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

2024 तक, तेजी से बढ़ते वैश्विक ऊर्जा भंडारण बाजार ने इसके महत्वपूर्ण मूल्य को धीरे-धीरे पहचान दी हैबैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणालीविभिन्न बाज़ारों में, विशेषकर सौर ऊर्जा बाज़ार में, जो धीरे-धीरे ग्रिड का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बन गया है। सौर ऊर्जा की रुक-रुक कर होने वाली 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 चलकर, ऊर्जा भंडारण उपकरण चरम क्षमता प्रदान करने और वितरण, पारेषण और उत्पादन सुविधाओं में महंगे निवेश की आवश्यकता को टालने में और भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाएंगे।

पिछले एक दशक में सौर और बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणालियों की लागत में नाटकीय रूप से गिरावट आई है। कई बाजारों में, नवीकरणीय ऊर्जा अनुप्रयोग धीरे-धीरे पारंपरिक जीवाश्म और परमाणु ऊर्जा उत्पादन की प्रतिस्पर्धात्मकता को कम कर रहे हैं। जबकि एक समय यह व्यापक रूप से माना जाता था कि नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन बहुत महंगा है, आज कुछ जीवाश्म ऊर्जा स्रोतों की लागत नवीकरणीय 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 करना। सौर ऊर्जा सुविधाओं के लिए निवेश लागत काफी कम हो गई है और उनके पूरे जीवनचक्र में कोई ईंधन लागत नहीं आई है, 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 बिजली का उपयोग विशिष्ट अवधि के लिए किया जा सकता है, और बैटरी का तेज़ प्रतिक्रिया समय उनकी परियोजनाओं को क्षमता बाजार और सहायक सेवा बाजार दोनों की जरूरतों के लिए लचीले ढंग से प्रतिक्रिया करने की अनुमति देता है।

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

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

बैटरी ऊर्जा भंडारण उपकरण तैनात करते समय विचार करने 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 उसके आर्थिक मूल्य से निर्धारित होता है। इसका आर्थिक मूल्य उस बाज़ार पर निर्भर करता है जिसमें ऊर्जा भंडारण प्रणाली भाग लेती है। यह बाज़ार अंततः यह निर्धारित करता है कि बैटरी ऊर्जा कैसे वितरित करेगी, चार्ज या डिस्चार्ज करेगी और यह कितने समय तक चलेगी। इसलिए बैटरी की शक्ति और अवधि न केवल ऊर्जा भंडारण प्रणाली की निवेश लागत, 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 है। चार्जिंग की मात्रा और दर डिस्चार्जिंग की मात्रा के समान नहीं है।

उदाहरण के लिए, ग्रिड-स्केल सौर+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 (आईटीसी) के लिए अर्हता प्राप्त करने के लिए सौर उत्पादन सुविधा से बिजली का उपयोग करता है। उदाहरण के लिए, क्षेत्रीय ट्रांसमिशन संगठनों (आरटीओ) में ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के लिए शुल्क-भुगतान की अवधारणा में बारीकियां हैं। निवेश कर क्रेडिट (आईटीसी) उदाहरण में, बैटरी भंडारण प्रणाली परियोजना के इक्विटी मूल्य को बढ़ाती है, जिससे मालिक की आंतरिक वापसी दर में वृद्धि होती है। पीजेएम उदाहरण में, बैटरी भंडारण प्रणाली चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के लिए भुगतान करती है, इसलिए इसका भुगतान मुआवजा इसके विद्युत थ्रूपुट के समानुपाती 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 खराब होने से ऊर्जा भंडारण क्षमता का नुकसान होता है।जबकि सौर प्रणालियाँ 20-25 साल तक चल सकती हैं, बैटरी भंडारण प्रणालियाँ आमतौर पर केवल 10 से 15 साल 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 का कारण बनने वाले चार मुख्य कारक हैं?

• बैटरी ऑपरेटिंग तापमान
• बैटरी चालू
• औसत बैटरी चार्ज स्थिति (एसओसी)
• औसत बैटरी चार्ज स्थिति (एसओसी) का 'दोलन', यानी, औसत बैटरी चार्ज स्थिति (एसओसी) का अंतराल जिसमें बैटरी अधिकांश समय रहती है। तीसरा और चौथा कारक संबंधित हैं।

प्रोजेक्ट में बैटरी जीवन के प्रबंधन के लिए दो रणनीतियाँ हैं।पहली रणनीति बैटरी के आकार को कम करना है यदि परियोजना को राजस्व का समर्थन प्राप्त है और नियोजित भविष्य की प्रतिस्थापन लागत को कम करना है। कई बाज़ारों में, नियोजित राजस्व भविष्य की प्रतिस्थापन लागतों का समर्थन कर सकता है। सामान्य तौर पर, भविष्य की प्रतिस्थापन लागत का अनुमान लगाते समय घटकों में भविष्य की लागत में कटौती पर विचार करने की आवश्यकता होती है, जो पिछले 10 वर्षों में बाजार के अनुभव के अनुरूप है। दूसरी रणनीति समानांतर कोशिकाओं को लागू करके बैटरी के कुल वर्तमान (या सी-रेट, जिसे प्रति घंटे चार्जिंग या डिस्चार्जिंग के रूप में परिभाषित किया गया है) को कम करने के लिए बैटरी का आकार बढ़ाना है। कम चार्जिंग और डिस्चार्जिंग धाराओं से कम तापमान उत्पन्न होता है क्योंकि बैटरी चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के दौरान गर्मी उत्पन्न करती है। यदि बैटरी भंडारण प्रणाली में अतिरिक्त ऊर्जा है और कम ऊर्जा का उपयोग किया जाता है, तो बैटरी की चार्जिंग और डिस्चार्जिंग की मात्रा कम हो जाएगी और उसका जीवन बढ़ जाएगा।

बैटरी चार्ज/डिस्चार्ज एक प्रमुख शब्द है।ऑटोमोटिव उद्योग आमतौर पर बैटरी जीवन के माप के रूप में 'साइकिल' 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 उन्हें आंशिक रूप से चार्ज किया जा सकता है या आंशिक रूप से डिस्चार्ज किया जा सकता है, प्रत्येक चार्ज और डिस्चार्ज अपर्याप्त होगा।

उपलब्ध बैटरी ऊर्जा।ऊर्जा भंडारण प्रणाली अनुप्रयोग प्रति दिन एक से कम बार चक्रित हो सकते हैं और, बाज़ार 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 उचित है।

बैटरी कोशिकाओं की श्रृंखला और समानांतर विन्यास यह समझने में मदद करते हैं कि बैटरी प्रणाली कैसे काम करती है और इसे कैसे डिज़ाइन किया गया है।श्रृंखला में जुड़ी बैटरी कोशिकाएं बैटरी वोल्टेज को स्टैक करने की अनुमति देती हैं, जिसका अर्थ है कि एकाधिक श्रृंखला से जुड़ी बैटरी कोशिकाओं वाले बैटरी सिस्टम का सिस्टम वोल्टेज व्यक्तिगत बैटरी सेल वोल्टेज को कोशिकाओं की संख्या से गुणा करने के बराबर होता है। सीरीज-कनेक्टेड बैटरी आर्किटेक्चर लागत लाभ प्रदान करते हैं, लेकिन कुछ नुकसान भी हैं। जब बैटरियों को श्रृंखला में जोड़ा जाता है, तो अलग-अलग सेल बैटरी पैक के समान धारा खींचते हैं। उदाहरण के लिए, यदि एक सेल में अधिकतम वोल्टेज 1V और अधिकतम धारा 1A है, तो श्रृंखला में 10 कोशिकाओं में अधिकतम वोल्टेज 10V है, लेकिन फिर भी उनमें अधिकतम धारा 1A है, कुल शक्ति 10V * 1A = के लिए 10W. श्रृंखला में कनेक्ट होने पर, बैटरी सिस्टम को वोल्टेज निगरानी की चुनौती का सामना करना पड़ता है। लागत कम करने के लिए श्रृंखला से जुड़े बैटरी पैक पर वोल्टेज निगरानी की जा सकती है, लेकिन व्यक्तिगत कोशिकाओं की क्षति या क्षमता में गिरावट का पता लगाना मुश्किल है।

दूसरी ओर, समानांतर बैटरियां करंट स्टैकिंग की अनुमति देती हैं, जिसका अर्थ है कि समानांतर बैटरी पैक का वोल्टेज व्यक्तिगत सेल वोल्टेज के बराबर है और सिस्टम करंट समानांतर में कोशिकाओं की संख्या से गुणा किए गए व्यक्तिगत सेल करंट के बराबर 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 को श्रृंखला में जोड़ा जा सकता है। , लेकिन यह समानांतर कॉन्फ़िगरेशन में अधिक सामान्य है।

बैटरी क्षमता गारंटी या वारंटी नीतियों पर विचार करते समय बैटरी कनेक्शन की श्रृंखला और समानांतर तरीकों के बीच यह अंतर महत्वपूर्ण है। निम्नलिखित कारक पदानुक्रम के माध्यम से नीचे की ओर प्रवाहित होते हैं और अंततः बैटरी जीवन को प्रभावित करते हैं:बाजार की विशेषताएं ➜ चार्जिंग/डिस्चार्जिंग व्यवहार ➜ सिस्टम सीमाएं ➜ 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। बैटरी वारंटी के लिए ओवरबिल्डिंग की उपस्थिति महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह बैटरी वर्तमान और तापमान (एसओसी रेंज में सेल ड्वेल तापमान) निर्धारित करती है, जबकि दैनिक संचालन बैटरी जीवनकाल निर्धारित करेगा।

सिस्टम परीक्षण बैटरी सेल परीक्षण का एक सहायक है और अक्सर परियोजना आवश्यकताओं पर अधिक लागू होता है जो बैटरी सिस्टम के उचित संचालन को प्रदर्शित करता है।

एक अनुबंध को पूरा करने के लिए, ऊर्जा भंडारण बैटरी निर्माता आमतौर पर सिस्टम और सबसिस्टम कार्यक्षमता को सत्यापित करने के लिए फैक्ट्री या फील्ड कमीशनिंग परीक्षण प्रोटोकॉल विकसित करते हैं, लेकिन बैटरी जीवन से अधिक बैटरी सिस्टम प्रदर्शन के जोखिम को संबोधित नहीं कर सकते हैं। फील्ड कमीशनिंग के बारे में एक आम चर्चा क्षमता परीक्षण की स्थिति है 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, वर्तमान, चार्ज की औसत स्थिति (एसओसी) और चार्ज की औसत स्थिति (एसओसी) में उतार-चढ़ाव।

परीक्षण बैटरी के प्रदर्शन की तुलना उसके श्रृंखला-समानांतर कॉन्फ़िगरेशन, सिस्टम सीमाओं, बाज़ार चार्जिंग/डिस्चार्जिंग व्यवहार और बाज़ार 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 एक सूचित मूल्यांकन कर सकें।

ऊर्जा भंडारण उपकरण आपूर्तिकर्ता चयन

बैटरी भंडारण के दृष्टिकोण को साकार करने के लिए,आपूर्तिकर्ता चयन महत्वपूर्ण है- इसलिए विश्वसनीय तकनीकी विशेषज्ञों के साथ काम करना जो उपयोगिता-स्तर 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 अंतरराष्ट्रीय प्रमाणन मानकों को पूरा करता है। उदाहरण के लिए, बैटरी भंडारण प्रणालियों का परीक्षण UL9450A के अनुसार किया गया है और परीक्षण रिपोर्ट समीक्षा के लिए उपलब्ध हैं। किसी भी अन्य स्थान-विशिष्ट आवश्यकताओं, जैसे अतिरिक्त आग का पता लगाना और सुरक्षा या वेंटिलेशन, को निर्माता के आधार उत्पाद में शामिल नहीं किया जा सकता है और इसे आवश्यक ऐड-ऑन के रूप में लेबल करने की आवश्यकता होगी।

संक्षेप में, उपयोगिता-पैमाने पर ऊर्जा भंडारण उपकरणों का उपयोग विद्युत ऊर्जा भंडारण और लोड-बिंदु, चरम मांग और आंतरायिक बिजली समाधान प्रदान करने के लिए किया जा सकता है। इन प्रणालियों का उपयोग कई क्षेत्रों में किया जाता है जहां जीवाश्म ईंधन प्रणाली और/या पारंपरिक उन्नयन को अक्षम, अव्यावहारिक या महंगा माना जाता है। कई कारक ऐसी परियोजनाओं के सफल विकास और उनकी वित्तीय व्यवहार्यता को प्रभावित कर सकते हैं।

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