बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणालियाँ (बीईएसएस) आधुनिक बिजली प्रणाली में सबसे लचीली संपत्ति हैं। इनमें बैटरी रैक, बिजली रूपांतरण प्रणाली और नियंत्रण प्लेटफ़ॉर्म शामिल हैं। पंप किए गए हाइड्रो या संपीड़ित हवा के विपरीत, BESS 100 मिलीसेकंड के भीतर ग्रिड सिग्नल का जवाब दे सकता है। यह गति उन्हें प्राथमिक आवृत्ति विनियमन के लिए अमूल्य बनाती है। ग्रिड सेवाओं के लिए स्थापित BESS की वैश्विक क्षमता 2027 के अंत तक 300 गीगावाट-घंटे से अधिक होने की उम्मीद है। BESS का तीव्र प्रतिक्रिया समय पारंपरिक कताई भंडार की तुलना में तेज़ और अधिक सटीक आवृत्ति नियंत्रण प्रदान करता है।
ग्रिड ऑपरेटर वास्तविक समय में उत्पादन और लोड को संतुलित करके 60 हर्ट्ज़ या 50 हर्ट्ज़ पर आवृत्ति बनाए रखते हैं। जब कोई गड़बड़ी होती है, तो आवृत्ति विचलित हो जाती है, और BESS तुरंत शक्ति इंजेक्ट या अवशोषित कर सकता है। आवृत्ति विनियमन के लिए राजस्व प्रस्तावित क्षमता और परिसंपत्ति के प्रदर्शन स्कोर पर आधारित है। एक उच्च-प्रदर्शन वाला BESS कुछ बाज़ारों में प्रस्तावित क्षमता पर 10 से 15 डॉलर प्रति मेगावाट-घंटे का क्षमता भुगतान अर्जित कर सकता है। प्रदर्शन स्कोर की गणना प्रतिक्रिया संकेत और वास्तविक पावर आउटपुट के बीच सहसंबंध के आधार पर की जाती है। बीईएसएस इकाइयां आमतौर पर 0 से 1 पैमाने पर 0.95 से ऊपर स्कोर हासिल करती हैं।
विद्युत रूपांतरण प्रणाली (पीसीएस) बैटरी की प्रत्यक्ष धारा और ग्रिड की प्रत्यावर्ती धारा के बीच का इंटरफ़ेस है। पीसीएस को द्विदिश विद्युत प्रवाह को संभालना होगा और आउटपुट तरंग की गुणवत्ता बनाए रखनी होगी। कुल हार्मोनिक विरूपण एक प्रमुख पैरामीटर है, और अधिकांश ग्रिड कोड के लिए इसे 3 प्रतिशत से कम होना आवश्यक है। पीसीएस की दक्षता बीईएसएस की समग्र राउंड-ट्रिप दक्षता के लिए महत्वपूर्ण है। वर्तमान पीसीएस डिज़ाइन पूर्ण लोड पर 98 से 99 प्रतिशत की दक्षता प्राप्त करते हैं। पीसीएस के लिए शीतलन विधि आम तौर पर शक्ति घनत्व और परिवेश स्थितियों के आधार पर मजबूर हवा या तरल होती है।
अपने लंबे चक्र जीवन और थर्मल स्थिरता के कारण बीईएसएस के लिए लिथियम-आयरन-फॉस्फेट प्रमुख रसायन है। डिस्चार्ज की 80 प्रतिशत गहराई पर एलएफपी कोशिकाओं का चक्र जीवन आमतौर पर 6,000 से 8,000 चक्र है। यह प्रदर्शन निकल-मैंगनीज-कोबाल्ट रसायन विज्ञान से बेहतर है, जो अधिक ऊर्जा-घना है लेकिन इसका चक्र जीवन छोटा है और लागत अधिक है। सेल का चयन सीधे ऑपरेटिंग तापमान सीमा और शीतलन की आवश्यकता को प्रभावित करता है। एलएफपी कोशिकाएं उच्च तापमान पर काम कर सकती हैं, लेकिन तापमान के साथ गिरावट की दर अभी भी बढ़ती है। इसलिए, रसायन शास्त्र की परवाह किए बिना एक मजबूत थर्मल प्रबंधन प्रणाली की आवश्यकता है।
BESS के नियंत्रण आर्किटेक्चर में बैटरी प्रबंधन प्रणाली, ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली और संयंत्र नियंत्रक शामिल हैं। सुरक्षित संचालन सुनिश्चित करने के लिए बैटरी प्रबंधन प्रणाली प्रत्येक सेल के वोल्टेज और तापमान की निगरानी करती है। ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली प्रेषण आदेशों को संभालती है और चार्ज की स्थिति को अनुकूलित करती है। प्लांट नियंत्रक IEC 61850 या DNP3 जैसे प्रोटोकॉल का उपयोग करके ग्रिड ऑपरेटर के साथ संचार करता है। संचार लिंक की विलंबता आवृत्ति विनियमन के लिए महत्वपूर्ण है, और देरी को 50 मिलीसेकंड से कम रखा जाना चाहिए। विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए अक्सर अनावश्यक संचार पथ स्थापित किए जाते हैं।
INJET हैनकांग बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के लिए पूरी तरह से एकीकृत बिजली रूपांतरण और ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली प्रदान करता है। हमारे प्लेटफ़ॉर्म में एक हाई-स्पीड कंट्रोलर शामिल है जो 30 मिलीसेकंड से कम विलंबता के साथ ग्रिड ऑपरेटर से डिस्पैच कमांड निष्पादित करता है। INJET हैनकांग की ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली में पूर्वानुमान मॉड्यूल शामिल हैं जो चार्ज की स्थिति और आवश्यक शीतलन भार की भविष्यवाणी करते हैं। यह एकीकरण बाहरी हार्डवेयर आवश्यकताओं को कम करता है और कमीशनिंग प्रक्रिया को सरल बनाता है। हमारी पीसीएस इकाइयाँ एक ही बाड़े में 1 मेगावाट से 5 मेगावाट तक की बिजली रेटिंग में उपलब्ध हैं।
कोशिकाओं के क्षरण को धीमा करने के लिए BESS की परिचालन रणनीति को अनुकूलित किया जा सकता है। आवृत्ति विनियमन के लिए, अनुरोधित पावर सिग्नल को उच्च आवृत्ति के उतार-चढ़ाव को कम करने के लिए सुचारू किया जा सकता है जो त्वरित उम्र बढ़ने का कारण बनता है। बैटरी प्रबंधन प्रणाली उम्र बढ़ने की स्थिति का अनुमान लगाने के लिए कोशिकाओं के आंतरिक प्रतिरोध की गणना करती है। आंतरिक प्रतिरोध के आधार पर चार्ज और डिस्चार्ज दरों को समायोजित करके, ऑपरेटर बैटरी के उपयोगी जीवन को बढ़ा सकता है। इस रणनीति को गिरावट-जागरूक नियंत्रण के रूप में जाना जाता है और जीवनकाल में कुल वितरित ऊर्जा में 8 प्रतिशत की वृद्धि देखी गई है।
आवृत्ति विनियमन के लिए समर्पित बीईएसएस की आर्थिक व्यवहार्यता बाजार संरचना और प्रतिस्पर्धी परिदृश्य पर निर्भर करती है। 20-मेगावाट, 1-घंटे की अवधि वाली प्रणाली की पूंजीगत लागत लगभग 6 से 7 मिलियन डॉलर है। वार्षिक संचालन और रखरखाव लागत आम तौर पर पूंजीगत लागत का 1.5 प्रतिशत है। फ़्रीक्वेंसी विनियमन से राजस्व परिवर्तनशील है और सेवा की वास्तविक समय कीमत पर निर्भर करता है। उच्च नवीकरणीय पहुंच वाले बाजारों में, विनियमन की कीमत 20 डॉलर प्रति मेगावाट-घंटे से अधिक तक बढ़ सकती है। एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किया गया BESS ऐतिहासिक मूल्य डेटा के आधार पर 5 से 7 साल की पेबैक अवधि प्राप्त कर सकता है।
यूनाइटेड किंगडम में BESS इंस्टॉलेशन के फ़ील्ड डेटा से पता चलता है कि औसत प्रतिक्रिया समय 85 मिलीसेकंड है। इन प्रणालियों की उपलब्धता वार्षिक आधार पर 98 प्रतिशत से अधिक है। पूरे चक्र के लिए एसी इनपुट से एसी आउटपुट तक सिस्टम की दक्षता 86 से 88 प्रतिशत मापी जाती है। आवृत्ति विनियमन अनुप्रयोगों में कोशिकाओं की गिरावट दर ऊर्जा मध्यस्थता की तुलना में कम है क्योंकि निर्वहन की गहराई उथली है। एक विनियमन बीईएसएस के लिए निर्वहन की औसत गहराई 20 से 40 प्रतिशत के बीच है, जो चक्र जीवन को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाती है।
बीईएसएस का पर्यावरणीय प्रभाव मुख्य रूप से लिथियम, लोहा और फॉस्फेट के खनन से जुड़ा है। विनिर्माण प्रक्रिया प्रणाली के कुल कार्बन फ़ुटप्रिंट का लगभग 40 प्रतिशत हिस्सा है। बैटरी कोशिकाओं का पुनर्चक्रण आम होता जा रहा है, और उन्नत सुविधाओं में लिथियम की पुनर्प्राप्ति दर वर्तमान में 70 प्रतिशत से ऊपर है। आवृत्ति विनियमन के लिए बीईएसएस के उपयोग से प्राकृतिक गैस पीकर संयंत्रों की आवश्यकता कम हो जाती है, जिससे समग्र ग्रिड उत्सर्जन कम हो जाता है। शुद्ध प्रभाव एकीकृत नवीकरणीय ऊर्जा के प्रति मेगावाट-घंटे 300 से 400 किलोग्राम कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन में कमी है।
उच्च नवीकरणीय पैठ वाले ग्रिड में आवृत्ति विनियमन के लिए बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणालियाँ सबसे प्रभावी समाधान हैं। प्रतिक्रिया की गति, बिजली वितरण की सटीकता और प्रौद्योगिकी की मापनीयता उन्हें अपरिहार्य बनाती है। INJET हैनकांग महत्वपूर्ण बिजली रूपांतरण और नियंत्रण प्रणाली प्रदान करता है जो BESS को इन मांग वाले अनुप्रयोगों में विश्वसनीय और लाभप्रद रूप से प्रदर्शन करने में सक्षम बनाता है।