બેટરી એનર્જી સ્ટોરેજ સિસ્ટમ્સ કેવી રીતે કામ કરે છે?

બેટરી એનર્જી સ્ટોરેજ સિસ્ટમ, જેને સામાન્ય રીતે BESS તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તે ગ્રીડ અથવા રિન્યુએબલ સ્ત્રોતોમાંથી વધારાની વીજળીનો સંગ્રહ કરવા માટે રિચાર્જેબલ બેટરીના બેંકોનો ઉપયોગ કરે છે. જેમ જેમ રિન્યુએબલ એનર્જી અને સ્માર્ટ ગ્રીડ ટેકનોલોજી આગળ વધી રહી છે, તેમ તેમ BESS સિસ્ટમ્સ પાવર સપ્લાયને સ્થિર કરવામાં અને ગ્રીન એનર્જીના મૂલ્યને મહત્તમ કરવામાં વધુને વધુ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવી રહી છે. તો આ સિસ્ટમ્સ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે?
પગલું 1: બેટરી બેંક
કોઈપણ BESS નો પાયો ઊર્જા સંગ્રહ માધ્યમ - બેટરીઓ છે. બહુવિધ બેટરી મોડ્યુલો અથવા "કોષો" એકસાથે વાયર કરીને "બેટરી બેંક" બનાવે છે જે જરૂરી સંગ્રહ ક્ષમતા પૂરી પાડે છે. સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા કોષો લિથિયમ-આયન છે કારણ કે તેમની ઉચ્ચ શક્તિ ઘનતા, લાંબી આયુષ્ય અને ઝડપી ચાર્જિંગ ક્ષમતા છે. લીડ-એસિડ અને ફ્લો બેટરી જેવા અન્ય રસાયણોનો પણ કેટલાક કાર્યક્રમોમાં ઉપયોગ થાય છે.
પગલું 2: પાવર કન્વર્ઝન સિસ્ટમ
બેટરી બેંક પાવર કન્વર્ઝન સિસ્ટમ અથવા PCS દ્વારા ઇલેક્ટ્રિકલ ગ્રીડ સાથે જોડાય છે. PCS માં ઇન્વર્ટર, કન્વર્ટર અને ફિલ્ટર્સ જેવા પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ ઘટકો હોય છે જે બેટરી અને ગ્રીડ વચ્ચે બંને દિશામાં પાવર પ્રવાહિત થવા દે છે. ઇન્વર્ટર બેટરીમાંથી ડાયરેક્ટ કરંટ (DC) ને ગ્રીડ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતા વૈકલ્પિક કરંટ (AC) માં રૂપાંતરિત કરે છે, અને કન્વર્ટર બેટરીને ચાર્જ કરવા માટે વિપરીત કરે છે.
પગલું 3: બેટરી મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ
બેટરી મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ, અથવા BMS, બેટરી બેંકની અંદર દરેક વ્યક્તિગત બેટરી સેલનું નિરીક્ષણ અને નિયંત્રણ કરે છે. BMS કોષોને સંતુલિત કરે છે, ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ દરમિયાન વોલ્ટેજ અને કરંટનું નિયમન કરે છે, અને ઓવરચાર્જિંગ, ઓવરકરન્ટ અથવા ડીપ ડિસ્ચાર્જિંગથી થતા નુકસાન સામે રક્ષણ આપે છે. તે બેટરી પ્રદર્શન અને આયુષ્યને શ્રેષ્ઠ બનાવવા માટે વોલ્ટેજ, કરંટ અને તાપમાન જેવા મુખ્ય પરિમાણોનું નિરીક્ષણ કરે છે.
પગલું 4: ઠંડક પ્રણાલી
કુલિંગ સિસ્ટમ કામગીરી દરમિયાન બેટરીમાંથી વધારાની ગરમી દૂર કરે છે. કોષોને તેમની શ્રેષ્ઠ તાપમાન શ્રેણીમાં રાખવા અને ચક્ર જીવનને મહત્તમ બનાવવા માટે આ મહત્વપૂર્ણ છે. ઉપયોગમાં લેવાતા ઠંડકના સૌથી સામાન્ય પ્રકારો પ્રવાહી ઠંડક (બેટરીના સંપર્કમાં પ્લેટો દ્વારા શીતકનું પરિભ્રમણ કરીને) અને હવા ઠંડક (બેટરી એન્ક્લોઝર દ્વારા હવાને દબાણ કરવા માટે પંખાનો ઉપયોગ કરીને) છે.
પગલું 5: કામગીરી
ઓછી વીજળીની માંગ અથવા ઉચ્ચ નવીનીકરણીય ઉર્જા ઉત્પાદનના સમયગાળા દરમિયાન, BESS પાવર કન્વર્ઝન સિસ્ટમ દ્વારા વધારાની શક્તિ શોષી લે છે અને તેને બેટરી બેંકમાં સંગ્રહિત કરે છે. જ્યારે માંગ વધારે હોય છે અથવા નવીનીકરણીય ઉર્જા ઉપલબ્ધ ન હોય, ત્યારે સંગ્રહિત ઉર્જા ઇન્વર્ટર દ્વારા ગ્રીડમાં પાછી છોડવામાં આવે છે. આ BESS ને તૂટક તૂટક નવીનીકરણીય ઉર્જા "સમય-શિફ્ટ" કરવા, ગ્રીડ ફ્રીક્વન્સી અને વોલ્ટેજને સ્થિર કરવા અને આઉટેજ દરમિયાન બેકઅપ પાવર પ્રદાન કરવાની મંજૂરી આપે છે.
બેટરી મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ દરેક સેલના ચાર્જની સ્થિતિનું નિરીક્ષણ કરે છે અને બેટરીના ઓવરચાર્જિંગ, ઓવરહિટીંગ અને ઊંડા ડિસ્ચાર્જિંગને રોકવા માટે ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જના દરને નિયંત્રિત કરે છે - જે તેમના ઉપયોગી જીવનને લંબાવે છે. અને કૂલિંગ સિસ્ટમ એકંદર બેટરી તાપમાનને સુરક્ષિત ઓપરેટિંગ રેન્જમાં રાખવા માટે કાર્ય કરે છે.
સારાંશમાં, બેટરી ઉર્જા સંગ્રહ પ્રણાલી બેટરી, પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ ઘટકો, બુદ્ધિશાળી નિયંત્રણો અને થર્મલ મેનેજમેન્ટને એકસાથે સંકલિત રીતે ઉપયોગ કરે છે જેથી વધારાની વીજળીનો સંગ્રહ થાય અને માંગ પર વીજળી ડિસ્ચાર્જ થાય. આ BESS ટેકનોલોજીને નવીનીકરણીય ઉર્જા સ્ત્રોતોના મૂલ્યને મહત્તમ બનાવવા, પાવર ગ્રીડને વધુ કાર્યક્ષમ અને ટકાઉ બનાવવા અને ઓછા કાર્બન ઉર્જા ભવિષ્યમાં સંક્રમણને સમર્થન આપવા દે છે.

સૌર અને પવન ઉર્જા જેવા નવીનીકરણીય ઉર્જા સ્ત્રોતોના ઉદય સાથે, મોટા પાયે બેટરી ઉર્જા સંગ્રહ પ્રણાલીઓ (BESS) પાવર ગ્રીડને સ્થિર કરવામાં વધુને વધુ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવી રહી છે. બેટરી ઉર્જા સંગ્રહ પ્રણાલી ગ્રીડ અથવા નવીનીકરણીય ઉર્જામાંથી વધારાની વીજળી સંગ્રહિત કરવા અને જરૂર પડ્યે તે શક્તિ પાછી પહોંચાડવા માટે રિચાર્જેબલ બેટરીનો ઉપયોગ કરે છે. BESS ટેકનોલોજી તૂટક તૂટક નવીનીકરણીય ઉર્જાના ઉપયોગને મહત્તમ કરવામાં મદદ કરે છે અને એકંદર ગ્રીડ વિશ્વસનીયતા, કાર્યક્ષમતા અને ટકાઉપણું સુધારે છે.
BESS માં સામાન્ય રીતે બહુવિધ ઘટકો હોય છે:
૧) જરૂરી ઉર્જા સંગ્રહ ક્ષમતા પૂરી પાડવા માટે બહુવિધ બેટરી મોડ્યુલો અથવા કોષોથી બનેલી બેટરી બેંકો. લિથિયમ-આયન બેટરીનો ઉપયોગ તેમની ઉચ્ચ પાવર ઘનતા, લાંબા આયુષ્ય અને ઝડપી ચાર્જિંગ ક્ષમતાઓને કારણે સૌથી વધુ થાય છે. લીડ-એસિડ અને ફ્લો બેટરી જેવા અન્ય રસાયણોનો પણ ઉપયોગ થાય છે.
૨) પાવર કન્વર્ઝન સિસ્ટમ (PCS) જે બેટરી બેંકને વીજળી ગ્રીડ સાથે જોડે છે. PCS માં ઇન્વર્ટર, કન્વર્ટર અને અન્ય નિયંત્રણ ઉપકરણોનો સમાવેશ થાય છે જે બેટરી અને ગ્રીડ વચ્ચે બંને દિશામાં પાવર પ્રવાહિત થવા દે છે.
૩) બેટરી મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ (BMS) જે વ્યક્તિગત બેટરી કોષોની સ્થિતિ અને કામગીરીનું નિરીક્ષણ અને નિયંત્રણ કરે છે. BMS કોષોને સંતુલિત કરે છે, ઓવરચાર્જિંગ અથવા ડીપ ડિસ્ચાર્જિંગથી થતા નુકસાન સામે રક્ષણ આપે છે, અને વોલ્ટેજ, કરંટ અને તાપમાન જેવા પરિમાણોનું નિરીક્ષણ કરે છે.