व्यावसायिक और औद्योगिक ऊर्जा संचयण प्रणालियों (C&I ESS) का ग्रिड एकीकरण

जैसे-जैसे ऑटोमोबाइल उद्योग विकसित होता जा रहा है, सौर, पवन और जल ऊर्जा जैसी नई ऊर्जा स्रोतों को वाहन चार्जिंग स्टेशनों में अधिक से अधिक एकीकृत किया जा रहा है। विभिन्न समय अवधियों में बिजली की आपूर्ति-मांग के असंगतियों को संतुलित करना और बड़े पैमाने पर ऊर्जा संचयन चार्जिंग स्टेशनों के लिए स्थान-संबंधी प्रतिबंधों को दूर करना व्यापारिक और औद्योगिक (C&I) ऊर्जा संचयन प्रणालियों को विद्युत ग्रिड अनुप्रयोगों में ध्यान केंद्र के रूप में बना दिया है।

यह पेपर उनके विद्युत ग्रिड में विभिन्न उपयोग मामलों में गहराई से दखल देता है, जिसमें तकनीकी विशेषताएं, संचालन सिद्धांत आदि शामिल हैं। इसमें C&I ऊर्जा संचयन तैनातियों के सामने आने वाली तकनीकी और आर्थिक चुनौतियों का भी विश्लेषण किया गया है और भविष्य के विकास प्रवृत्तियों का भी अनुमान लगाया गया है।

1. पृष्ठभूमि

वैश्विक ऊर्जा परिवर्तन और बढ़ती पारिस्थितिकी दबाव के बीच, विद्युत प्रणालियाँ बढ़ती चुनौतियों का सामना कर रही हैं: नए ऊर्जा स्रोतों की अस्थिरता/अस्थिरता, बिजली की मांग में लगातार वृद्धि, और बिजली की गुणवत्ता की बढ़ती मांग। विद्युत वाहन चार्जिंग स्टेशन और C&I ऊर्जा संचयन सुविधाएं अक्सर शहरी क्षेत्रों के पास स्थित होती हैं, जो सख्त स्थान-आकार की सीमाओं का सामना करती हैं। C&I ऊर्जा संचयन बिजली की आपूर्ति की स्थिरता समस्याओं के लिए एक लचीला, कुशल समाधान प्रदान करता है, जबकि अंतरिक्ष सीमाओं के कारण बड़े पैमाने पर संचयन निर्माण बाधाओं को टालता है, ग्रिड की विश्वसनीयता और पहुंच के लिए एक नया मार्ग तैयार करता है।

2 व्यापारिक और औद्योगिक ऊर्जा संचयन प्रणालियों का सारांश
2.1 कार्य सिद्धांत

एक व्यापारिक और औद्योगिक ऊर्जा संचयन प्रणाली विशिष्ट मीडिया, जैसे बैटरी और सुपरकैपेसिटर, में विद्युत ऊर्जा को एक पावर कन्वर्जन सिस्टम (PCS) के माध्यम से संचित करती है। जब आवश्यकता होती है, यह संचित ऊर्जा को रिलीज करती है, जिससे विद्युत ऊर्जा की नियोजन और विद्युत नियंत्रण संभव होता है। आमतौर पर, ऊर्जा संचयन प्रणाली बैटरी, बैटरी मैनेजमेंट सिस्टम (BMS), ऊर्जा मैनेजमेंट सिस्टम (EMS), DC कंबाइनर मॉड्यूल, PCS, और आउटपुट सिस्टम से गठित होती है। ऊर्जा संचयन प्रणाली का आरेख चित्र 1 में दिखाया गया है।

2.2 प्रकार और विशेषताएं

(1) एकल कैबिनेट मोड। यह दिखने में एक वितरण कैबिनेट की तरह होता है, जो अपेक्षाकृत कम जगह लेता है, इसलिए इसे सीमित जगह की परिस्थितियों में स्थापित करने के लिए उपयुक्त है। इसकी उच्च डिग्री की मॉड्यूलरीकरण इसे परिवहन, विस्तार और रखरखाव के लिए सुविधाजनक बनाती है।

(2) विभाजित कैबिनेट मोड

कैबिनेट के आकार की सीमा के कारण, इसकी क्षमता अपेक्षाकृत कम होती है (आमतौर पर 200 kWh), जो कम क्षमता की परिस्थितियों के लिए उपयुक्त होती है। बड़ी ऊर्जा संचयन की आवश्यकताओं के लिए एक से अधिक कैबिनेट जोड़े जा सकते हैं।

विभाजित कैबिनेट मोड एक बैटरी कैबिनेट और एक सिस्टम नियंत्रण कैबिनेट (आमतौर पर ≤2 बैटरी कैबिनेट, जैसे 1 + 1/1 + 2 कॉन्फिगरेशन) को जोड़ता है। यद्यपि यह जगह लेता है (एकल कैबिनेट की तुलना में), यह उन परिस्थितियों में उपयुक्त है जहाँ जगह की सीमा ढीली होती है।

मुख्य कार्यों को मॉड्यूलर किया गया है: बैटरी कैबिनेट ऊर्जा संचयन/प्रबंधन में विशेषज्ञता रखता है, स्वतंत्र रूप से ठंडा (हवा/तरल), आग-लड़ाई, और विस्फोट-प्रतिरोधी डिजाइन। नियंत्रण कैबिनेट सिस्टम के समन्वय, बैटरी की संकलन, और ऊर्जा कन्वर्जन का प्रबंधन करता है।

इससे विश्वसनीयता और रखरखाव में सुधार होता है - एक मॉड्यूल में दोष अन्य को नहीं रोकता, और बैटरी कैबिनेट की संख्या विभिन्न आवश्यकताओं के अनुसार लचीली रूप से अनुकूलित होती है। दोनों मोड चित्र 2 में दिखाए गए हैं।

3 व्यापारिक और औद्योगिक ऊर्जा संचयन प्रणालियों का उपयोग
3.1 शिखर शक्ति की कमी

व्यापारिक और औद्योगिक उपयोगकर्ताओं में विद्युत लोड में शिखर-घाटी का अंतर होता है। ऊर्जा संचयन प्रणालियों द्वारा शिखर समय के दौरान चार्जिंग और डिस्चार्जिंग करके, ये लोड को संतुलित करने, विद्युत लागत को कम करने, और शिखर समय के दौरान ग्रिड की आपूर्ति दबाव को कम करने में मदद करती हैं, जिससे ग्रिड की संचालन दक्षता में सुधार होता है।

3.2 विद्युत गुणवत्ता का सुधार

ऊर्जा संचयन प्रणालियाँ ग्रिड में विद्युत गुणवत्ता की समस्याओं पर तेजी से प्रतिक्रिया कर सकती हैं। वे ग्रिड की विद्युत गुणवत्ता को बढ़ाने के लिए ऋणात्मक विद्युत शक्ति प्रदान करके, वोल्टेज दोलनों को स्थिर करके, और हार्मोनिक्स को कम करके सुधार करती हैं।

3.3 स्टैंडबाइ पावर सप्लाई

जब ग्रिड विफलता या आपत्तियाँ होती हैं, तो ऊर्जा संचयन प्रणालियाँ व्यापारिक और औद्योगिक उपयोगकर्ताओं के लिए स्टैंडबाइ पावर स्रोत के रूप में कार्य करती हैं, जो लघुकालिक विद्युत प्रदान करती हैं। यह नुकसान को कम करता है और विद्युत आपूर्ति की विश्वसनीयता में सुधार करता है।

3.4 नवीकरणीय ऊर्जा का एकीकरण

वितरित नवीकरणीय ऊर्जा (जैसे, सौर, पवन, जल ऊर्जा) वाले व्यापारिक और औद्योगिक उपयोगकर्ताओं के लिए, ऊर्जा संचयन प्रणालियाँ अतिरिक्त नवीकरणीय उत्पादन को संचित करती हैं। वे नवीकरणीय उत्पादन की कम अवधि (जैसे, कोई सूरज का प्रकाश नहीं या कम पवन) के दौरान संचित ऊर्जा को रिलीज करती हैं, जिससे ग्रिड में नवीकरणीय ऊर्जा का उपयोग बढ़ता है और ऊर्जा परिवर्तन को तेज किया जाता है। एक सफल उदाहरण सौर-संचयन-चार्जिंग स्टेशन है, जो प्रकाशविद्युतीय ऊर्जा की विशेषताओं का अनुकूलन करता है।

4 अनुप्रयोग में चुनौतियाँ
4.1 तकनीकी चुनौतियाँ

(1) बैटरी की सेवा जीवन, प्रदर्शन, और चार्ज-डिस्चार्ज दक्षता के बारे में: जबकि कुछ वर्तमान उत्पाद 5 वर्षों में शून्य क्षमता की गिरावट और PCS कन्वर्जन दक्षता 95% से अधिक प्राप्त करते हैं, तकनीकी ब्रेकथ्रू अभी भी कठिन हैं। बैटरी प्रबंधन रणनीतियों का अनुकूलन और कन्वर्जन दक्षता में सुधार उत्पाद प्रतिस्पर्धा का महत्वपूर्ण हिस्सा बन गया है।

(2) बैटरी की स्थिरता और सिस्टम सुरक्षा के बारे में: बड़े पैमाने पर ऊर्जा संचयन की तुलना में, व्यापारिक और औद्योगिक ऊर्जा संचयन आवासीय क्षेत्रों के निकट होता है। इसलिए, बैटरी थर्मल प्रबंधन सिस्टम, विस्फोट-प्रतिरोधी सिस्टम, और आग-लड़ाई सिस्टम बैटरी की स्थिरता और सिस्टम सुरक्षा को सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक हैं।

4.2 आर्थिक चुनौतियाँ

(1) उच्च प्रारंभिक निवेश लागत और लंबे वापसी काल।

(2) वर्तमान में, व्यापारिक और औद्योगिक ऊर्जा संचयन की आय मुख्य रूप से शिखर-घाटी मूल्य अर्बिट्रेज से आती है, और आय की निरंतरता और स्थिरता में सुधार की आवश्यकता है।

5 निष्कर्ष

व्यापारिक और औद्योगिक ऊर्जा संचयन प्रणालियाँ विद्युत ग्रिड में व्यापक प्रादर्श और महत्वपूर्ण अनुप्रयोग मूल्य रखती हैं, जो विभिन्न भूमिकाएं निभाती हैं। वे ग्रिड की स्थिरता और विश्वसनीयता को बढ़ाने में मदद करती हैं, साथ ही उपयोगकर्ताओं को आर्थिक लाभ प्रदान करती हैं, जिससे कुशल ऊर्जा उपयोग और टिकाऊ विकास को बढ़ावा मिलता है। हालांकि, अनेक तकनीकी और आर्थिक चुनौतियाँ अभी भी मौजूद हैं। आगे की प्रयासों की आवश्यकता है ताकि तकनीकी नवाचार को मजबूत किया जा सके, बाजार की तंत्र और नीतियों को सुधारा जा सके, और व्यापारिक और औद्योगिक ऊर्जा संचयन प्रणालियों के व्यापक अनुप्रयोग और स्वस्थ विकास को बढ़ावा मिल सके।