बड़ी बैटरी सिस्टम कैसे विद्युत ग्रिड को स्थिर करती हैं?

बड़े पैमाने पर बैटरी सिस्टम कैसे ग्रिड को स्थिर रखते हैं

बड़े पैमाने पर बैटरी सिस्टम (LSBs) आधुनिक विद्युत प्रणालियों में एक तेजी से बढ़ती भूमिका निभा रहे हैं, विशेष रूप से जैसे-जैसे अक्षय ऊर्जा स्रोतों (जैसे वायु और सौर) का प्रवेश लगातार बढ़ रहा है। इन बैटरी सिस्टमों द्वारा ग्रिड को स्थिर रखने में कई सेवाएं प्रदान की जाती हैं, जिससे विद्युत प्रणाली की विश्वसनीयता और कार्यक्षमता सुनिश्चित होती है। नीचे दिए गए हैं उन प्रमुख तरीके जिनसे बड़े पैमाने पर बैटरी सिस्टम ग्रिड स्थिरता में योगदान देते हैं:

1. आवृत्ति विनियमन

• समस्या: विद्युत प्रणाली की आवृत्ति (जैसे 50 Hz या 60 Hz) को बहुत संकीर्ण सीमा में बनाए रखना आवश्यक है ताकि सभी जुड़े हुए उपकरण सही तरीके से काम कर सकें। जब उत्पादन और लोड के बीच असंगति होती है, तो आवृत्ति टैक्स कर सकती है। परंपरागत रूप से, आवृत्ति विनियमन घूर्णन जनरेटरों (जैसे तापीय विद्युत संयंत्र) की जड़ता पर निर्भर रहा है।

• समाधान: बड़े पैमाने पर बैटरी सिस्टम आवृत्ति विचलनों पर तेजी से प्रतिक्रिया करके शक्ति को अवशोषित करने या इंजेक्ट करने से आवृत्ति स्थिरता बनाए रख सकते हैं। बैटरी सिस्टमों की प्रतिक्रिया समय बहुत तेज होता है, आमतौर पर चार्जिंग या डिस्चार्जिंग क्रियाओं को मिलीसेकंडों में पूरा कर लेते हैं, जो परंपरागत घूर्णन जनरेटरों से बहुत तेज है। इस तेज प्रतिक्रिया क्षमता के कारण बैटरी सिस्टम छोटे समय के लोड विचलनों या उत्पादन की कमी को प्रभावी रूप से संभाल सकते हैं, जिससे आवृत्ति स्थिरता बनाए रखी जा सकती है।

2. वोल्टेज समर्थन

• समस्या: दूरी की ट्रांसमिशन लाइनों या वितरित ऊर्जा स्रोतों (जैसे फोटोवोल्टाईक संयंत्र) वाले क्षेत्रों में, वोल्टेज स्तर विचलित हो सकते हैं, विशेष रूप से जब अप्रत्यक्ष शक्ति अपर्याप्त हो या लोड में बड़े परिवर्तन हों। वोल्टेज की अस्थिरता उपकरणों के सामान्य संचालन को प्रभावित कर सकती है और यह वोल्टेज की टप्पों के गिरावट का कारण भी बन सकती है।

• समाधान: बड़े पैमाने पर बैटरी सिस्टम वोल्टेज स्तरों का समर्थन करने के लिए अप्रत्यक्ष शक्ति प्रदान या अवशोषित कर सकते हैं। बैटरी सिस्टम आमतौर पर उन्नत शक्ति इलेक्ट्रॉनिक्स कनवर्टरों (जैसे इनवर्टर) से सुसज्जित होते हैं, जो सक्रिय और अप्रत्यक्ष शक्ति दोनों को लचीले रूप से विनियमित कर सकते हैं। ऐसा करके, बैटरी सिस्टम जब आवश्यक हो तो स्थानीय वोल्टेज स्तरों को बढ़ाने के लिए अप्रत्यक्ष शक्ति प्रदान कर सकते हैं या ओवरवोल्टेज को रोकने के लिए अप्रत्यक्ष शक्ति अवशोषित कर सकते हैं।

3. शिखर घटाना और घाट भरना

• समस्या: दिन में विद्युत की मांग में बहुत बड़ा अंतर होता है, शिखर घंटों (जैसे शाम) में लोड अधिक होता है और अपशिखर घंटों (जैसे रात के बाद) में लोड कम होता है। शिखर मांग को पूरा करने के लिए ग्रिड ऑपरेटर अक्सर महंगे आरक्षित जनरेशन यूनिटों पर निर्भर करते हैं, जो संचालन लागतों को बढ़ाते हैं और प्रणाली की कार्यक्षमता को कम करते हैं।

• समाधान: बड़े पैमाने पर बैटरी सिस्टम अपशिखर घंटों (जैसे रात के विंड या सौर शक्ति) में अतिरिक्त विद्युत को संचित कर सकते हैं और शिखर घंटों में उसे रिलीज़ कर सकते हैं, जिससे लोड वक्र को समान बनाया जा सकता है। यह "शिखर घटाना और घाट भरना" दृष्टिकोण न केवल आरक्षित जनरेशन यूनिटों पर निर्भरता को कम करता है बल्कि ग्रिड की कुल कार्यक्षमता को बढ़ाता है और संचालन लागतों को कम करता है।

4. ब्लैक स्टार्ट

• समस्या: एक व्यापक अंधेरा या ग्रिड विफलता के बाद, विद्युत को फिर से वापस लाना एक जटिल प्रक्रिया है क्योंकि अधिकांश जनरेशन यूनिटों को शुरू करने के लिए बाहरी शक्ति की आवश्यकता होती है। अगर पूरा ग्रिड शक्ति से रहित हो जाता है, तो वापसी की प्रक्रिया बहुत चुनौतियों से भरी होती है।

• समाधान: बड़े पैमाने पर बैटरी सिस्टम ग्रिड पूरी तरह से शक्ति से रहित होने पर महत्वपूर्ण जनरेशन यूनिटों को शुरू करने के लिए आवश्यक शक्ति प्रदान करके "ब्लैक स्टार्ट" सेवाएं प्रदान कर सकते हैं। बैटरी सिस्टमों की तेज प्रतिक्रिया और स्वतंत्रता उन्हें ब्लैक स्टार्ट के लिए आदर्श बनाती है, विशेष रूप से दूरस्थ क्षेत्रों या वितरित ऊर्जा प्रणालियों में।

5. सहायक सेवाएं

• समस्या: विद्युत प्रणालियों को सुरक्षित, स्थिर और कार्यक्षम संचालन के लिए विभिन्न सहायक सेवाओं की आवश्यकता होती है। ये सेवाएं आवृत्ति विनियमन, वोल्टेज समर्थन, आरक्षित क्षमता और लोड फॉलोइंग शामिल हैं। जैसे-जैसे अक्षय ऊर्जा का हिस्सा बढ़ रहा है, पारंपरिक सहायक सेवाओं के प्रदाता (जैसे कोयला चालित संयंत्र) कम हो रहे हैं, जिससे नए प्रकार की सहायक सेवाओं की आवश्यकता बढ़ रही है।

• समाधान: बड़े पैमाने पर बैटरी सिस्टम अक्षय ऊर्जा की अनियमितता और अनिश्चितता से ग्रिड को निपटने में मदद करने के लिए विभिन्न सहायक सेवाएं प्रदान कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, बैटरी सिस्टम आरक्षित क्षमता के रूप में काम कर सकते हैं, जब उत्पादन अपर्याप्त हो तो तेजी से शक्ति प्रदान कर सकते हैं, या वे लोड परिवर्तनों पर तेजी से प्रतिक्रिया करके आवृत्ति विनियमन प्रदान कर सकते हैं। इसके अलावा, बैटरी सिस्टम सहायक सेवा बाजारों में भाग ले सकते हैं, जिससे अतिरिक्त राजस्व उत्पन्न होता है।

6. अक्षय ऊर्जा की उतार-चढ़ाव को लीन करना

• समस्या: वायु और सौर जैसे अक्षय ऊर्जा स्रोत अनियमित और चर होते हैं, जिससे अस्थिर शक्ति उत्पादन होता है, जो विद्युत प्रणाली के संतुलन को चुनौती दे सकता है। यह अनियमितता अक्षय ऊर्जा के हिस्से के बढ़ने के साथ विशेष रूप से चुनौतियों से भरी होती है।

• समाधान: बड़े पैमाने पर बैटरी सिस्टम विंड फार्म्स या सौर संयंत्र जैसे अक्षय ऊर्जा उत्पादन सुविधाओं के साथ एकीकृत होकर वास्तविक समय में अतिरिक्त शक्ति को संचित कर सकते हैं और जब उत्पादन अपर्याप्त हो तो उसे रिलीज़ कर सकते हैं। ऐसा करके, बैटरी सिस्टम अक्षय ऊर्जा उत्पादन के उतार-चढ़ाव को लीन कर सकते हैं, जिससे स्थिर और विश्वसनीय शक्ति आपूर्ति सुनिश्चित होती है। इसके अलावा, बैटरी सिस्टम मौसम की पूर्वानुमान और लोड मांग के आधार पर अपने चार्जिंग और डिस्चार्जिंग रणनीतियों को अनुकूलित कर सकते हैं, जिससे प्रणाली की लचीलेपन में वृद्धि होती है।

7. ग्रिड की टिकाऊपन में सुधार

• समस्या: ग्रिड प्राकृतिक आपदाओं, उपकरण विफलताओं या अन्य अप्रत्याशित घटनाओं के कारण प्रभावित हो सकता है, जिससे विद्युत की विफलता हो सकती है। ग्रिड की टिकाऊपन (अर्थात विद्युत को तेजी से वापस लाने की क्षमता) में सुधार करना विद्युत प्रणाली की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है।

• समाधान: बड़े पैमाने पर बैटरी सिस्टम ग्रिड विघटित होने पर आपातकालीन शक्ति समर्थन प्रदान कर सकते हैं, जिससे अस्पताल, संचार टावर, और परिवहन प्रणालियों जैसी महत्वपूर्ण बुनियादी ढांचे का संचालन बनाए रखा जा सकता है। इसके अलावा, बैटरी सिस्टम वितरित ऊर्जा स्रोतों के एक हिस्से के रूप में काम कर सकते हैं, जिससे स्थानीय स्वतंत्रता में वृद्धि होती है और बाहरी शक्ति आपूर्तियों पर निर्भरता कम होती है, जिससे ग्रिड की कुल टिकाऊपन में सुधार होता है।

8. विद्युत बाजारों में भागीदारी

• समस्या: विद्युत बाजारों में विद्युत की कीमतें आपूर्ति और मांग पर आधारित बदलती रहती हैं। शिखर घंटों में, कीमतें बहुत बढ़ सकती हैं। विद्युत कंपनियों और उपभोक्ताओं के लिए, कीमतें कम होने पर विद्युत को संचित करना और कीमतें बढ़ने पर बेचना एक महत्वपूर्ण आर्थिक विचार है।

• समाधान: बड़े पैमाने पर बैटरी सिस्टम अपनी तेज चार्जिंग और डिस्चार्जिंग क्षमताओं का लाभ उठाकर विद्युत बाजारों में भाग ले सकते हैं। वे कीमतें कम होने पर विद्युत को संचित कर सकते हैं और कीमतें बढ़ने पर उसे बेच सकते हैं, जिससे लाभ उत्पन्न होता है। यह अर्बिट्रेज न केवल बैटरी सिस्टमों की आर्थिक व्यवहार्यता में वृद्धि करता है, बल्कि विद्युत बाजारों की कीमत उतार-चढ़ाव को लीन करने में भी मदद करता है, जिससे बाजारों की कार्यक्षमता में सुधार होता है।

सारांश

बड़े पैमाने पर बैटरी सिस्टम आवृत्ति विनियमन, वोल्टेज समर्थन, शिखर घटाना, ब्लैक स्टार्ट, सहायक सेवाएं, अक्षय ऊर्जा की उतार-चढ़ाव को लीन करना, ग्रिड की टिकाऊपन में सुधार, और विद्युत बाजारों में भागीदारी के माध्यम से ग्रिड स्थिरता में योगदान देते हैं। जैसे-जैसे बैटरी प्रौद्योगिकी आगे बढ़ती है और लागत कम होती है, बड़े पैमाने पर बैटरी सिस्टमों की भावी विद्युत प्रणालियों में भूमिका और अधिक महत्वपूर्ण होगी, विशेष रूप से उन ग्रिडों में जहां अक्षय ऊर्जा का हिस्सा बहुत अधिक होता है। वे विद्युत प्रणाली की विश्वसनीयता और कार्यक्षमता सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण उपकरण होंगे।