बॅटरी एनर्जी स्टोरेज सिस्टम कसे काम करतात?

बॅटरी एनर्जी स्टोरेज सिस्टम, ज्याला सामान्यतः BESS म्हणून ओळखले जाते, त्यात रिचार्जेबल बॅटरीजच्या बँकांचा वापर केला जातो जेणेकरून ग्रिड किंवा अक्षय्य स्रोतांमधून जास्तीची वीज नंतरच्या वापरासाठी साठवता येईल. अक्षय्य ऊर्जा आणि स्मार्ट ग्रिड तंत्रज्ञान जसजसे पुढे येत आहे तसतसे BESS सिस्टम वीज पुरवठा स्थिर करण्यात आणि हरित ऊर्जेचे मूल्य वाढवण्यात वाढत्या प्रमाणात महत्त्वाची भूमिका बजावत आहेत. तर या सिस्टम नेमक्या कशा काम करतात?
पायरी १: बॅटरी बँक
कोणत्याही BESS चा पाया म्हणजे ऊर्जा साठवणूक माध्यम - बॅटरी. अनेक बॅटरी मॉड्यूल किंवा "पेशी" एकत्र जोडल्या जातात ज्यामुळे एक "बॅटरी बँक" तयार होते जी आवश्यक साठवण क्षमता प्रदान करते. सर्वात जास्त वापरले जाणारे पेशी लिथियम-आयन असतात कारण त्यांची उच्च पॉवर घनता, दीर्घ आयुष्यमान आणि जलद चार्जिंग क्षमता असते. काही अनुप्रयोगांमध्ये लीड-अ‍ॅसिड आणि फ्लो बॅटरी सारख्या इतर रसायनशास्त्रांचा देखील वापर केला जातो.
पायरी २: पॉवर कन्व्हर्जन सिस्टम
बॅटरी बँक पॉवर कन्व्हर्जन सिस्टम किंवा पीसीएस द्वारे इलेक्ट्रिकल ग्रिडशी जोडली जाते. पीसीएसमध्ये इन्व्हर्टर, कन्व्हर्टर आणि फिल्टरसारखे पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्स घटक असतात जे बॅटरी आणि ग्रिड दरम्यान दोन्ही दिशेने वीज प्रवाहित करण्यास अनुमती देतात. इन्व्हर्टर बॅटरीमधून डायरेक्ट करंट (डीसी) ग्रिड वापरत असलेल्या अल्टरनेटिंग करंट (एसी) मध्ये रूपांतरित करतो आणि कन्व्हर्टर बॅटरी चार्ज करण्यासाठी उलट करतो.
पायरी ३: बॅटरी व्यवस्थापन प्रणाली
बॅटरी मॅनेजमेंट सिस्टम, किंवा बीएमएस, बॅटरी बँकेतील प्रत्येक बॅटरी सेलचे निरीक्षण आणि नियंत्रण करते. बीएमएस पेशींचे संतुलन राखते, चार्ज आणि डिस्चार्ज दरम्यान व्होल्टेज आणि करंट नियंत्रित करते आणि ओव्हरचार्जिंग, ओव्हरकरंट किंवा डीप डिस्चार्जिंगमुळे होणाऱ्या नुकसानापासून संरक्षण करते. बॅटरीची कार्यक्षमता आणि आयुष्यमान ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी ते व्होल्टेज, करंट आणि तापमान यासारख्या प्रमुख पॅरामीटर्सचे निरीक्षण करते.
पायरी ४: कूलिंग सिस्टम
शीतकरण प्रणाली ऑपरेशन दरम्यान बॅटरीमधून अतिरिक्त उष्णता काढून टाकते. पेशींना त्यांच्या इष्टतम तापमान श्रेणीत ठेवण्यासाठी आणि सायकल आयुष्य वाढवण्यासाठी हे अत्यंत महत्वाचे आहे. वापरल्या जाणाऱ्या शीतकरणाचे सर्वात सामान्य प्रकार म्हणजे द्रव शीतकरण (बॅटरीच्या संपर्कात असलेल्या प्लेट्सद्वारे शीतलक फिरवून) आणि एअर कूलिंग (पंखे वापरून बॅटरी एन्क्लोजरमधून हवा बाहेर काढणे).
पायरी ५: ऑपरेशन
कमी वीज मागणी किंवा उच्च अक्षय ऊर्जा उत्पादनाच्या काळात, BESS पॉवर कन्व्हर्जन सिस्टमद्वारे अतिरिक्त वीज शोषून घेते आणि बॅटरी बँकेत साठवते. जेव्हा मागणी जास्त असते किंवा अक्षय ऊर्जा उपलब्ध नसते, तेव्हा साठवलेली ऊर्जा इन्व्हर्टरद्वारे ग्रिडमध्ये परत सोडली जाते. यामुळे BESS ला अधूनमधून अक्षय ऊर्जा "वेळ-शिफ्ट" करण्यास, ग्रिड वारंवारता आणि व्होल्टेज स्थिर करण्यास आणि आउटेज दरम्यान बॅकअप पॉवर प्रदान करण्यास अनुमती मिळते.
बॅटरी व्यवस्थापन प्रणाली प्रत्येक सेलच्या चार्ज स्थितीचे निरीक्षण करते आणि बॅटरी जास्त चार्जिंग, जास्त गरम होणे आणि खोलवर डिस्चार्जिंग टाळण्यासाठी चार्ज आणि डिस्चार्जचा दर नियंत्रित करते - त्यांचे वापरण्यायोग्य आयुष्य वाढवते. आणि कूलिंग सिस्टम एकूण बॅटरी तापमान सुरक्षित ऑपरेटिंग रेंजमध्ये ठेवण्यासाठी कार्य करते.
थोडक्यात, बॅटरी एनर्जी स्टोरेज सिस्टम बॅटरी, पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्स घटक, इंटेलिजेंट कंट्रोल्स आणि थर्मल मॅनेजमेंटचा एकत्रित वापर करून अतिरिक्त वीज साठवते आणि मागणीनुसार वीज सोडते. हे BESS तंत्रज्ञानाला अक्षय ऊर्जा स्रोतांचे मूल्य जास्तीत जास्त करण्यास, पॉवर ग्रिड अधिक कार्यक्षम आणि शाश्वत बनविण्यास आणि कमी-कार्बन ऊर्जा भविष्याकडे संक्रमण करण्यास समर्थन देते.

सौर आणि पवन ऊर्जा यांसारख्या अक्षय ऊर्जा स्रोतांच्या वाढीसह, मोठ्या प्रमाणात बॅटरी ऊर्जा साठवण प्रणाली (BESS) पॉवर ग्रिड स्थिर करण्यात वाढत्या प्रमाणात महत्त्वाची भूमिका बजावत आहेत. बॅटरी ऊर्जा साठवण प्रणाली ग्रिडमधून किंवा अक्षय ऊर्जांमधून अतिरिक्त वीज साठवण्यासाठी आणि गरज पडल्यास ती वीज परत देण्यासाठी रिचार्जेबल बॅटरी वापरते. BESS तंत्रज्ञान अधूनमधून अक्षय ऊर्जेचा वापर जास्तीत जास्त करण्यास मदत करते आणि एकूण ग्रिड विश्वसनीयता, कार्यक्षमता आणि शाश्वतता सुधारते.
BESS मध्ये सामान्यतः अनेक घटक असतात:
१) आवश्यक ऊर्जा साठवण क्षमता प्रदान करण्यासाठी अनेक बॅटरी मॉड्यूल किंवा सेलपासून बनवलेल्या बॅटरी बँका. उच्च पॉवर घनता, दीर्घ आयुष्यमान आणि जलद चार्जिंग क्षमतांमुळे लिथियम-आयन बॅटरी सर्वात जास्त वापरल्या जातात. लीड-अ‍ॅसिड आणि फ्लो बॅटरी सारख्या इतर रसायनशास्त्रांचा देखील वापर केला जातो.
२) बॅटरी बँकला वीज ग्रिडशी जोडणारी पॉवर कन्व्हर्जन सिस्टम (PCS). PCS मध्ये इन्व्हर्टर, कन्व्हर्टर आणि इतर नियंत्रण उपकरणे असतात जी बॅटरी आणि ग्रिडमध्ये दोन्ही दिशेने वीज प्रवाहित करण्यास अनुमती देतात.
३) बॅटरी मॅनेजमेंट सिस्टम (BMS) जी वैयक्तिक बॅटरी सेल्सची स्थिती आणि कामगिरीचे निरीक्षण आणि नियंत्रण करते. BMS पेशींना संतुलित करते, जास्त चार्जिंग किंवा खोल डिस्चार्जिंगपासून होणाऱ्या नुकसानापासून संरक्षण करते आणि व्होल्टेज, करंट आणि तापमान यासारख्या पॅरामीटर्सचे निरीक्षण करते.