बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली कैसे काम करती है?

बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली, जिसे आमतौर पर BESS के रूप में जाना जाता है, ग्रिड या नवीकरणीय स्रोतों से अतिरिक्त बिजली को बाद में उपयोग के लिए संग्रहीत करने के लिए रिचार्जेबल बैटरियों के बैंकों का उपयोग करती है। जैसे-जैसे नवीकरणीय ऊर्जा और स्मार्ट ग्रिड तकनीकें आगे बढ़ती हैं, BESS प्रणालियाँ बिजली आपूर्ति को स्थिर करने और हरित ऊर्जा के मूल्य को अधिकतम करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभा रही हैं। तो ये सिस्टम वास्तव में कैसे काम करते हैं?
चरण 1: बैटरी बैंक
किसी भी BESS का आधार ऊर्जा भंडारण माध्यम - बैटरी है। कई बैटरी मॉड्यूल या "सेल" को एक साथ जोड़कर "बैटरी बैंक" बनाया जाता है जो आवश्यक भंडारण क्षमता प्रदान करता है। सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली सेल लिथियम-आयन हैं क्योंकि उनमें उच्च शक्ति घनत्व, लंबी उम्र और तेज़ चार्जिंग क्षमता होती है। कुछ अनुप्रयोगों में लेड-एसिड और फ्लो बैटरी जैसी अन्य रसायन भी उपयोग की जाती हैं।
चरण 2: पावर रूपांतरण प्रणाली
बैटरी बैंक एक पावर कन्वर्जन सिस्टम या पीसीएस के माध्यम से इलेक्ट्रिकल ग्रिड से जुड़ता है। पीसीएस में इन्वर्टर, कन्वर्टर और फिल्टर जैसे पावर इलेक्ट्रॉनिक्स घटक होते हैं जो बैटरी और ग्रिड के बीच दोनों दिशाओं में बिजली प्रवाहित करने की अनुमति देते हैं। इन्वर्टर बैटरी से डायरेक्ट करंट (डीसी) को अल्टरनेटिंग करंट (एसी) में परिवर्तित करता है जिसका ग्रिड उपयोग करता है, और कन्वर्टर बैटरी को चार्ज करने के लिए इसके विपरीत कार्य करता है।
चरण 3: बैटरी प्रबंधन प्रणाली
बैटरी प्रबंधन प्रणाली, या BMS, बैटरी बैंक के भीतर प्रत्येक व्यक्तिगत बैटरी सेल की निगरानी और नियंत्रण करती है। BMS सेल को संतुलित करता है, चार्ज और डिस्चार्ज के दौरान वोल्टेज और करंट को नियंत्रित करता है, और ओवरचार्जिंग, ओवरकरंट या डीप डिस्चार्जिंग से होने वाले नुकसान से बचाता है। यह बैटरी के प्रदर्शन और जीवनकाल को अनुकूलित करने के लिए वोल्टेज, करंट और तापमान जैसे प्रमुख मापदंडों की निगरानी करता है।
चरण 4: शीतलन प्रणाली
कूलिंग सिस्टम संचालन के दौरान बैटरियों से अतिरिक्त गर्मी को हटाता है। यह कोशिकाओं को उनके इष्टतम तापमान सीमा के भीतर रखने और चक्र जीवन को अधिकतम करने के लिए महत्वपूर्ण है। इस्तेमाल किए जाने वाले सबसे आम प्रकार के कूलिंग लिक्विड कूलिंग (बैटरी के संपर्क में प्लेटों के माध्यम से शीतलक को प्रसारित करके) और एयर कूलिंग (बैटरी के बाड़ों के माध्यम से हवा को मजबूर करने के लिए पंखे का उपयोग करके) हैं।
चरण 5: ऑपरेशन
कम बिजली की मांग या उच्च नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन की अवधि के दौरान, BESS पावर कन्वर्जन सिस्टम के माध्यम से अतिरिक्त बिजली को अवशोषित करता है और इसे बैटरी बैंक में संग्रहीत करता है। जब मांग अधिक होती है या नवीकरणीय ऊर्जा उपलब्ध नहीं होती है, तो संग्रहीत ऊर्जा को इन्वर्टर के माध्यम से ग्रिड में वापस भेज दिया जाता है। यह BESS को रुक-रुक कर आने वाली नवीकरणीय ऊर्जा को "समय-बदलाव" करने, ग्रिड आवृत्ति और वोल्टेज को स्थिर करने और आउटेज के दौरान बैकअप बिजली प्रदान करने की अनुमति देता है।
बैटरी प्रबंधन प्रणाली प्रत्येक सेल के चार्ज की स्थिति पर नज़र रखती है और बैटरी के ओवरचार्जिंग, ओवरहीटिंग और डीप डिस्चार्जिंग को रोकने के लिए चार्ज और डिस्चार्ज की दर को नियंत्रित करती है - जिससे उनका उपयोग करने योग्य जीवन बढ़ जाता है। और कूलिंग सिस्टम समग्र बैटरी तापमान को सुरक्षित ऑपरेटिंग रेंज में रखने के लिए काम करता है।
संक्षेप में, बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली बैटरी, पावर इलेक्ट्रॉनिक्स घटकों, बुद्धिमान नियंत्रण और थर्मल प्रबंधन को एकीकृत तरीके से एक साथ उपयोग करती है ताकि अतिरिक्त बिजली को संग्रहीत किया जा सके और मांग पर बिजली का निर्वहन किया जा सके। यह BESS प्रौद्योगिकी को अक्षय ऊर्जा स्रोतों के मूल्य को अधिकतम करने, बिजली ग्रिड को अधिक कुशल और टिकाऊ बनाने और कम कार्बन ऊर्जा भविष्य में संक्रमण का समर्थन करने की अनुमति देता है।

सौर और पवन ऊर्जा जैसे नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के उदय के साथ, बड़े पैमाने पर बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली (BESS) बिजली ग्रिड को स्थिर करने में तेजी से महत्वपूर्ण भूमिका निभा रही है। बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली ग्रिड या नवीकरणीय ऊर्जा से अतिरिक्त बिजली को संग्रहीत करने के लिए रिचार्जेबल बैटरी का उपयोग करती है और जरूरत पड़ने पर उस बिजली को वापस देती है। BESS तकनीक रुक-रुक कर आने वाली नवीकरणीय ऊर्जा के उपयोग को अधिकतम करने में मदद करती है और समग्र ग्रिड विश्वसनीयता, दक्षता और स्थिरता में सुधार करती है।
एक BESS में आमतौर पर कई घटक होते हैं:
1) आवश्यक ऊर्जा भंडारण क्षमता प्रदान करने के लिए कई बैटरी मॉड्यूल या सेल से बने बैटरी बैंक। लिथियम-आयन बैटरी का सबसे अधिक उपयोग उनके उच्च शक्ति घनत्व, लंबे जीवनकाल और तेज़ चार्जिंग क्षमताओं के कारण किया जाता है। लेड-एसिड और फ्लो बैटरी जैसी अन्य रसायनिक सामग्रियों का भी उपयोग किया जाता है।
2) पावर कन्वर्जन सिस्टम (पीसीएस) जो बैटरी बैंक को बिजली ग्रिड से जोड़ता है। पीसीएस में एक इन्वर्टर, कन्वर्टर और अन्य नियंत्रण उपकरण होते हैं जो बैटरी और ग्रिड के बीच दोनों दिशाओं में बिजली प्रवाहित करने की अनुमति देते हैं।
3) बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस) जो व्यक्तिगत बैटरी सेल की स्थिति और प्रदर्शन की निगरानी और नियंत्रण करती है। बीएमएस सेल को संतुलित करता है, ओवरचार्जिंग या डीप डिस्चार्जिंग से होने वाले नुकसान से बचाता है, और वोल्टेज, करंट और तापमान जैसे मापदंडों की निगरानी करता है।