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सौर ऊर्जा भंडारण प्रणाली का चयन कैसे करें?

ऊर्जा उद्योग में अब ऊर्जा भंडारण सबसे लोकप्रिय तकनीक है।
शेडोंग, शानक्सी, शिनजियांग, इनर मंगोलिया, अनहुई और तिब्बत सहित एक दर्जन से अधिक प्रांतों ने ऐसे दस्तावेज जारी किए हैं जिनमें सौर और पवन ऊर्जा संयंत्रों को ऊर्जा भंडारण प्रणालियों से लैस करने की आवश्यकता है।
हालांकि ऊर्जा उद्योग ने लंबे समय से यह स्वीकार किया है कि "ऊर्जा भंडारण सौर और पवन ऊर्जा की अनिश्चितता और अस्थिरता का एक प्रभावी समाधान है, जो ऊर्जा उपयोग को बढ़ावा देता है और कटौती को कम करता है।" कीमतों में भारी कटौती ने इस लाभ को और भी स्पष्ट कर दिया है, लेकिन इसकी तकनीकी और लागत संबंधी बाधाओं के कारण इसे नजरअंदाज किया गया है। आज, आधिकारिक सामूहिक चयन के रूप में ऊर्जा भंडारण अंततः इसे गौरवान्वित कर रहा है।
लेकिन अगर ऊर्जा भंडारण को "सिर्फ़ एक अतिरिक्त सुविधा" से "बाजार की ज़रूरत" बनने की दिशा में शानदार बदलाव लाना है, तो इसके लिए न केवल स्पष्ट और मजबूत नीतिगत समर्थन की आवश्यकता होगी, बल्कि साथ ही साथ हमें तकनीकी और उत्पाद नवाचार के माध्यम से ऑप्टिकल स्टोरेज उद्योग के विकास को बढ़ावा देना होगा। सर्वोत्तम तालमेल कैसे बिठाया जाए? अभिसरण की चुनौतियाँ क्या हैं? इन सभी सवालों के जवाब देने होंगे।

1. सामान्य सिस्टम परिदृश्य क्या हैं?
फिलहाल, बाजार में मुख्य रूप से कई योजनाएं उपलब्ध हैं।
एसी-साइड कपलिंग योजना का तात्पर्य फोटोवोल्टाइक और ऊर्जा भंडारण को एसी साइड कनेक्शन में जोड़ना है। ऊर्जा भंडारण प्रणाली को निम्न-वोल्टेज साइड से जोड़ा जा सकता है, साथ ही इसे 10 kV से 35 kV बस से भी जोड़ा जा सकता है। यह योजना बड़े पैमाने पर ऑप्टिकल स्टोरेज पावर स्टेशन, ऊर्जा भंडारण प्रणाली के केंद्रीकृत लेआउट, आसान संचालन प्रबंधन और पावर ग्रिड डिस्पैचिंग के लिए उपयुक्त है।
डीसी-साइड कपलिंग स्कीम का तात्पर्य ऊर्जा भंडारण प्रणाली को डीसी साइड से जोड़ने से है। इसमें दोनों प्रणालियों के बीच बिजली रूपांतरण के लिए कम लिंक, कम ऊर्जा हानि और कम उपकरण निवेश की आवश्यकता होती है। इस स्थिति में, सोलर इन्वर्टर को एक ऊर्जा भंडारण इंटरफ़ेस आरक्षित करना होगा।

एसी डीसी युग्मन

2. 1 + 1 > 2 का समाकलन कैसे प्राप्त करें?
संलयन के समाधान तो मौजूद हैं, लेकिन 1 + 1 > 2 का प्रभाव प्राप्त करने के लिए संलयन करना आसान नहीं है।
ऑप्टिकल फ्यूजन तकनीक अधिक जटिल है। एकीकरण प्रणाली को फोटोवोल्टाइक, ऊर्जा भंडारण और पावर ग्रिड के सुरक्षित और स्थिर संचालन को सुनिश्चित करने और हार्डवेयर, सॉफ्टवेयर और सिस्टम स्तर के बीच की बाधाओं को दूर करने की आवश्यकता है।
ऑप्टिकल स्टोरेज फ्यूजन सिस्टम में कई उपकरण होते हैं, जिनमें हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर के बीच इंटरफेस संगतता की समस्या का समाधान करना आवश्यक होता है। उपकरण अक्सर विभिन्न निर्माताओं से होते हैं, जिससे पावर प्लांट डिजाइन, उपकरण खरीद, संचालन और रखरखाव में कठिनाइयाँ और लागत बढ़ जाती हैं। सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि विभिन्न उपकरणों के बीच संचार इंटरफेस अलग-अलग होते हैं, इसलिए इंटीग्रेटर्स को विभिन्न प्रोटोकॉल और इंटरफेस से परिचित होना आवश्यक है।
इसलिए, ऑप्टिकल स्टोरेज फ्यूजन, फोटोवोल्टिक उपकरण और ऊर्जा भंडारण उपकरण का एक साधारण भौतिक संयोजन नहीं है, बल्कि 1 + 1 > 2 के प्रभाव को प्राप्त करने के लिए डीप फ्यूजन तकनीक पर निर्भर करता है। यह इंटीग्रेटर की एकीकरण क्षमता की कड़ी परीक्षा लेता है।

3. कम कीमत की प्रतिस्पर्धा के कारण उद्योग एकीकरण में गड़बड़ी उत्पन्न हुई।
ऑप्टिकल स्टोरेज पावर स्टेशन के निर्माण में सिस्टम इंटीग्रेशन महत्वपूर्ण है, लेकिन घरेलू स्तर पर इंटीग्रेशन के क्षेत्र में कई चुनौतियां हैं।
एक ओर, ऑप्टिकल स्टोरेज सिस्टम की एकीकृत क्षमता वाली कंपनियों की संख्या बहुत कम है। चाहे यह प्रौद्योगिकी अभिसरण हो या व्यावसायिक मॉडल अभिसरण, हमारे देश में ऊर्जा भंडारण अभी भी औद्योगिक विकास के प्रारंभिक चरण में है। कई कंपनियां सोलर इन्वर्टर, ऊर्जा भंडारण बैटरी, पीसीएस, ईएमएस आदि जैसे अलग-अलग क्षेत्रों में मजबूत हैं, लेकिन ऑप्टिकल स्टोरेज सिस्टम को एकीकृत करने वाली कंपनियां बहुत कम हैं।
दूसरी ओर, कम कीमत की होड़ और भी तीव्र हो गई है, जिससे उद्यमों पर लागत का दबाव बढ़ गया है। वर्तमान में, घरेलू नई ऊर्जा क्षेत्र में ऊर्जा भंडारण की बोली कीमत 2.15 युआन/वॉटर (ईपीसी कीमत) से घटकर 1.699 युआन/वॉटर (ईपीसी कीमत) हो गई है, जो उद्योग द्वारा मान्यता प्राप्त लागत मूल्य से काफी कम है।
विभिन्न परिस्थितियों में ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के लिए अलग-अलग आवश्यकताएं होती हैं, और ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के डिजाइन और लागत के लिए कोई एकीकृत मानक नहीं है, इसलिए यह आसानी से एक अस्पष्ट क्षेत्र बन सकता है।
“अब कंपनियां बैटरियों के लिए बोली लगा रही हैं, और मानक 6,000 चक्र है। उद्योग में कोई एकीकृत मूल्यांकन मानक नहीं है। कुछ निर्माता 3,000 चक्रों से कम चक्र जीवन वाली बैटरियों के लिए कम कीमतों पर परियोजनाओं की बोली लगा रहे हैं। जाहिर है, हम कीमत के मामले में उनसे प्रतिस्पर्धा नहीं कर सकते,” एक वरिष्ठ ऊर्जा भंडारण विशेषज्ञ ने बेबसी से कहा।
सूत्र ने आगे कहा, ''निश्चित रूप से, ऊर्जा भंडारण प्रणाली एकीकरण का सबसे महत्वपूर्ण पहलू डीसी पक्ष का सुरक्षा प्रबंधन है, यानी बैटरी प्रणाली का सुरक्षा प्रबंधन, जिसके लिए एक बहुत ही व्यापक प्रणाली सुरक्षा डिजाइन की आवश्यकता होती है।'' सेल, मॉड्यूल, बैटरी क्लस्टर, बैटरी प्रणाली प्रबंधन, ये चारों स्तर आपस में जुड़े हुए हैं। एक अच्छी प्रणाली सुरक्षा डिजाइन से इनकी परिचालन स्थिति को वास्तविक समय में जाना जा सकता है, जिससे खराबी की प्रारंभिक चेतावनी दी जा सकती है। खराबी होने पर, चरणबद्ध सुरक्षा और त्वरित लिंकेज सुरक्षा भी प्रदान की जा सकती है।
अन्यथा, छोटी-मोटी खामियां आसानी से बड़ी समस्याओं में तब्दील हो सकती हैं। हाल के वर्षों में दक्षिण कोरिया में 30 से अधिक आग दुर्घटनाएं हुईं, जिनमें से अधिकतर के कारण विद्युत प्रणाली के डिजाइन में खामियां और सुरक्षा प्रणाली की विफलताएं थीं।
परीक्षण यहीं समाप्त नहीं होता, बैटरी की कार्यक्षमता से संबंधित समस्याएं भी हैं, ऊर्जा भंडारण के लिए तापमान नियंत्रण प्रणाली का डिज़ाइन भी आवश्यक है। कठोर तापीय अनुकरण और प्रायोगिक सत्यापन, ऊर्जा भंडारण कंटेनरों के वायु वाहिनी का डिज़ाइन, वातानुकूलन विद्युत विन्यास इत्यादि - इन सभी पहलुओं को यदि सख्ती से नियंत्रित और डिज़ाइन न किया जाए, तो कंटेनर के अंदर लिथियम बैटरियों के तापमान में असंतुलन उत्पन्न हो सकता है, जिससे सेल की अस्थिरता और बढ़ सकती है।
लेखक को एक 4 घंटे की ऊर्जा भंडारण प्रणाली का सामना करना पड़ा है, जिसमें सेल के तापमान का अंतर 22℃ तक पहुंचने पर न केवल बैटरी के जीवनकाल पर गंभीर प्रभाव पड़ता है, बल्कि ऊर्जा भंडारण विद्युत संयंत्र के संचालन का जोखिम भी बढ़ जाता है।

4. ऊर्जा भंडारण प्रणालियों का कुशल प्रबंधन कैसे किया जा सकता है?
योजना के चयन से लेकर सिस्टम एकीकरण तक, संपूर्ण ऊर्जा भंडारण प्रणाली का सुरक्षित संचालन और अधिकतम लाभ, पूरी प्रणाली के संचालन और प्रबंधन से घनिष्ठ रूप से संबंधित है।
बिजली संयंत्र के पारंपरिक किफायती वितरण मोड की तुलना में, ऑप्टिकल स्टोरेज पावर जनरेशन सिस्टम के वितरण के दौरान स्टोरेज पावर प्लांट में बैटरी और कन्वर्टर्स के प्रभावी प्रबंधन पर पूरी तरह से विचार किया जाना चाहिए, इस तरह, पूरे बिजली संयंत्र की सुरक्षा और अर्थव्यवस्था में सुधार किया जा सकता है।
यहीं पर ईएमएस (ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली - आरआरबी) का महत्व सामने आता है, जो ऑप्टिकल स्टोरेज प्लांट का बुद्धिमान मस्तिष्क है। फोटोवोल्टिक सिस्टम और पावर ग्रिड के साथ ऊर्जा भंडारण कैसे काम करता है? बैटरी को कितना चार्ज करना चाहिए, कैसे चार्ज करना चाहिए, सुरक्षा कैसे सुनिश्चित करनी चाहिए? इन सभी के लिए एकीकृत प्रबंधन हेतु एक बुद्धिमान और कुशल ईएमएस प्रणाली की आवश्यकता होती है।
फोटोवोल्टिक प्रणाली के सुचारू संचालन को एक उदाहरण के रूप में लेते हुए, ऊर्जा भंडारण प्रणाली को फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन के फोटोवोल्टिक आउटपुट सुचारू संचालन नियंत्रण के आधार पर तैयार किया जा सकता है। सुचारू संचालन पैरामीटर निर्धारित करें, ईएमएस सुचारू संचालन पैरामीटर को नियंत्रण लक्ष्य के रूप में ले, और ऊर्जा भंडारण प्रणाली पर तीव्र चार्ज और डिस्चार्ज नियंत्रण लागू करें, ताकि विद्युत उत्पादन प्रणाली की आउटपुट शक्ति निर्धारित परिवर्तन दर की सीमा में रहे।
वर्तमान में, उद्योग में प्रचलित प्रचलित पद्धति यह है कि फोटोवोल्टिक विद्युत पूर्वानुमान और ऊर्जा भंडारण की मिलीसेकंड प्रतिक्रिया विशेषताओं पर आधारित स्मार्ट ईएमएस का उपयोग करके फोटोवोल्टिक प्रणालियों का सुचारू नियंत्रण सुनिश्चित किया जाता है, जिससे बिजली ग्रिड पर प्रभाव कम होता है और बिजली ग्रिड संचालन की स्थिरता और विश्वसनीयता में सुधार होता है। साथ ही, बैटरी और संपूर्ण प्रणाली की सुरक्षा के लिए बीएमएस, पीसीएस और ईएमएस के बीच एक मिलीसेकंड तीव्र संपर्क तंत्र विकसित किया गया है।
इसके अतिरिक्त, उन्नत बुद्धिमान ईएमएस बहु-ऊर्जा डिजिटल एकीकृत प्रबंधन भी प्राप्त कर सकता है, जो बालों, संचरण, वितरण को व्यापक रूप से कवर करता है और पूरे दृश्य को कवर करता है।

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