परिचय
विस्तारित सीमा ईएसएस में एक रिचार्जिंग स्रोत शामिल होता है जो प्राथमिक ग्रिड कनेक्शन नहीं है। यह कॉन्फ़िगरेशन सरल बैकअप जनरेटर एकीकरण से अलग है क्योंकि रेंज एक्सटेंडर लोड मांग के बजाय बैटरी की चार्ज स्थिति के आधार पर संचालित होता है। रेंज एक्सटेंडेड ईएसएस उन स्थानों पर विशेष रूप से उपयोगी है जहां ग्रिड बिजली उपलब्ध है लेकिन अविश्वसनीय है, या जहां नवीकरणीय उत्पादन में पूर्वानुमानित दैनिक रुक-रुक कर होता है। इंजेट हैनकांग ने वाणिज्यिक और औद्योगिक ग्राहकों के लिए सोलह रेंज विस्तारित ईएसएस इकाइयों को डिजाइन और चालू किया है। यह आलेख इन इंस्टॉलेशन से कॉन्फ़िगरेशन दिशानिर्देश, परीक्षण परिणाम और देखे गए प्रदर्शन डेटा प्रस्तुत करता है।
रेंज विस्तारित ईएसएस के लिए मानक विन्यास
एक मानक श्रेणी विस्तारित ईएसएस में पांच मुख्य घटक शामिल हैं। पहला घटक एक लिथियम आयन बैटरी बैंक है जो औसत लोड के चार से छह घंटे के आकार का है। दूसरा घटक एक डीजल या गैस जनरेटर है जिसका आकार इन्वर्टर पावर रेटिंग के एक तिहाई से आधे तक होता है। तीसरा घटक एक द्विदिश इन्वर्टर है जो बैटरी और लोड के बीच बिजली प्रवाह का प्रबंधन करता है। चौथा घटक एक रेक्टिफायर है जो बैटरी चार्जिंग के लिए जनरेटर एसी आउटपुट को डीसी में परिवर्तित करता है। पांचवां घटक चार्ज आधारित तर्क की स्थिति वाला एक नियंत्रक है। इंजेट हैनकांग अधिकांश इंस्टॉलेशन के लिए डीसी युग्मित आर्किटेक्चर का उपयोग करता है। इस आर्किटेक्चर में, जनरेटर रेक्टिफायर के माध्यम से डीसी बस से जुड़ता है, और इन्वर्टर डीसी बस को एसी लोड से जोड़ता है। डीसी युग्मन दोहरे रूपांतरण से बचकर दक्षता में सुधार करता है। दो सौ किलोवाट रेंज एक्सटेंडर के साथ पांच सौ किलोवाट सिस्टम में, डीसी कपलिंग ने एसी कपलिंग की तुलना में समग्र सिस्टम दक्षता में चार प्रतिशत अंक सुधार किया।
लोड विश्लेषण पर आधारित आकार निर्धारण पद्धति
विस्तारित ईएसएस की सीमा के उचित आकार के लिए कम से कम एक वर्ष में विस्तृत लोड विश्लेषण की आवश्यकता होती है। इंजेट हैनकांग सात चरणों वाली पद्धति का उपयोग करता है। चरण एक पंद्रह मिनट के अंतराल पर लोड डेटा एकत्र करता है। चरण दो औसत दैनिक ऊर्जा आवश्यकता की पहचान करता है। चरण तीन चरम बिजली आवश्यकता की पहचान करता है। चरण चार में आवश्यक बैटरी क्षमता की गणना औसत दैनिक ऊर्जा को वांछित स्वायत्तता दिनों से गुणा करके अपेक्षित जनरेटर योगदान को घटाकर की जाती है। चरण पांच जनरेटर को सबसे लंबे समय तक अपेक्षित डिस्चार्ज घटना के दौरान औसत भार के रूप में आकार देता है। चरण छह पीक लोड या जनरेटर रेटिंग प्लस बैटरी योगदान के बड़े के रूप में इन्वर्टर रेटिंग का चयन करता है। चरण सात ऐतिहासिक लोड डेटा के सिमुलेशन का उपयोग करके आकार को मान्य करता है। एक सौ पचास किलोवाट के औसत भार और चार सौ किलोवाट के अधिकतम भार वाले एक वाणिज्यिक भवन के लिए, इस पद्धति ने छह सौ किलोवाट घंटे की बैटरी आकार और एक सौ पचास किलोवाट के जनरेटर आकार का उत्पादन किया।
ग्रिड सपोर्ट एप्लिकेशन से परीक्षण परिणाम
कैलिफ़ोर्निया में एक वाणिज्यिक भवन में स्थापित रेंज विस्तारित ईएसएस को छह महीने के परीक्षण कार्यक्रम से गुजरना पड़ा। इमारत में एयर कंडीशनिंग से दो सौ किलोवाट का औसत भार और चार सौ पचास किलोवाट का पीक लोड था। ग्रिड कनेक्शन तीन सौ किलोवाट तक सीमित था। विस्तारित सीमा ईएसएस ने चार सौ किलोवाट घंटे की बैटरी और एक सौ पचास किलोवाट जनरेटर का उपयोग किया। परीक्षण कार्यक्रम ने तीन प्रदर्शन श्रेणियों को मापा। पहली श्रेणी चरम शेविंग प्रभावशीलता थी। सिस्टम ने सभी चरम घटनाओं के दौरान ग्रिड ड्रॉ को सफलतापूर्वक दो सौ अस्सी किलोवाट तक सीमित कर दिया, जो कि 95 प्रतिशत सफलता दर का प्रतिनिधित्व करता है। दूसरी श्रेणी जनरेटर का उपयोग थी। जनरेटर बयालीस मौकों पर चालू हुआ, जिसका औसत संचालन समय एक घंटा और पंद्रह मिनट था। छह महीनों में जनरेटर संचालन के कुल घंटे तिरपन घंटे थे। तीसरी श्रेणी बैटरी चक्र जीवन प्रभाव थी। बैटरी ने एक दशमलव एक प्रतिशत की मापी गई क्षमता में गिरावट के साथ एक सौ दो पूर्ण चक्र समकक्ष पूरे किए।
मांग शुल्क कटौती डेटा
उच्चतम पंद्रह मिनट के औसत बिजली ड्रा के आधार पर मांग शुल्क वाणिज्यिक ग्राहकों के लिए एक बड़ी लागत है। एक विस्तारित सीमा ईएसएस चरम अवधि के दौरान बैटरी से बिजली प्रदान करके इन शुल्कों को कम कर सकती है। हालाँकि, यदि एक के बाद एक कई चोटियाँ आती हैं, तो बैटरी ख़त्म हो सकती है। रेंज एक्सटेंडर चोटियों के बीच बैटरी को रिचार्ज करता है, जिससे एक ही मांग अंतराल के भीतर कई पीक शेविंग घटनाएं सक्षम हो जाती हैं। इंजेट हैनकांग ने बारह महीनों में एक विनिर्माण स्थल पर पंद्रह मिनट के मांग अंतराल का विश्लेषण किया। साइट पर प्रति दिन औसतन तीन मांग शिखर थे। सीमा विस्तार के बिना, बैटरी चार्ज की न्यूनतम स्थिति से नीचे समाप्त होने से पहले केवल पहली चोटी को ही शेव कर सकती है। चोटियों के बीच काम करने वाले रेंज एक्सटेंडर के साथ, सिस्टम ने 91 प्रतिशत दिनों में सभी तीन चोटियों को हटा दिया। स्थापना से पहले औसत मांग शुल्क सात हजार दो सौ डॉलर प्रति माह था। स्थापना के बाद, औसत मांग शुल्क दो हजार आठ सौ डॉलर प्रति माह था, जो कि इकसठ प्रतिशत की कमी थी।
ग्रिड आउटेज ब्रिजिंग क्षमता
रेंज विस्तारित ईएसएस ग्रिड बहाली के समय पर भरोसा किए बिना ग्रिड आउटेज के दौरान ब्रिजिंग पावर प्रदान करता है। बैटरी पहली आउटेज अवधि को संभाल लेती है। यदि ग्रिड पावर वापस आने से पहले आउटेज की पुनरावृत्ति होती है, तो रेंज एक्सटेंडर शुरू होता है और विंडोज़ पर संक्षिप्त ग्रिड के दौरान बैटरी को रिचार्ज करता है। इंजेट हैनकांग ने एक सिम्युलेटेड ग्रिड प्रोफ़ाइल का उपयोग करके इस परिदृश्य का परीक्षण किया, जिसमें विंडोज़ पर तीन मिनट के ग्रिड द्वारा अलग किए गए लगातार पांच मिनट के दस आउटेज थे। परीक्षण में तीन सौ किलोवाट घंटे की बैटरी और एक सौ किलोवाट जनरेटर का उपयोग किया गया। परीक्षण के दौरान भार लगातार एक सौ पचास किलोवाट था। बैटरी ने पहले आउटेज के दौरान बिजली प्रदान की, जो चार्ज की स्थिति में अस्सी प्रतिशत से साठ प्रतिशत तक कम हो गई। विंडो पर पहले ग्रिड के दौरान, ग्रिड ने बैटरी को पचहत्तर प्रतिशत तक रिचार्ज कर दिया। दूसरे आउटेज ने बैटरी को पचपन प्रतिशत तक ख़त्म कर दिया। खिड़की पर दूसरे ग्रिड के दौरान जनरेटर चालू हुआ और बैटरी सत्तर प्रतिशत तक रिचार्ज हो गई। यह पैटर्न सभी दस आउटेज के लिए जारी रहा। विस्तारित रेंज ईएसएस ने बिना किसी रुकावट के लोड आपूर्ति बनाए रखी। समान क्षमता की एक स्टैंडअलोन बैटरी चौथी बार खराब होने के बाद ख़त्म हो गई होगी।
विभिन्न लोड प्रोफाइलों में ईंधन खपत डेटा
विस्तारित ईएसएस की ईंधन खपत लोड प्रोफाइल के साथ काफी भिन्न होती है। इंजेट हैनकांग ने एक ही हार्डवेयर प्लेटफॉर्म का उपयोग करके तीन अलग-अलग लोड प्रोफाइल में ईंधन की खपत को मापा। पहली प्रोफ़ाइल एक सौ किलोवाट पर निरंतर लोड थी। दूसरी प्रोफ़ाइल कम रात्रि भार और उच्च दिन भार के दैनिक पैटर्न के साथ परिवर्तनीय भार थी। तीसरी प्रोफ़ाइल यादृच्छिक स्पाइक्स के साथ रुक-रुक कर लोड थी। निरंतर लोड प्रोफ़ाइल के लिए, जनरेटर ने संचालन के प्रति घंटे दो दशमलव आठ लीटर की खपत की, और प्रति दिन तीन घंटे तक संचालित किया, जिसके परिणामस्वरूप दैनिक खपत आठ दशमलव चार लीटर की हुई। परिवर्तनीय लोड प्रोफ़ाइल के लिए, जनरेटर प्रति घंटे तीन दशमलव एक लीटर की खपत करता था और प्रति दिन दो घंटे तक संचालित होता था, जिसके परिणामस्वरूप छह दशमलव दो लीटर की दैनिक खपत होती थी। रुक-रुक कर लोड प्रोफ़ाइल के लिए, जनरेटर अधिक बार शुरू होने और रुकने के चक्र के कारण प्रति घंटे तीन दशमलव चार लीटर की खपत करता है, और प्रति दिन एक दशमलव पांच घंटे तक संचालित होता है, जिसके परिणामस्वरूप दैनिक खपत पांच दशमलव एक लीटर होती है। निरंतर लोड प्रोफ़ाइल में उच्चतम पूर्ण खपत थी लेकिन प्रति किलोवाट घंटे सबसे कम खपत थी।
स्थापना आवश्यकताएँ और साइट संबंधी विचार
विस्तारित सीमा ईएसएस को स्थापित करने के लिए कई साइट विशिष्ट कारकों पर विचार करने की आवश्यकता होती है। जनरेटर को बाहर निकास वेंटिलेशन की आवश्यकता होती है। निकास पाइप को पांच सौ डिग्री सेल्सियस तक के तापमान के लिए रेट किया जाना चाहिए और इसे ज्वलनशील पदार्थों से कम से कम अठारह इंच अलग किया जाना चाहिए। जनरेटर को द्वितीयक रोकथाम के साथ ईंधन भंडारण टैंक की आवश्यकता होती है। टैंक का आकार पूर्ण लोड पर कम से कम बहत्तर घंटे के निरंतर जनरेटर संचालन के लिए प्रदान करना चाहिए। बैटरी को पंद्रह से तीस डिग्री सेल्सियस के बीच तापमान बनाए रखते हुए जलवायु नियंत्रित स्थान की आवश्यकता होती है। रखरखाव की पहुंच के लिए इन्वर्टर और कंट्रोलर को सभी तरफ से कम से कम तीन फीट की दूरी की आवश्यकता होती है। इंजेट हैनकांग एक प्री इंस्टालेशन चेकलिस्ट प्रदान करता है जिसमें इन आवश्यकताओं का सत्यापन शामिल है। जो साइटें किसी भी आवश्यकता को पूरा करने में विफल रहती हैं, उन्हें संशोधित डिज़ाइन प्राप्त होता है।
निष्कर्ष
रेंज एक्सटेंडेड ईएसएस वाणिज्यिक और औद्योगिक साइटों के लिए एक कॉन्फ़िगर करने योग्य समाधान प्रदान करता है, जिसमें पीक शेविंग और आउटेज ब्रिजिंग दोनों की आवश्यकता होती है। इंजेट हैनकांग के कॉन्फ़िगरेशन दिशानिर्देश औसत लोड के चार से छह घंटे के लिए बैटरी का आकार और इन्वर्टर रेटिंग के एक तिहाई से आधे तक जनरेटर का आकार निर्दिष्ट करते हैं। एक वाणिज्यिक भवन के परीक्षण परिणामों से पता चला कि छः महीनों में नब्बे प्रतिशत अधिकतम शेविंग सफलता और एक दशमलव एक प्रतिशत बैटरी गिरावट देखी गई। मांग शुल्क में कमी के आंकड़ों में स्थापना के बाद इकसठ प्रतिशत की कमी देखी गई। ग्रिड आउटेज ब्रिजिंग परीक्षण ने लगातार दस पांच मिनट के आउटेज के माध्यम से सफल संचालन का प्रदर्शन किया। ईंधन खपत डेटा से पता चला कि आंतरायिक लोड प्रोफ़ाइल में सबसे कम दैनिक खपत पांच दशमलव एक लीटर थी। ये परिणाम पुष्टि करते हैं कि विस्तारित सीमा ईएसएस वाणिज्यिक उपयोगकर्ताओं के लिए एक परिपक्व विकल्प है।