ബാറ്ററി എനർജി സ്റ്റോറേജ് സിസ്റ്റങ്ങൾ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു ?

BESS എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഒരു ബാറ്ററി എനർജി സ്റ്റോറേജ് സിസ്റ്റം, ഗ്രിഡിൽ നിന്നുള്ള അധിക വൈദ്യുതിയോ പിന്നീടുള്ള ഉപയോഗത്തിനായി പുനരുപയോഗിക്കാവുന്ന സ്രോതസ്സുകളോ സംഭരിക്കുന്നതിന് റീചാർജ് ചെയ്യാവുന്ന ബാറ്ററികളുടെ ബാങ്കുകളാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. പുനരുപയോഗിക്കാവുന്ന ഊർജ്ജവും സ്മാർട്ട് ഗ്രിഡ് സാങ്കേതികവിദ്യകളും പുരോഗമിക്കുമ്പോൾ, വൈദ്യുതി വിതരണങ്ങളെ സ്ഥിരപ്പെടുത്തുന്നതിലും ഹരിത ഊർജ്ജത്തിന്റെ മൂല്യം പരമാവധിയാക്കുന്നതിലും BESS സിസ്റ്റങ്ങൾ കൂടുതൽ നിർണായക പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. അപ്പോൾ ഈ സംവിധാനങ്ങൾ കൃത്യമായി എങ്ങനെയാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്?
ഘട്ടം 1: ബാറ്ററി ബാങ്ക്
ഏതൊരു BESS ന്റെയും അടിസ്ഥാനം ഊർജ്ജ സംഭരണ ​​മാധ്യമമാണ് - ബാറ്ററികൾ. ഒന്നിലധികം ബാറ്ററി മൊഡ്യൂളുകൾ അല്ലെങ്കിൽ "സെല്ലുകൾ" ഒരുമിച്ച് വയർ ചെയ്ത് ആവശ്യമായ സംഭരണ ​​ശേഷി നൽകുന്ന ഒരു "ബാറ്ററി ബാങ്ക്" ഉണ്ടാക്കുന്നു. ഉയർന്ന പവർ ഡെൻസിറ്റി, ദീർഘായുസ്സ്, വേഗത്തിൽ ചാർജ് ചെയ്യാനുള്ള കഴിവ് എന്നിവ കാരണം സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന സെല്ലുകൾ ലിഥിയം-അയൺ ആണ്. ലെഡ്-ആസിഡ്, ഫ്ലോ ബാറ്ററികൾ പോലുള്ള മറ്റ് കെമിസ്ട്രികളും ചില ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
ഘട്ടം 2: പവർ കൺവേർഷൻ സിസ്റ്റം
ബാറ്ററി ബാങ്ക് ഒരു പവർ കൺവേർഷൻ സിസ്റ്റം അല്ലെങ്കിൽ പിസിഎസ് വഴി ഇലക്ട്രിക്കൽ ഗ്രിഡുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു. ബാറ്ററിക്കും ഗ്രിഡിനും ഇടയിൽ രണ്ട് ദിശകളിലേക്കും വൈദ്യുതി പ്രവഹിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്ന ഇൻവെർട്ടർ, കൺവെർട്ടർ, ഫിൽട്ടറുകൾ തുടങ്ങിയ പവർ ഇലക്ട്രോണിക്സ് ഘടകങ്ങൾ പിസിഎസിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഇൻവെർട്ടർ ബാറ്ററിയിൽ നിന്നുള്ള ഡയറക്ട് കറന്റ് (ഡിസി) ഗ്രിഡ് ഉപയോഗിക്കുന്ന ആൾട്ടർനേറ്റിംഗ് കറന്റ് (എസി) ആയി പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നു, ബാറ്ററി ചാർജ് ചെയ്യാൻ കൺവെർട്ടർ റിവേഴ്‌സ് ചെയ്യുന്നു.
ഘട്ടം 3: ബാറ്ററി മാനേജ്മെന്റ് സിസ്റ്റം
ബാറ്ററി മാനേജ്മെന്റ് സിസ്റ്റം അഥവാ BMS, ബാറ്ററി ബാങ്കിനുള്ളിലെ ഓരോ ബാറ്ററി സെല്ലിനെയും നിരീക്ഷിക്കുകയും നിയന്ത്രിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. BMS സെല്ലുകളെ സന്തുലിതമാക്കുകയും ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോഴും ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോഴും വോൾട്ടേജും കറന്റും നിയന്ത്രിക്കുകയും ഓവർചാർജ് ചെയ്യുമ്പോഴോ ഓവർകറന്റുകളോ ഡീപ് ഡിസ്ചാർജിംഗിലോ ഉണ്ടാകുന്ന കേടുപാടുകളിൽ നിന്ന് സംരക്ഷിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ബാറ്ററി പ്രകടനവും ആയുസ്സും ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതിന് വോൾട്ടേജ്, കറന്റ്, താപനില തുടങ്ങിയ പ്രധാന പാരാമീറ്ററുകൾ ഇത് നിരീക്ഷിക്കുന്നു.
ഘട്ടം 4: കൂളിംഗ് സിസ്റ്റം
പ്രവർത്തന സമയത്ത് ബാറ്ററികളിൽ നിന്ന് അധിക താപം ഒരു കൂളിംഗ് സിസ്റ്റം നീക്കം ചെയ്യുന്നു. സെല്ലുകളെ അവയുടെ ഒപ്റ്റിമൽ താപനില പരിധിക്കുള്ളിൽ നിലനിർത്തുന്നതിനും സൈക്കിൾ ആയുസ്സ് പരമാവധിയാക്കുന്നതിനും ഇത് നിർണായകമാണ്. ഏറ്റവും സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന കൂളിംഗ് തരങ്ങൾ ലിക്വിഡ് കൂളിംഗ് (ബാറ്ററികളുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തുന്ന പ്ലേറ്റുകളിലൂടെ കൂളന്റ് പ്രചരിപ്പിച്ചുകൊണ്ട്), എയർ കൂളിംഗ് (ബാറ്ററി എൻക്ലോഷറുകളിലൂടെ വായു നിർബന്ധിക്കാൻ ഫാനുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു) എന്നിവയാണ്.
ഘട്ടം 5: പ്രവർത്തനം
കുറഞ്ഞ വൈദ്യുതി ആവശ്യകതയോ ഉയർന്ന പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജ ഉൽപ്പാദനമോ ഉള്ള സമയങ്ങളിൽ, BESS പവർ കൺവേർഷൻ സിസ്റ്റം വഴി അധിക വൈദ്യുതി ആഗിരണം ചെയ്ത് ബാറ്ററി ബാങ്കിൽ സംഭരിക്കുന്നു. ആവശ്യകത കൂടുതലായിരിക്കുമ്പോഴോ പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജം ലഭ്യമല്ലാത്തപ്പോഴോ, സംഭരിച്ചിരിക്കുന്ന ഊർജ്ജം ഇൻവെർട്ടർ വഴി ഗ്രിഡിലേക്ക് തിരികെ ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുന്നു. ഇത് BESS-നെ ഇടയ്ക്കിടെ പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജം "സമയം മാറ്റാൻ" അനുവദിക്കുന്നു, ഗ്രിഡ് ഫ്രീക്വൻസിയും വോൾട്ടേജും സ്ഥിരപ്പെടുത്തുന്നു, തടസ്സങ്ങൾ ഉണ്ടാകുമ്പോൾ ബാക്കപ്പ് പവർ നൽകുന്നു.
ബാറ്ററി മാനേജ്മെന്റ് സിസ്റ്റം ഓരോ സെല്ലിന്റെയും ചാർജിന്റെ അവസ്ഥ നിരീക്ഷിക്കുകയും ചാർജിന്റെയും ഡിസ്ചാർജിന്റെയും നിരക്ക് നിയന്ത്രിക്കുകയും ബാറ്ററികളുടെ അമിത ചാർജിംഗ്, അമിത ചൂടാക്കൽ, ആഴത്തിലുള്ള ഡിസ്ചാർജ് എന്നിവ തടയുകയും ചെയ്യുന്നു - ഇത് അവയുടെ ഉപയോഗയോഗ്യമായ ആയുസ്സ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. കൂടാതെ, മൊത്തത്തിലുള്ള ബാറ്ററി താപനില സുരക്ഷിതമായ പ്രവർത്തന പരിധിക്കുള്ളിൽ നിലനിർത്താൻ കൂളിംഗ് സിസ്റ്റം പ്രവർത്തിക്കുന്നു.
ചുരുക്കത്തിൽ, ബാറ്ററി എനർജി സ്റ്റോറേജ് സിസ്റ്റം ബാറ്ററികൾ, പവർ ഇലക്ട്രോണിക്സ് ഘടകങ്ങൾ, ഇന്റലിജന്റ് കൺട്രോളുകൾ, തെർമൽ മാനേജ്മെന്റ് എന്നിവയെ സംയോജിത രീതിയിൽ ഉപയോഗപ്പെടുത്തി അധിക വൈദ്യുതി സംഭരിക്കുകയും ആവശ്യാനുസരണം വൈദ്യുതി ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു. പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സുകളുടെ മൂല്യം പരമാവധിയാക്കാനും, പവർ ഗ്രിഡുകൾ കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമവും സുസ്ഥിരവുമാക്കാനും, കുറഞ്ഞ കാർബൺ ഊർജ്ജ ഭാവിയിലേക്കുള്ള പരിവർത്തനത്തെ പിന്തുണയ്ക്കാനും ഇത് BESS സാങ്കേതികവിദ്യയെ അനുവദിക്കുന്നു.

സൗരോർജ്ജം, കാറ്റാടി ഊർജ്ജം തുടങ്ങിയ പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സുകളുടെ വളർച്ചയോടെ, വലിയ തോതിലുള്ള ബാറ്ററി ഊർജ്ജ സംഭരണ ​​സംവിധാനങ്ങൾ (BESS) പവർ ഗ്രിഡുകളെ സ്ഥിരപ്പെടുത്തുന്നതിൽ കൂടുതൽ പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. ഗ്രിഡിൽ നിന്നോ പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സുകളിൽ നിന്നോ അധിക വൈദ്യുതി സംഭരിക്കുന്നതിനും ആവശ്യമുള്ളപ്പോൾ ആ വൈദ്യുതി തിരികെ നൽകുന്നതിനും ഒരു ബാറ്ററി ഊർജ്ജ സംഭരണ ​​സംവിധാനം റീചാർജ് ചെയ്യാവുന്ന ബാറ്ററികൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇടയ്ക്കിടെ പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജത്തിന്റെ ഉപയോഗം പരമാവധിയാക്കാൻ BESS സാങ്കേതികവിദ്യ സഹായിക്കുകയും മൊത്തത്തിലുള്ള ഗ്രിഡ് വിശ്വാസ്യത, കാര്യക്ഷമത, സുസ്ഥിരത എന്നിവ മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.
ഒരു BESS സാധാരണയായി ഒന്നിലധികം ഘടകങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു:
1) ആവശ്യമായ ഊർജ്ജ സംഭരണ ​​ശേഷി നൽകുന്നതിനായി ഒന്നിലധികം ബാറ്ററി മൊഡ്യൂളുകളോ സെല്ലുകളോ ഉപയോഗിച്ച് നിർമ്മിച്ച ബാറ്ററി ബാങ്കുകൾ. ഉയർന്ന പവർ ഡെൻസിറ്റി, ദീർഘായുസ്സ്, വേഗത്തിലുള്ള ചാർജിംഗ് കഴിവുകൾ എന്നിവ കാരണം ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളാണ് സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ലെഡ്-ആസിഡ്, ഫ്ലോ ബാറ്ററികൾ പോലുള്ള മറ്റ് കെമിസ്ട്രികളും ഉപയോഗിക്കുന്നു.
2) ബാറ്ററി ബാങ്കിനെ വൈദ്യുതി ഗ്രിഡുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന പവർ കൺവേർഷൻ സിസ്റ്റം (PCS). ബാറ്ററിക്കും ഗ്രിഡിനും ഇടയിൽ രണ്ട് ദിശകളിലേക്കും വൈദ്യുതി പ്രവഹിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്ന ഒരു ഇൻവെർട്ടർ, കൺവെർട്ടർ, മറ്റ് നിയന്ത്രണ ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവ PCS-ൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.
3) വ്യക്തിഗത ബാറ്ററി സെല്ലുകളുടെ അവസ്ഥയും പ്രകടനവും നിരീക്ഷിക്കുകയും നിയന്ത്രിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന ബാറ്ററി മാനേജ്മെന്റ് സിസ്റ്റം (BMS). BMS സെല്ലുകളെ സന്തുലിതമാക്കുന്നു, അമിത ചാർജിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ ആഴത്തിലുള്ള ഡിസ്ചാർജിംഗ് മൂലമുണ്ടാകുന്ന കേടുപാടുകളിൽ നിന്ന് സംരക്ഷിക്കുന്നു, വോൾട്ടേജ്, കറന്റ്, താപനില തുടങ്ങിയ പാരാമീറ്ററുകൾ നിരീക്ഷിക്കുന്നു.