மின்கல ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன?

பொதுவாக BESS என்று அழைக்கப்படும் பேட்டரி ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்பானது, மின் கட்டமைப்பு அல்லது புதுப்பிக்கத்தக்க மூலங்களிலிருந்து வரும் உபரி மின்சாரத்தைப் பிற்காலப் பயன்பாட்டிற்காகச் சேமிக்க, மீண்டும் மின்னேற்றம் செய்யக்கூடிய பேட்டரிகளின் தொகுப்புகளைப் பயன்படுத்துகிறது. புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் மற்றும் ஸ்மார்ட் கிரிட் தொழில்நுட்பங்கள் முன்னேறி வருவதால், மின் விநியோகத்தை நிலைப்படுத்துவதிலும் பசுமை ஆற்றலின் மதிப்பை அதிகப்படுத்துவதிலும் BESS அமைப்புகள் பெருகிய முறையில் முக்கியப் பங்காற்றி வருகின்றன. அப்படியென்றால், இந்த அமைப்புகள் சரியாக எப்படிச் செயல்படுகின்றன?
படி 1: பேட்டரி வங்கி
எந்தவொரு BESS-இன் அடித்தளமும் ஆற்றல் சேமிப்பு ஊடகமான பேட்டரிகள்தான். தேவையான சேமிப்புத் திறனை வழங்கும் ஒரு 'பேட்டரி வங்கியை' உருவாக்க, பல பேட்டரி தொகுதிகள் அல்லது 'செல்கள்' ஒன்றாக இணைக்கப்படுகின்றன. அவற்றின் உயர் ஆற்றல் அடர்த்தி, நீண்ட ஆயுட்காலம் மற்றும் வேகமாக மின்னேற்றும் திறன் ஆகியவற்றின் காரணமாக, லித்தியம்-அயன் செல்கள் மிகவும் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஈய-அமில மற்றும் பாய்வு பேட்டரிகள் போன்ற பிற வேதியியல் வகைகளும் சில பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
படி 2: மின் மாற்ற அமைப்பு
பேட்டரி வங்கி, மின் மாற்றமைப்பு (PCS) வழியாக மின் கட்டமைப்புடன் இணைகிறது. இந்த PCS ஆனது, பேட்டரிக்கும் மின் கட்டமைப்புக்கும் இடையில் இரு திசைகளிலும் மின்சாரம் பாய்வதற்கு அனுமதிக்கும் இன்வெர்ட்டர், கன்வெர்ட்டர் மற்றும் ஃபில்டர்கள் போன்ற பவர் எலக்ட்ரானிக்ஸ் பாகங்களைக் கொண்டுள்ளது. இன்வெர்ட்டர், பேட்டரியிலிருந்து வரும் நேர் மின்னோட்டத்தை (DC), மின் கட்டமைப்பு பயன்படுத்தும் மாறு மின்னோட்டமாக (AC) மாற்றுகிறது; மேலும், கன்வெர்ட்டர் பேட்டரியை மின்னேற்றம் செய்ய இதன் நேர்மாறான செயல்பாட்டைச் செய்கிறது.
படி 3: பேட்டரி மேலாண்மை அமைப்பு
பேட்டரி மேலாண்மை அமைப்பு (BMS) என்பது, பேட்டரி தொகுப்பில் உள்ள ஒவ்வொரு தனிப்பட்ட பேட்டரி செல்லையும் கண்காணித்து கட்டுப்படுத்துகிறது. இந்த BMS, செல்களை சமநிலைப்படுத்துகிறது, மின்னேற்றம் மற்றும் மின்னிறக்கத்தின் போது மின்னழுத்தம் மற்றும் மின்னோட்டத்தை ஒழுங்குபடுத்துகிறது, மேலும் அதிகப்படியான மின்னேற்றம், அதிக மின்னோட்டம் அல்லது ஆழமான மின்னிறக்கம் ஆகியவற்றால் ஏற்படும் சேதங்களிலிருந்து பாதுகாக்கிறது. இது பேட்டரியின் செயல்திறனையும் ஆயுட்காலத்தையும் மேம்படுத்துவதற்காக மின்னழுத்தம், மின்னோட்டம் மற்றும் வெப்பநிலை போன்ற முக்கிய அளவுருக்களைக் கண்காணிக்கிறது.
படி 4: குளிரூட்டும் அமைப்பு
ஒரு குளிரூட்டும் அமைப்பு, மின்கலங்கள் இயங்கும்போது அவற்றிலிருந்து அதிகப்படியான வெப்பத்தை நீக்குகிறது. மின்கலங்களை அவற்றின் உகந்த வெப்பநிலை வரம்பிற்குள் வைத்திருப்பதற்கும், சுழற்சி ஆயுளை அதிகப்படுத்துவதற்கும் இது மிகவும் இன்றியமையாதது. பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் குளிரூட்டும் முறைகள், திரவக் குளிரூட்டல் (மின்கலங்களுடன் தொடர்பில் உள்ள தகடுகள் வழியாகக் குளிரூட்டியைச் சுழற்றுவதன் மூலம்) மற்றும் காற்றுக் குளிரூட்டல் (மின்கல உறைகளுக்குள் காற்றைச் செலுத்த விசிறிகளைப் பயன்படுத்துதல்) ஆகும்.
படி 5: செயல்பாடு
மின்சாரத் தேவை குறைவாக இருக்கும் காலங்களில் அல்லது புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் உற்பத்தி அதிகமாக இருக்கும்போது, ​​BESS ஆனது ஆற்றல் மாற்ற அமைப்பு வழியாக உபரி சக்தியை உறிஞ்சி, அதை பேட்டரி வங்கியில் சேமிக்கிறது. தேவை அதிகமாக இருக்கும்போதோ அல்லது புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் கிடைக்காதபோதோ, சேமிக்கப்பட்ட ஆற்றல் இன்வெர்ட்டர் வழியாக மீண்டும் மின்கட்டமைப்பிற்கு அனுப்பப்படுகிறது. இது, இடையிடையே கிடைக்கும் புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலை 'நேர மாற்றம்' செய்யவும், மின்கட்டமைப்பின் அதிர்வெண் மற்றும் மின்னழுத்தத்தை நிலைப்படுத்தவும், மின்வெட்டு காலங்களில் மாற்று மின்சாரத்தை வழங்கவும் BESS-க்கு உதவுகிறது.
பேட்டரி மேலாண்மை அமைப்பானது ஒவ்வொரு செல்லின் மின்னூட்ட நிலையைக் கண்காணித்து, பேட்டரிகள் அதிகப்படியாக மின்னேற்றம் அடைவது, அதிக வெப்பமடைவது மற்றும் முழுமையாக மின்னிறக்கம் அடைவதைத் தடுப்பதற்காக மின்னேற்றம் மற்றும் மின்னிறக்க விகிதத்தைக் கட்டுப்படுத்துகிறது - இதன் மூலம் அவற்றின் பயன்பாட்டு ஆயுளை நீட்டிக்கிறது. மேலும், குளிரூட்டும் அமைப்பானது பேட்டரியின் ஒட்டுமொத்த வெப்பநிலையை ஒரு பாதுகாப்பான இயக்க வரம்பிற்குள் வைத்திருக்கச் செயல்படுகிறது.
சுருக்கமாக, ஒரு மின்கல ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்பானது, அதிகப்படியான மின்சாரத்தைச் சேமிக்கவும் தேவைக்கேற்ப ஆற்றலை வெளியேற்றவும், மின்கலங்கள், ஆற்றல் மின்னணுவியல் கூறுகள், நுண்ணறிவு கட்டுப்பாடுகள் மற்றும் வெப்ப மேலாண்மை ஆகியவற்றை ஒருங்கிணைந்த முறையில் ஒன்றாகப் பயன்படுத்துகிறது. இது, புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் மூலங்களின் மதிப்பை அதிகரிக்கவும், மின் கட்டமைப்புகளை மேலும் திறமையானதாகவும் நீடித்ததாகவும் மாற்றவும், குறைந்த கார்பன் ஆற்றல் எதிர்காலத்திற்கான மாற்றத்திற்கு ஆதரவளிக்கவும் BESS தொழில்நுட்பத்தை அனுமதிக்கிறது.

சூரிய மற்றும் காற்றாலை ஆற்றல் போன்ற புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் மூலங்களின் வளர்ச்சியால், மின் கட்டமைப்புகளை நிலைப்படுத்துவதில் பெரிய அளவிலான பேட்டரி ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகள் (BESS) பெருகிய முறையில் முக்கியப் பங்காற்றி வருகின்றன. ஒரு பேட்டரி ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்பானது, மின் கட்டமைப்பிலிருந்தோ அல்லது புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் மூலங்களிலிருந்தும் கிடைக்கும் உபரி மின்சாரத்தைச் சேமித்து, தேவைப்படும்போது அந்த ஆற்றலை மீண்டும் வழங்குவதற்காக, மீண்டும் மின்னேற்றம் செய்யக்கூடிய பேட்டரிகளைப் பயன்படுத்துகிறது. BESS தொழில்நுட்பமானது, இடைப்பட்ட புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலின் பயன்பாட்டை அதிகபட்சமாக்க உதவுவதோடு, மின் கட்டமைப்பின் ஒட்டுமொத்த நம்பகத்தன்மை, செயல்திறன் மற்றும் நிலைத்தன்மையையும் மேம்படுத்துகிறது.
ஒரு BESS பொதுவாக பல கூறுகளைக் கொண்டுள்ளது:
1) தேவையான ஆற்றல் சேமிப்புத் திறனை வழங்குவதற்காக, பல பேட்டரி தொகுதிகள் அல்லது செல்களைக் கொண்டு உருவாக்கப்படும் பேட்டரி தொகுப்புகள். லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் அவற்றின் உயர் திறன் அடர்த்தி, நீண்ட ஆயுட்காலம் மற்றும் வேகமாக மின்னேற்றம் செய்யும் திறன்கள் காரணமாக மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஈய-அமில மற்றும் பாய்வு பேட்டரிகள் போன்ற பிற வேதியியல் வகைகளும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
2) மின்கலத் தொகுதியை மின்சாரக் கட்டமைப்புடன் இணைக்கும் மின்மாற்று அமைப்பு (PCS). இந்த மின்மாற்று அமைப்பானது, மின்கலத்திற்கும் கட்டமைப்புக்கும் இடையில் இரு திசைகளிலும் மின்சாரம் பாய்வதற்கு அனுமதிக்கும் ஒரு இன்வெர்ட்டர், கன்வெர்ட்டர் மற்றும் பிற கட்டுப்பாட்டு உபகரணங்களைக் கொண்டுள்ளது.
3) பேட்டரி மேலாண்மை அமைப்பு (BMS) என்பது, தனிப்பட்ட பேட்டரி செல்களின் நிலை மற்றும் செயல்திறனைக் கண்காணித்துக் கட்டுப்படுத்தும் ஒரு அமைப்பாகும். இந்த BMS, செல்களைச் சமநிலைப்படுத்துகிறது, அதிகப்படியான மின்னேற்றம் அல்லது ஆழமான மின்னிறக்கத்தால் ஏற்படும் சேதங்களிலிருந்து பாதுகாக்கிறது, மேலும் மின்னழுத்தம், மின்னோட்டம் மற்றும் வெப்பநிலை போன்ற அளவுருக்களைக் கண்காணிக்கிறது.