ऊर्जा भंडारण कैबिनेट का बुनियादी ज्ञान: सिद्धांतों से अनुप्रयोगों तक पैनोरमिक विश्लेषण

ऊर्जा भंडारण अलमारियाँ एकीकृत उपकरण हैं जिनका उपयोग आधुनिक ऊर्जा ऊर्जा प्रणालियों में विद्युत ऊर्जा को संग्रहीत करने और मांग पर जारी करने के लिए किया जाता है। इसका सार इलेक्ट्रोकेमिकल माध्यमों (मुख्य रूप से लिथियम -आयन बैटरी) के माध्यम से विद्युत ऊर्जा के समय और स्थान हस्तांतरण का एहसास करना है। परियोजना के वास्तविक विन्यास के अनुसार, एक एकल ऊर्जा भंडारण कैबिनेट का बिजली भंडारण हजारों किलोवाट घंटे तक पहुंच सकता है, जो एक दिन के लिए सैकड़ों सामान्य घरों की बिजली की मांग के बराबर है। यह बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण विशेषता इसे नई ऊर्जा बिजली उत्पादन और पावर ग्रिड पीक विनियमन के क्षेत्र में "लचीले नियामक" की भूमिका निभाने में सक्षम बनाती है। तकनीकी वर्गीकरण के दृष्टिकोण से, ऊर्जा भंडारण अलमारियाँ मुख्य रूप से दो प्रकारों में विभाजित हैं: केंद्रीकृत और वितरित। केंद्रीकृत ऊर्जा भंडारण अलमारियाँ ज्यादातर उच्च ऊर्जा परिदृश्यों जैसे बड़े पवन और फोटोवोल्टिक फार्म, ग्राउंड पावर स्टेशन या औद्योगिक पार्क में उपयोग की जाती हैं; वितरित ऊर्जा भंडारण अलमारियाँ औद्योगिक और वाणिज्यिक उपयोगकर्ताओं, वाणिज्यिक परिसरों या माइक्रोग्रिड और सीमित स्थान और लचीली तैनाती वाले अन्य अवसरों के लिए अधिक उपयुक्त हैं।

 

प्रकार के बावजूद, ऊर्जा भंडारण अलमारियाँ का मुख्य मूल्य बिजली आपूर्ति और मांग के बीच समय बेमेल समस्या को हल करना है। एक उदाहरण के रूप में फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन को लेते हुए, ऊर्जा भंडारण अलमारियाँ फोटोवोल्टिक प्रणाली द्वारा उत्पन्न अतिरिक्त बिजली को संग्रहीत कर सकती हैं जब सूरज की रोशनी पर्याप्त होती है और इसे रात में छोड़ देती है या जब बादल वाले दिनों में फोटोवोल्टिक आउटपुट अपर्याप्त होता है, इस प्रकार नवीकरणीय ऊर्जा की स्वयं खपत दर और ग्रिड कनेक्शन मित्रता में काफी सुधार होता है। सौर पवन ऊर्जा भंडारण कैबिनेट या सौर बैटरी भंडारण कैबिनेट के इंजीनियरिंग विन्यास में, ऊर्जा भंडारण कैबिनेट का उपयोग फोटोवोल्टिक इनवर्टर और पवन ऊर्जा उत्पादन नियंत्रकों के साथ मिलकर नई ऊर्जा उत्पादन पक्ष पर एक ऊर्जा बफर पूल बनाने के लिए किया जाता है, जो पावर ग्रिड पर रुक-रुक कर होने वाले बिजली उत्पादन के प्रभाव को प्रभावी ढंग से सुचारू करता है।

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

एक पूर्ण ऊर्जा भंडारण कैबिनेट प्रणाली चार प्रमुख कार्यात्मक मॉड्यूल से अत्यधिक एकीकृत है। सौर बैटरी भंडारण कैबिनेट का ऊर्जा कोर श्रृंखला और समानांतर में जुड़े कई बैटरी मॉड्यूल से बना है। मुख्यधारा के उत्पाद मॉड्यूलर लिथियम आयरन फॉस्फेट कोशिकाओं का उपयोग करते हैं, जिनका चक्र जीवन आम तौर पर 6,000 गुना से अधिक होता है, और दैनिक चार्जिंग और डिस्चार्जिंग स्थितियों के तहत दस साल से अधिक समय तक स्थिर संचालन का समर्थन कर सकता है। बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस) तंत्रिका तंत्र के सेंसर की तरह है। यह वास्तविक समय में प्रत्येक बैटरी स्ट्रिंग के वोल्टेज, तापमान और आंतरिक प्रतिरोध की निगरानी करता है। यह सेल अंतर को खत्म करने और ओवरचार्ज, ओवर डिस्चार्ज और थर्मल रनवे को रोकने के लिए सक्रिय संतुलन तकनीक का उपयोग करता है।

 

विद्युत रूपांतरण प्रणाली (पीसीएस) विद्युत ऊर्जा रूप रूपांतरण का केंद्र है और प्रत्यावर्ती धारा और प्रत्यक्ष धारा के बीच द्विदिशीय रूपांतरण के लिए जिम्मेदार है। आधुनिक पीसीएस की रूपांतरण दक्षता 96% से अधिक हो गई है, और इसमें प्रतिक्रियाशील बिजली क्षतिपूर्ति और हार्मोनिक दमन जैसे ग्रिड समर्थन कार्य हैं। ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली (ईएमएस) संपूर्ण प्रणाली का "मस्तिष्क" है। लोड पूर्वानुमान, बिजली मूल्य संकेतों और बैटरी की स्थिति के आधार पर, यह बिजली आपूर्ति सुरक्षा सुनिश्चित करते हुए आर्थिक लाभ को अधिकतम करने के लिए चार्जिंग और डिस्चार्जिंग रणनीतियों को गतिशील रूप से अनुकूलित करता है। थर्मल प्रबंधन प्रणाली यह सुनिश्चित करने के लिए सटीक तापमान नियंत्रण एल्गोरिदम का उपयोग करती है कि बैटरी हमेशा 15 डिग्री से 35 डिग्री के इष्टतम तापमान क्षेत्र में काम करती है, जिससे क्षमता लुप्त होने में देरी होती है।

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ऊर्जा भंडारण कैबिनेट का ऊर्जा रूपांतरण विद्युत रासायनिक प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया के मूल सिद्धांत का पालन करता है। उदाहरण के तौर पर लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरियों को लेते हुए, चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान, लिथियम आयनों को सकारात्मक इलेक्ट्रोड (लिथियम आयरन फॉस्फेट) से अलग किया जाता है और इलेक्ट्रोलाइट और विभाजक के माध्यम से नकारात्मक इलेक्ट्रोड (ग्रेफाइट) में एम्बेड किया जाता है; डिस्चार्ज प्रक्रिया के दौरान, लिथियम आयन नकारात्मक इलेक्ट्रोड से अलग हो जाते हैं और सकारात्मक इलेक्ट्रोड में वापस आ जाते हैं। बार-बार सम्मिलन और निष्कर्षण की यह प्रक्रिया विद्युत ऊर्जा और रासायनिक ऊर्जा के पारस्परिक रूपांतरण का एहसास कराती है। बीएमएस प्रक्रिया नियंत्रण की भूमिका निभाता है। यह गतिशील रूप से चार्ज और डिस्चार्ज करंट को समायोजित करता है और बैटरी को ओवरचार्ज या ओवरचार्ज स्थिति में जाने से रोकने के लिए वोल्टेज को काट देता है, जिससे बैटरी पैक का चक्र जीवन काफी बढ़ जाता है।

 

पावर ग्रिड के साथ बातचीत के स्तर पर, ऊर्जा भंडारण अलमारियाँ चार बुनियादी क्षमताओं के माध्यम से बिजली प्रणाली की स्थिरता और परिचालन अर्थव्यवस्था में सुधार करती हैं। सबसे पहले, आवृत्ति विनियमन नियंत्रण: ऊर्जा भंडारण कैबिनेट की बिजली प्रतिक्रिया गति सैकड़ों मिलीसेकंड तक पहुंच सकती है, और ग्रिड आवृत्ति में उतार-चढ़ाव होने पर यह जल्दी से बिजली को अवशोषित या इंजेक्ट कर सकती है। पारंपरिक थर्मल पावर इकाइयों की आवृत्ति विनियमन दर पर इसका स्पष्ट लाभ है। दूसरा, वोल्टेज समर्थन: प्रतिक्रियाशील बिजली मुआवजे या चार {{3}चतुर्थांश बिजली संचालन के माध्यम से, ऊर्जा भंडारण अलमारियाँ स्थानीय बिजली ग्रिड की वोल्टेज गुणवत्ता में सुधार कर सकती हैं, विशेष रूप से लंबी दूरी के फीडर छोर या नई ऊर्जा के उच्च प्रवेश वाले क्षेत्रों के लिए उपयुक्त। तीसरा, लोड ट्रांसफर: बिजली के खर्चों में उल्लेखनीय कमी लाने के लिए कम बिजली की कीमतों के दौरान चार्ज करने और पीक अवधि के दौरान डिस्चार्ज करने के लिए चरम घाटी बिजली मूल्य अंतर का लाभ उठाना। यह औद्योगिक और वाणिज्यिक ऊर्जा भंडारण परियोजनाओं के लिए सबसे महत्वपूर्ण लाभ मॉडल भी है। चौथा, द्वीप संचालन: जब ऊपरी स्तर के पावर ग्रिड में बिजली गुल हो जाती है, तो ऑफ ग्रिड स्विचिंग क्षमता वाला ऊर्जा भंडारण कैबिनेट स्वचालित रूप से ग्रिड से डिस्कनेक्ट हो सकता है और ग्रिड बहाल होने तक कुंजी लोड को बिजली की आपूर्ति जारी रखने के लिए द्वीप मोड पर स्विच कर सकता है।

 

ऊर्जा प्रबंधन के इंजीनियरिंग अभ्यास से, ऊर्जा भंडारण कैबिनेट की दैनिक संचालन रणनीति में बिजली मूल्य नीति, लोड वक्र विशेषताओं और बैटरी चक्र जीवन क्षय मॉडल के उपयोग के स्थानीय समय पर व्यापक रूप से विचार करने की आवश्यकता है। एक विशिष्ट औद्योगिक और वाणिज्यिक अनुप्रयोग परिदृश्य है: ऊर्जा भंडारण कैबिनेट को रात में कम घाटी के घंटों (कम बिजली की कीमतों के अनुरूप) के दौरान एक निर्धारित शक्ति पर चार्ज किया जाता है, और दिन के दौरान पीक घंटों (उच्च बिजली की कीमतों के अनुरूप) के दौरान लोड उपयोग के लिए छुट्टी दे दी जाती है। राउंड{{4}ट्रिप दक्षता (एसी साइड से एसी साइड) चार्ज और डिस्चार्ज के प्रति किलोवाट {5}घंटे की वास्तविक हानि निर्धारित करती है। आदर्श परिवेश के तापमान के तहत, राउंड{7}}ट्रिप दक्षता एक अच्छे स्तर तक पहुंच सकती है, यानी, ग्रिड से अवशोषित प्रत्येक 100 किलोवाट बिजली के लिए, लगभग 88 से 92 किलोवाट प्रभावी बिजली जारी की जा सकती है। नुकसान मुख्य रूप से पीसीएस के पावर सेमीकंडक्टर स्विचिंग नुकसान, बीएमएस और सहायक प्रणालियों की स्वयं खपत, और बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध में वितरित होते हैं जो चार्जिंग और डिस्चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान गर्मी में परिवर्तित हो जाते हैं। कम तापमान वाले वातावरण या उच्च दर वाली परिचालन स्थितियों में, दक्षता में काफी गिरावट आएगी, इसलिए पूरे वर्ष औसत दक्षता बनाए रखने के लिए थर्मल प्रबंधन प्रणाली और चार्ज और डिस्चार्ज रणनीतियों का अनुकूलन बहुत महत्वपूर्ण है।

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

बिजली उत्पादन के मामले में, ऊर्जा भंडारण अलमारियाँ पवन ऊर्जा, फोटोवोल्टिक और अन्य नई ऊर्जा बिजली उत्पादन की अस्थिरता और एंटी-पीकिंग विशेषताओं को प्रभावी ढंग से कम करती हैं। चूंकि पवन ऊर्जा का अक्सर रात के उत्तरार्ध में अधिक उत्पादन और कम भार होता है, इसलिए दोपहर के समय फोटोवोल्टिक के चरम उत्पादन और चरम भार के बीच समय में बदलाव होता है। जिन बिजली स्टेशनों में सहायक ऊर्जा भंडारण की कमी होती है, उन्हें अक्सर हवा या प्रकाश को छोड़ने के लिए मजबूर किया जाता है। बूस्टर स्टेशन के बगल में एक केंद्रीकृत ऊर्जा भंडारण कैबिनेट को कॉन्फ़िगर करके, मूल रूप से छोड़ी गई विद्युत ऊर्जा के इस हिस्से को उस अवधि के दौरान संग्रहीत और जारी किया जा सकता है जब ग्रिड इसे समायोजित कर सकता है या जब लोड की मांग अधिक होती है। यह एप्लिकेशन न केवल स्वच्छ ऊर्जा की बर्बादी को कम करता है बल्कि ग्रिड प्रेषण निर्देशों का जवाब देने के लिए बिजली उत्पादन कंपनियों की क्षमता में भी सुधार करता है। साथ ही, यह सहायक सेवा बाज़ार के शिखर पर भाग लेकर अतिरिक्त आय प्राप्त कर सकता है।

 

औद्योगिक और वाणिज्यिक बिजली पक्ष पर, ऊर्जा भंडारण अलमारियाँ उपयोगकर्ताओं को उनकी बिजली बिल संरचना को अनुकूलित करने में मदद करती हैं। औद्योगिक और वाणिज्यिक उपयोगकर्ताओं के लिए बिजली बिल में दो भाग होते हैं: प्रति यूनिट बिजली बिल और मूल बिजली बिल (ट्रांसफार्मर क्षमता या मांग के आधार पर)। एक ओर, ऊर्जा भंडारण अलमारियाँ चरम और घाटी मध्यस्थता के माध्यम से बिजली के बिल को कम करती हैं; दूसरी ओर, वे बिजली की मांग में कमी करके और घाटियों को भरकर अधिकतम मासिक मांग मूल्य को कम कर देते हैं, जिससे सीधे तौर पर बुनियादी बिजली बिल कम हो जाते हैं। उत्पादन लाइनों या डेटा केंद्रों के लिए जिन्हें निर्बाध बिजली आपूर्ति की आवश्यकता होती है, ऊर्जा भंडारण कैबिनेट का उपयोग आपातकालीन बैकअप पावर स्रोतों के रूप में भी किया जा सकता है, जब पावर ग्रिड सामान्य शटडाउन या प्रमुख उपकरणों के निरंतर संचालन को सुनिश्चित करने में विफल रहता है तो स्वचालित रूप से ऑफ ग्रिड मोड पर स्विच हो जाता है। इसके अलावा, संचार ऑपरेटरों द्वारा 5G बेस स्टेशनों जैसी साइटों में ऊर्जा भंडारण एकीकृत कैबिनेट को कॉन्फ़िगर करने के बाद, वे न केवल चरम मूल्य अंतर का लाभ उठाकर साइट संचालन बिजली की लागत को कम कर सकते हैं, बल्कि मुख्य बिजली बाधित होने पर संचार उपकरणों के लिए बैकअप डीसी बिजली की आपूर्ति भी प्रदान कर सकते हैं, जिससे नेटवर्क विश्वसनीयता में सुधार होता है।

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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