बैटरी ऊर्जा भंडारण उपकरण चुनते समय आपको क्या पता होना चाहिए?

2024 तक, तेजी से बढ़ते वैश्विक ऊर्जा भंडारण बाजार ने धीरे-धीरे इसके महत्वपूर्ण मूल्य को मान्यता दी है।बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणालियाँविभिन्न बाजारों में, विशेष रूप से सौर ऊर्जा बाजार में, जो धीरे-धीरे ग्रिड का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बन गया है। सौर ऊर्जा की आंतरायिक प्रकृति के कारण, इसकी आपूर्ति अस्थिर है, और बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणालियाँ आवृत्ति विनियमन प्रदान करने में सक्षम हैं, जिससे ग्रिड के संचालन को प्रभावी ढंग से संतुलित किया जा सकता है। आगे बढ़ते हुए, ऊर्जा भंडारण उपकरण अधिकतम क्षमता प्रदान करने और वितरण, संचरण और उत्पादन सुविधाओं में महंगे निवेश की आवश्यकता को टालने में और भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाएंगे।

पिछले दशक में सौर और बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणालियों की लागत में नाटकीय रूप से गिरावट आई है। कई बाजारों में, अक्षय ऊर्जा अनुप्रयोग धीरे-धीरे पारंपरिक जीवाश्म और परमाणु ऊर्जा उत्पादन की प्रतिस्पर्धात्मकता को कम कर रहे हैं। जबकि एक समय में यह व्यापक रूप से माना जाता था कि अक्षय ऊर्जा उत्पादन बहुत महंगा था, आज कुछ जीवाश्म ऊर्जा स्रोतों की लागत अक्षय ऊर्जा उत्पादन की लागत से बहुत अधिक है।

इसके अतिरिक्त,सौर + भंडारण सुविधाओं का संयोजन ग्रिड को बिजली प्रदान कर सकता है, प्राकृतिक गैस से चलने वाले बिजली संयंत्रों की भूमिका को प्रतिस्थापित कर रहा है। सौर ऊर्जा सुविधाओं के लिए निवेश लागत में उल्लेखनीय कमी आई है और उनके पूरे जीवन चक्र में कोई ईंधन लागत नहीं आई है, यह संयोजन पहले से ही पारंपरिक ऊर्जा स्रोतों की तुलना में कम लागत पर ऊर्जा प्रदान कर रहा है। जब सौर ऊर्जा सुविधाओं को बैटरी भंडारण प्रणालियों के साथ जोड़ा जाता है, तो उनकी शक्ति का उपयोग विशिष्ट समयावधि के लिए किया जा सकता है, और बैटरियों की तेज़ प्रतिक्रिया समय उनकी परियोजनाओं को क्षमता बाजार और सहायक सेवाओं के बाजार दोनों की जरूरतों के लिए लचीले ढंग से प्रतिक्रिया करने की अनुमति देता है।

वर्तमान में,लिथियम आयरन फॉस्फेट (LiFePO4) प्रौद्योगिकी पर आधारित लिथियम-आयन बैटरियां ऊर्जा भंडारण बाजार पर हावी हैं।इन बैटरियों का उपयोग उनकी उच्च सुरक्षा, लंबे चक्र जीवन और स्थिर थर्मल प्रदर्शन के कारण व्यापक रूप से किया जाता है।लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरीअन्य प्रकार की लिथियम बैटरियों की तुलना में कीमत थोड़ी कम है, फिर भी उन्होंने उत्पादन प्रक्रियाओं को अनुकूलित करके, विनिर्माण दक्षता में सुधार करके और लागत को कम करके महत्वपूर्ण प्रगति की है। उम्मीद है कि 2030 तक लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी की कीमत में और कमी आएगी, जबकि ऊर्जा भंडारण बाजार में उनकी प्रतिस्पर्धात्मकता बढ़ती रहेगी।

इलेक्ट्रिक वाहनों की मांग में तेजी से वृद्धि के कारण,आवासीय ऊर्जा भंडारण प्रणाली, सी एंड आई ऊर्जा भंडारण प्रणालीऔर बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण प्रणालियों में, लागत, जीवनकाल और सुरक्षा के मामले में Li-FePO4 बैटरी के फायदे उन्हें एक विश्वसनीय विकल्प बनाते हैं। हालांकि इसके ऊर्जा घनत्व लक्ष्य अन्य रासायनिक बैटरियों की तरह महत्वपूर्ण नहीं हो सकते हैं, लेकिन सुरक्षा और दीर्घायु में इसके फायदे इसे उन अनुप्रयोग परिदृश्यों में जगह देते हैं जिनमें दीर्घकालिक विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है।

बैटरी ऊर्जा भंडारण उपकरण लगाते समय ध्यान रखने योग्य कारक

ऊर्जा भंडारण उपकरण तैनात करते समय विचार करने के लिए कई कारक हैं। बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली की शक्ति और अवधि परियोजना में इसके उद्देश्य पर निर्भर करती है। परियोजना का उद्देश्य इसके आर्थिक मूल्य से निर्धारित होता है। इसका आर्थिक मूल्य उस बाजार पर निर्भर करता है जिसमें ऊर्जा भंडारण प्रणाली भाग लेती है। यह बाजार अंततः निर्धारित करता है कि बैटरी ऊर्जा, चार्ज या डिस्चार्ज कैसे वितरित करेगी और यह कितने समय तक चलेगी। इसलिए बैटरी की शक्ति और अवधि न केवल ऊर्जा भंडारण प्रणाली की निवेश लागत निर्धारित करती है, बल्कि परिचालन जीवन भी निर्धारित करती है।

बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली को चार्ज करने और डिस्चार्ज करने की प्रक्रिया कुछ बाजारों में लाभदायक होगी। अन्य मामलों में, केवल चार्जिंग की लागत की आवश्यकता होती है, और चार्जिंग की लागत ऊर्जा भंडारण व्यवसाय के संचालन की लागत होती है। चार्जिंग की मात्रा और दर डिस्चार्जिंग की मात्रा के समान नहीं होती है।

उदाहरण के लिए, ग्रिड-स्केल सोलर+बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रतिष्ठानों में, या क्लाइंट-साइड स्टोरेज सिस्टम अनुप्रयोगों में जो सौर ऊर्जा का उपयोग करते हैं, बैटरी स्टोरेज सिस्टम निवेश कर क्रेडिट (ITCs) के लिए अर्हता प्राप्त करने के लिए सौर उत्पादन सुविधा से बिजली का उपयोग करता है। उदाहरण के लिए, क्षेत्रीय ट्रांसमिशन संगठनों (RTO) में ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के लिए भुगतान-से-प्रभार की अवधारणा में बारीकियाँ हैं। निवेश कर क्रेडिट (ITC) उदाहरण में, बैटरी स्टोरेज सिस्टम परियोजना के इक्विटी मूल्य को बढ़ाता है, जिससे मालिक की आंतरिक वापसी दर बढ़ जाती है। PJM उदाहरण में, बैटरी स्टोरेज सिस्टम चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के लिए भुगतान करता है, इसलिए इसका पेबैक मुआवजा इसके विद्युत थ्रूपुट के समानुपातिक होता है।

यह कहना विरोधाभासी लगता है कि बैटरी की शक्ति और अवधि उसके जीवनकाल को निर्धारित करती है। शक्ति, अवधि और जीवनकाल जैसे कई कारक बैटरी भंडारण प्रौद्योगिकियों को अन्य ऊर्जा प्रौद्योगिकियों से अलग बनाते हैं। बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली के केंद्र में बैटरी है। सौर कोशिकाओं की तरह, उनकी सामग्री समय के साथ खराब हो जाती है, जिससे प्रदर्शन कम हो जाता है। सौर सेल बिजली उत्पादन और दक्षता खो देते हैं, जबकि बैटरी के खराब होने से ऊर्जा भंडारण क्षमता कम हो जाती है।जबकि सौर प्रणालियां 20-25 वर्ष तक चल सकती हैं, बैटरी भंडारण प्रणालियां आमतौर पर केवल 10 से 15 वर्ष तक चलती हैं।

किसी भी परियोजना के लिए प्रतिस्थापन और प्रतिस्थापन लागत पर विचार किया जाना चाहिए। प्रतिस्थापन की संभावना परियोजना के थ्रूपुट और इसके संचालन से जुड़ी स्थितियों पर निर्भर करती है।

बैटरी के प्रदर्शन में गिरावट के लिए जिम्मेदार चार मुख्य कारक क्या हैं?

• बैटरी ऑपरेटिंग तापमान
• बैटरी करंट
• औसत बैटरी चार्ज स्थिति (एसओसी)
• औसत बैटरी चार्ज अवस्था (एस.ओ.सी.) का 'दोलन', अर्थात औसत बैटरी चार्ज अवस्था (एस.ओ.सी.) का अंतराल जिसमें बैटरी अधिकांश समय रहती है। तीसरा और चौथा कारक आपस में संबंधित हैं।

परियोजना में बैटरी जीवन प्रबंधन के लिए दो रणनीतियाँ हैं।पहली रणनीति बैटरी के आकार को कम करना है यदि परियोजना राजस्व द्वारा समर्थित है और योजनाबद्ध भविष्य की प्रतिस्थापन लागत को कम करना है। कई बाजारों में, योजनाबद्ध राजस्व भविष्य की प्रतिस्थापन लागतों का समर्थन कर सकता है। सामान्य तौर पर, भविष्य की प्रतिस्थापन लागतों का अनुमान लगाते समय घटकों में भविष्य की लागत में कटौती पर विचार करने की आवश्यकता होती है, जो पिछले 10 वर्षों के बाजार के अनुभव के अनुरूप है। दूसरी रणनीति समानांतर कोशिकाओं को लागू करके अपनी कुल धारा (या सी-दर, जिसे केवल प्रति घंटे चार्जिंग या डिस्चार्जिंग के रूप में परिभाषित किया जाता है) को कम करने के लिए बैटरी का आकार बढ़ाना है। कम चार्जिंग और डिस्चार्जिंग धाराएं कम तापमान पैदा करती हैं क्योंकि बैटरी चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के दौरान गर्मी पैदा करती है। यदि बैटरी भंडारण प्रणाली में अतिरिक्त ऊर्जा है और कम ऊर्जा का उपयोग किया जाता है

बैटरी चार्ज/डिस्चार्ज एक महत्वपूर्ण शब्द है।ऑटोमोटिव उद्योग आमतौर पर बैटरी जीवन के माप के रूप में 'चक्र' का उपयोग करता है। स्थिर ऊर्जा भंडारण अनुप्रयोगों में, बैटरियों के आंशिक रूप से चक्रित होने की अधिक संभावना होती है, जिसका अर्थ है कि वे आंशिक रूप से चार्ज या आंशिक रूप से डिस्चार्ज हो सकती हैं, जिसमें प्रत्येक चार्ज और डिस्चार्ज अपर्याप्त होता है।

उपलब्ध बैटरी ऊर्जा.ऊर्जा भंडारण प्रणाली अनुप्रयोग प्रति दिन एक बार से भी कम चक्रित हो सकते हैं और, बाजार अनुप्रयोग के आधार पर, इस मीट्रिक से अधिक हो सकते हैं। इसलिए, कर्मचारियों को बैटरी थ्रूपुट का आकलन करके बैटरी जीवन का निर्धारण करना चाहिए।

ऊर्जा भंडारण उपकरण का जीवन और सत्यापन

ऊर्जा भंडारण उपकरण परीक्षण में दो मुख्य क्षेत्र शामिल हैं।सबसे पहले, बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली के जीवन का आकलन करने के लिए बैटरी सेल परीक्षण महत्वपूर्ण है।बैटरी सेल परीक्षण से बैटरी सेल की ताकत और कमजोरियों का पता चलता है और ऑपरेटरों को यह समझने में मदद मिलती है कि बैटरी को ऊर्जा भंडारण प्रणाली में कैसे एकीकृत किया जाना चाहिए और क्या यह एकीकरण उपयुक्त है।

बैटरी कोशिकाओं की श्रृंखलाबद्ध और समानांतर संरचना यह समझने में मदद करती है कि बैटरी प्रणाली कैसे काम करती है और इसे कैसे डिज़ाइन किया जाता है।श्रृंखला में जुड़े बैटरी सेल बैटरी वोल्टेज को स्टैक करने की अनुमति देते हैं, जिसका अर्थ है कि कई श्रृंखला में जुड़े बैटरी सेल वाले बैटरी सिस्टम का सिस्टम वोल्टेज, कोशिकाओं की संख्या से गुणा किए गए व्यक्तिगत बैटरी सेल वोल्टेज के बराबर होता है। श्रृंखला से जुड़े बैटरी आर्किटेक्चर लागत लाभ प्रदान करते हैं, लेकिन इसके कुछ नुकसान भी हैं। जब बैटरियों को श्रृंखला में जोड़ा जाता है, तो व्यक्तिगत सेल बैटरी पैक के समान ही धारा खींचते हैं। उदाहरण के लिए, यदि एक सेल में 1V का अधिकतम वोल्टेज और 1A का अधिकतम करंट है, तो श्रृंखला में 10 कोशिकाओं का अधिकतम वोल्टेज 10V होगा, लेकिन फिर भी उनमें अधिकतम करंट 1A होगा, जिससे कुल शक्ति 10V * 1A = 10W होगी। श्रृंखला में जुड़ने पर, बैटरी सिस्टम को वोल्टेज मॉनिटरिंग की चुनौती का सामना करना पड़ता है

दूसरी ओर, समानांतर बैटरियाँ करंट स्टैकिंग की अनुमति देती हैं, जिसका अर्थ है कि समानांतर बैटरी पैक का वोल्टेज व्यक्तिगत सेल वोल्टेज के बराबर होता है और सिस्टम करंट समानांतर में सेल की संख्या से गुणा किए गए व्यक्तिगत सेल करंट के बराबर होता है। उदाहरण के लिए, यदि समान 1V, 1A बैटरी का उपयोग किया जाता है, तो दो बैटरियों को समानांतर में जोड़ा जा सकता है, जो करंट को आधा कर देगा, और फिर 1V वोल्टेज और 1A करंट पर 10V प्राप्त करने के लिए समानांतर बैटरियों के 10 जोड़े श्रृंखला में जोड़े जा सकते हैं, लेकिन यह समानांतर कॉन्फ़िगरेशन में अधिक सामान्य है।

बैटरी कनेक्शन के श्रृंखलाबद्ध और समानांतर तरीकों के बीच यह अंतर बैटरी क्षमता गारंटी या वारंटी नीतियों पर विचार करते समय महत्वपूर्ण है। निम्नलिखित कारक पदानुक्रम के माध्यम से नीचे की ओर प्रवाहित होते हैं और अंततः बैटरी जीवन को प्रभावित करते हैं:बाज़ार विशेषताएँ ➜ चार्जिंग/डिस्चार्जिंग व्यवहार ➜ सिस्टम सीमाएँ ➜ बैटरी श्रृंखला और समानांतर वास्तुकला।इसलिए, बैटरी नेमप्लेट क्षमता इस बात का संकेत नहीं है कि बैटरी स्टोरेज सिस्टम में ओवरबिल्डिंग मौजूद हो सकती है। ओवरबिल्डिंग की उपस्थिति बैटरी वारंटी के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह बैटरी करंट और तापमान (एसओसी रेंज में सेल डवेल तापमान) निर्धारित करती है, जबकि दैनिक संचालन बैटरी के जीवनकाल को निर्धारित करेगा।

सिस्टम परीक्षण, बैटरी सेल परीक्षण का एक सहायक है और अक्सर उन परियोजना आवश्यकताओं के लिए अधिक उपयुक्त होता है जो बैटरी सिस्टम के उचित संचालन को प्रदर्शित करते हैं।

किसी अनुबंध को पूरा करने के लिए, ऊर्जा भंडारण बैटरी निर्माता आमतौर पर सिस्टम और सबसिस्टम कार्यक्षमता को सत्यापित करने के लिए फ़ैक्टरी या फ़ील्ड कमीशनिंग परीक्षण प्रोटोकॉल विकसित करते हैं, लेकिन बैटरी सिस्टम के प्रदर्शन के बैटरी जीवन से अधिक होने के जोखिम को संबोधित नहीं कर सकते हैं। फ़ील्ड कमीशनिंग के बारे में एक आम चर्चा क्षमता परीक्षण की स्थितियाँ हैं और क्या वे बैटरी सिस्टम अनुप्रयोग के लिए प्रासंगिक हैं।

बैटरी परीक्षण का महत्व

डीएनवी जीएल द्वारा बैटरी का परीक्षण करने के बाद, डेटा को वार्षिक बैटरी प्रदर्शन स्कोरकार्ड में शामिल किया जाता है, जो बैटरी सिस्टम खरीदारों के लिए स्वतंत्र डेटा प्रदान करता है। स्कोरकार्ड दिखाता है कि बैटरी चार अनुप्रयोग स्थितियों पर कैसे प्रतिक्रिया करती है: तापमान, करंट, औसत चार्ज स्थिति (एसओसी) और औसत चार्ज स्थिति (एसओसी) में उतार-चढ़ाव।

परीक्षण बैटरी के प्रदर्शन की तुलना इसके श्रृंखला-समानांतर विन्यास, सिस्टम सीमाओं, बाजार चार्जिंग/डिस्चार्जिंग व्यवहार और बाजार कार्यक्षमता से करता है। यह अनूठी सेवा स्वतंत्र रूप से सत्यापित करती है कि बैटरी निर्माता जिम्मेदार हैं और अपनी वारंटी का सही आकलन करते हैं ताकि बैटरी सिस्टम के मालिक तकनीकी जोखिम के प्रति अपने जोखिम का सूचित आकलन कर सकें।

ऊर्जा भंडारण उपकरण आपूर्तिकर्ता चयन

बैटरी भंडारण की परिकल्पना को साकार करने के लिए,आपूर्तिकर्ता का चयन महत्वपूर्ण है- इसलिए विश्वसनीय तकनीकी विशेषज्ञों के साथ काम करना जो उपयोगिता-पैमाने की चुनौतियों और अवसरों के सभी पहलुओं को समझते हैं, परियोजना की सफलता के लिए सबसे अच्छा नुस्खा है। बैटरी स्टोरेज सिस्टम आपूर्तिकर्ता का चयन करते समय यह सुनिश्चित करना चाहिए कि सिस्टम अंतर्राष्ट्रीय प्रमाणन मानकों को पूरा करता है। उदाहरण के लिए, बैटरी स्टोरेज सिस्टम का परीक्षण UL9450A के अनुसार किया गया है और परीक्षण रिपोर्ट समीक्षा के लिए उपलब्ध हैं। कोई अन्य स्थान-विशिष्ट आवश्यकताएँ, जैसे कि अतिरिक्त आग का पता लगाना और सुरक्षा या वेंटिलेशन, निर्माता के बेस उत्पाद में शामिल नहीं हो सकती हैं और उन्हें आवश्यक ऐड-ऑन के रूप में लेबल करने की आवश्यकता होगी।

संक्षेप में, उपयोगिता-स्तरीय ऊर्जा भंडारण उपकरणों का उपयोग विद्युत ऊर्जा भंडारण प्रदान करने और लोड-ऑफ-पॉइंट, पीक डिमांड और आंतरायिक बिजली समाधानों का समर्थन करने के लिए किया जा सकता है। इन प्रणालियों का उपयोग कई क्षेत्रों में किया जाता है जहाँ जीवाश्म ईंधन प्रणाली और/या पारंपरिक उन्नयन को अकुशल, अव्यवहारिक या महंगा माना जाता है। कई कारक ऐसी परियोजनाओं के सफल विकास और उनकी वित्तीय व्यवहार्यता को प्रभावित कर सकते हैं।

एक विश्वसनीय बैटरी स्टोरेज निर्माता के साथ काम करना महत्वपूर्ण है।बीएसएलबैट एनर्जी इंटेलिजेंट बैटरी स्टोरेज समाधानों का एक अग्रणी प्रदाता है, जो विशेषज्ञ अनुप्रयोगों के लिए उन्नत इंजीनियरिंग समाधानों को डिजाइन, निर्माण और वितरित करता है। कंपनी का विज़न ग्राहकों को उनके व्यवसाय को प्रभावित करने वाले अद्वितीय ऊर्जा मुद्दों को हल करने में मदद करने पर केंद्रित है, और बीएसएलबैट की विशेषज्ञता ग्राहक उद्देश्यों को पूरा करने के लिए पूरी तरह से अनुकूलित समाधान प्रदान कर सकती है।