मीद है, और जब एलएफपी ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के लागत अनुकूलन के साथ जोड़ा जाता है, तो इसने समग्र एलसीओई को काफी कम कर दिया है। इसके अलावा, डीसी युग्मित आर्किटेक्चर जैसे एकीकृत डिजाइनों को अपनाने से सिस्टम दक्षता में 2 से 3 प्रतिशत तक सुधार हुआ है। बिंदु, जबकि बुद्धिमान ऊर्जा प्रबंधन प्रणालियों के एकीकरण ने ऊर्जा खपत को और अधिक अनुकूलित किया है, अप्रत्यक्ष रूप से एलसीओई को कम किया है। लंबी चक्र क्षमताओं वाली कुछ एलएफपी ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के लिए, प्रति चक्र एलसीओई 0.0277 अमेरिकी डॉलर प्रति किलोवाट {16} घंटे से भी नीचे गिर सकता है, जो ग्रिड साइड फ़्रीक्वेंसी विनियमन और नवीकरणीय ऊर्जा सहायक भंडारण जैसे परिदृश्यों में मजबूत आर्थिक व्यवहार्यता प्रदान करता है।
निष्कर्ष
बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणालीपारंपरिक बैकअप पावर समाधानों से वैश्विक स्वच्छ ऊर्जा बुनियादी ढांचे की आधारशिला के रूप में विकसित हुए हैं। लिथियम आयरन फॉस्फेट (एलएफपी) बैटरी और सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) आधारित स्टोरेज इनवर्टर (पीसीएस) की निरंतर प्रगति के साथ, BESS अब 20 किलोवाट आवासीय प्रणालियों से लेकर बड़े पैमाने पर ग्रिड से जुड़े प्रोजेक्टों तक अनुप्रयोगों का विस्तार कर रहा है।
वे ऊर्जा स्थिरता सुनिश्चित करने, लागत को नियंत्रित करने और सौर और पवन ऊर्जा संयंत्रों के स्केलेबल एकीकरण को सक्षम करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। इस प्रकार,BESSशून्य उत्सर्जन की वैश्विक खोज के लिए महत्वपूर्ण सहायता प्रदान करें।
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अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
क्या आकार BESS (5-20KW होम/20-200KW व्यवसाय) क्या मुझे इसकी आवश्यकता है?सौर एकीकरण?
यह आपकी दैनिक बिजली खपत, पीक लोड और आप नवीकरणीय ऊर्जा (उदाहरण के लिए, सौर ऊर्जा) का उपयोग करते हैं या नहीं, पर निर्भर करता है। होम सिस्टम आम तौर पर 5-20 किलोवाट (के लिए आदर्श) तक होता हैसौर स्वंय -खपत), जबकि व्यवसाय/छोटी औद्योगिक साइटें अक्सर 20-200 किलोवाट का उपयोग करती हैंशिखर शेविंग.
एक कब तक करता हैएलएफपी बैटरी भंडारण प्रणालीअंतिम? (4000-12000 साइकिल)
एक BESS आम तौर पर 10-15 साल तक चलता हैएलएफपी बैटरियां4,000-12,000 चक्रों की पेशकश (सबसे लंबे समय तक चलने वाले विकल्पों में से एक)। उचित थर्मल प्रबंधन और नियमित निगरानी से जीवनकाल बढ़ता है।
BESS के क्या फायदे हैं?सौर/पवन नवीकरणीय ऊर्जा एकीकरण?
चरम धूप/हवा अवधि से अतिरिक्त ऊर्जा का भंडारण करें, रात के समय बैकअप बिजली प्रदान करें, बिलों में कटौती करेंशिखर शेविंग, और कार्बन उत्सर्जन को कम करें।
ए कितना करता है20 किलोवाट BESSके लिए लागतघरेलू सौर ऊर्जा का उपयोग2025 में?
लागत बैटरी प्रकार - 20किलोवाट पर निर्भर करती हैएलएफपी बीईएसआम तौर पर 2025 की औसत लागत $0.08 प्रति वाट का संदर्भ देती है, जिसमें कुल लागत घटकों और स्थापना के अनुसार भिन्न होती है।
हैएलएफपी बैटरीके लिए सर्वोत्तम विकल्पग्रिड-स्केल ऊर्जा भंडारण?
हाँ -एलएफपी बैटरी'उच्च सुरक्षा (270 डिग्री थर्मल रनअवे तापमान), लंबा चक्र जीवन और लागत दक्षता उन्हें पसंदीदा विकल्प बनाती हैग्रिड-पैमाने पर भंडारण.
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