बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली (बीईएसएस) की वास्तुकला और कार्य सिद्धांत

नवीकरणीय ऊर्जा के विकास और वैश्विक ऊर्जा संक्रमण की तीव्र प्रगति के साथ, बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली (बीईएसएस) आधुनिक ऊर्जा प्रणालियों में तेजी से महत्वपूर्ण भूमिका निभा रही है। उन्नत लिथियम-आयन बैटरी तकनीक को अपनाते हुए, बीईएसएस बैटरी में विद्युत ऊर्जा संग्रहीत करता है और जरूरत पड़ने पर मांग पर वितरित करता है, जिससे पावर ग्रिड के स्थिर संचालन को बनाए रखने में मदद मिलती है। इस बीच, अधिक कुशल ऊर्जा प्रबंधन प्राप्त करने के लिए इसे नवीकरणीय ऊर्जा बिजली उत्पादन उपकरणों के साथ एकीकृत किया जा सकता है। यह लेख बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली की बुनियादी वास्तुकला और इसके प्रमुख घटकों के कार्य सिद्धांतों का विस्तृत परिचय प्रदान करेगा।

बीईएसएस प्रणाली की संरचना और ऊर्जा प्रवाह नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। PCS एक द्विदिशात्मक DC/AC कनवर्टर है,

BESS में निम्नलिखित प्रमुख घटक शामिल हैं:

1. बैटरी पैक

एक बैटरी पैक श्रृंखला और समानांतर में जुड़े कई कोशिकाओं (2.5V से 3.65 V की सेल वोल्टेज रेंज के साथ) द्वारा बनता है, जो विद्युत ऊर्जा को संग्रहीत करने और जारी करने के लिए जिम्मेदार है। बैटरी वोल्टेज बढ़ाने के लिए, बैटरी पैक को बैटरी रैक या बैटरी क्लस्टर बनाने के लिए श्रृंखला में जोड़ा जाता है (1500VDC तक के वोल्टेज के साथ)। ऊर्जा क्षमता को बढ़ावा देने के लिए, बैटरी रैक/क्लस्टर को बैटरी कंटेनर बनाने के लिए समानांतर में जोड़ा जाता है (आमतौर पर 20 फीट आकार, लगभग 5 मेगावाट की क्षमता के साथ)।

सेल प्रकारों में लिथियम-आयन बैटरी, लेड-एसिड बैटरी और अन्य प्रकार शामिल हैं, और विभिन्न प्रदर्शन वाली बैटरियों को आम तौर पर विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्यों के अनुसार चुना जाता है। जिसके माध्यम से ऊर्जा फोटोवोल्टिक पैनलों से बैटरी, लोड और पावर ग्रिड में प्रवाहित होती है।

2.बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस)

बीएमएस (बैटरी प्रबंधन प्रणाली) एक मुख्य प्रणाली है जिसे कई महत्वपूर्ण कार्यों के साथ बैटरी की निगरानी और प्रबंधन के लिए डिज़ाइन किया गया है। वोल्टेज, करंट और तापमान सहित बैटरी मापदंडों की वास्तविक समय की निगरानी करके, बीएमएस बैटरी को सुरक्षित सीमा के भीतर संचालित करता है और ओवरचार्जिंग, ओवर-डिस्चार्जिंग, शॉर्ट सर्किट और ओवरहीटिंग जैसे जोखिमों से प्रभावी ढंग से बचाता है। इसके अलावा, यह बैटरी के प्रदर्शन को अनुकूलित करने और सेवा जीवन को बढ़ाने के लिए बुद्धिमान चार्ज-डिस्चार्ज रणनीतियों और संतुलन प्रबंधन प्रौद्योगिकियों का लाभ उठाता है। यह व्यक्तिगत बैटरी कोशिकाओं के बीच असंगत शक्ति स्तर के कारण होने वाले "पीपा प्रभाव" को खत्म करने के लिए निष्क्रिय या सक्रिय संतुलन प्रौद्योगिकियों को भी अपनाता है। इस बीच, बीएमएस बैटरी के चार्ज की स्थिति (एसओसी) और स्वास्थ्य की स्थिति (एसओएच) का अनुमान लगाने में सक्षम है, जो बैटरी के सुरक्षित संचालन और प्रदर्शन अनुकूलन के लिए सटीक समर्थन प्रदान करता है। नीचे दिखाया गया बीएमएस सिस्टम का ब्लॉक आरेख इसके समग्र कार्यों और घटकों को सहजता से दर्शाता है। अधिक जानकारी के लिए, कृपया इन्फिनॉन की आधिकारिक वेबसाइट पर स्टैकेबल बीएमएस समाधान देखें।

3. विद्युत रूपांतरण प्रणाली (पीसीएस)

पीसीएस ऊर्जा भंडारण घटकों (जैसे बड़े डीसी बैटरी पैक) और एसी पावर ग्रिड के बीच एक मध्यवर्ती उपकरण के रूप में कार्य करता है, जो चार्जिंग और डिस्चार्जिंग मोड को कवर करने वाले अपने ऑपरेटिंग सिद्धांत के साथ द्विदिश विद्युत ऊर्जा रूपांतरण करता है।

चार्जिंग मोड में, पीसीएस पावर ग्रिड से प्रत्यावर्ती धारा को प्रत्यक्ष धारा में परिवर्तित करता है और विद्युत ऊर्जा को बैटरी में संग्रहीत करता है। वैकल्पिक रूप से, यह बैटरी चार्जिंग के लिए उपयुक्त वोल्टेज और करंट को प्रत्यक्ष धारा को समायोजित करने के लिए एक डीसी/डीसी कनवर्टर का उपयोग करता है, ताकि कुशल बैटरी चार्जिंग का एहसास हो सके।

डिस्चार्जिंग मोड में, पीसीएस विद्युत भार को बिजली की आपूर्ति करने या पावर ग्रिड में बिजली की आपूर्ति करने के लिए बैटरी से प्रत्यक्ष धारा को प्रत्यावर्ती धारा में परिवर्तित करता है। दूसरे परिदृश्य में, एक DC/DC कनवर्टर पहले बैटरी से डायरेक्ट करंट को वोल्टेज और इन्वर्टर की ऑपरेटिंग आवश्यकताओं से मेल खाने वाले करंट में नियंत्रित करता है, जिसके बाद DC/AC इन्वर्टर वातानुकूलित डायरेक्ट करंट को प्रत्यावर्ती धारा में परिवर्तित करता है। एप्लिकेशन मांगों के आधार पर, पीसीएस को आवासीय, औद्योगिक और वाणिज्यिक, और बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण स्टेशन प्रकारों में वर्गीकृत किया गया है। घरों, उद्यमों और बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण प्रणालियों में व्यापक रूप से तैनात, यह आधुनिक ऊर्जा प्रणालियों का एक अनिवार्य मुख्य घटक बन गया है। नीचे दिया गया चित्र पीसीएस प्रणाली के ब्लॉक आरेख को दर्शाता है, जो स्पष्ट रूप से इसके मुख्य घटकों और कार्य तंत्र को प्रदर्शित करता है। अधिक जानकारी के लिए, कृपया इन्फिनियन की आधिकारिक वेबसाइट पर पावर कन्वर्जन सिस्टम (पीसीएस) की शुरूआत देखें।

4.ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली (ईएमएस)

ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली (ईएमएस) एक बुद्धिमान प्रणाली है जिसे ऊर्जा प्रणालियों के ऊर्जा प्रवाह और खपत की निगरानी, ​​​​नियंत्रण और अनुकूलन के लिए डिज़ाइन किया गया है। ईएमएस सेंसर के माध्यम से बैटरी चार्जिंग और डिस्चार्जिंग स्थिति, तापमान, वोल्टेज और करंट सहित वास्तविक समय डेटा एकत्र करता है। यह सिस्टम संचालन की निगरानी करने, संभावित समस्याओं की पहचान करने और ऊर्जा उपयोग दक्षता में सुधार करने के लिए डेटा विश्लेषण तकनीक को अपनाता है। इसके अलावा, ईएमएस कुशल ऊर्जा खपत प्राप्त करने के लिए ऊर्जा की मांग, बिजली की कीमतों, ग्रिड लोड और अन्य स्थितियों के अनुसार बुद्धिमानी से ऊर्जा भंडारण सुविधाओं को भेज सकता है। इसमें गलती का पता लगाने और सुरक्षा सुरक्षा कार्य भी शामिल हैं, जो समय पर बैटरी ओवरचार्जिंग और ओवरडिस्चार्जिंग जैसी असामान्यताओं की चेतावनी दे सकता है, और सिस्टम के सुरक्षित संचालन को सुनिश्चित करने के लिए रिमोट कंट्रोल और लिंकेज सुरक्षा का समर्थन करता है। विशिष्ट एप्लिकेशन आवश्यकताओं के अनुसार, ईएमएस मॉनिटरिंग प्लेटफ़ॉर्म सी/एस (क्लाइंट/सर्वर) या बी/एस (ब्राउज़र/सर्वर) आर्किटेक्चर को अपना सकता है। नीचे दिया गया चित्र एक ऊर्जा भंडारण पावर स्टेशन की ईएमएस प्रणाली का टोपोलॉजी आरेख और ऊर्जा भंडारण ईएमएस के निगरानी मंच को दर्शाता है, जो समग्र प्रणाली वास्तुकला के साथ-साथ ऊर्जा प्रवाह और प्रबंधन के विस्तृत तरीकों को प्रस्तुत करता है।

5.सहायक प्रणाली

ऊर्जा भंडारण प्रणाली की सहायक प्रणाली प्रणाली के सुरक्षित और स्थिर संचालन को सुनिश्चित करने की कुंजी है, जिसमें निम्नलिखित घटक शामिल हैं: तापमान नियंत्रण प्रणाली बैटरी के प्रदर्शन और सेवा जीवन को प्रभावित करने से ओवरहीटिंग या अंडरकूलिंग को रोकने के लिए वायु शीतलन या तरल शीतलन के माध्यम से बैटरी तापमान को कुशलतापूर्वक प्रबंधित करती है। अग्नि सुरक्षा प्रणाली संभावित आग के खतरों पर त्वरित प्रतिक्रिया देने और परिचालन सुरक्षा की गारंटी देने के लिए आग का पता लगाने और स्वचालित आग बुझाने वाले उपकरणों (जैसे हेप्टाफ्लोरोप्रोपेन, गैस और सूखा पाउडर आग बुझाने वाले यंत्र) से लैस है। बिजली वितरण कैबिनेट दोषों के कारण होने वाले उपकरण क्षति से बचने के लिए बिजली वितरण और सर्किट सुरक्षा कार्य करता है। कॉम्बिनर कैबिनेट बैटरी मॉड्यूल से विद्युत ऊर्जा एकत्र करता है और वास्तविक समय की निगरानी और सुरक्षा सुरक्षा प्रदान करते हुए इसे बिजली रूपांतरण उपकरण तक पहुंचाता है। ये सहायक उपप्रणालियाँ विभिन्न परिस्थितियों में ऊर्जा भंडारण प्रणाली के कुशल, सुरक्षित और स्थिर संचालन को सुनिश्चित करने के लिए समन्वय में काम करती हैं।

बैटरी एनर्जी स्टोरेज सिस्टम (बीईएसएस) बैटरी पैक, बीएमएस, पीसीएस, ईएमएस और सहायक प्रणालियों के समन्वित संचालन के माध्यम से कुशल ऊर्जा भंडारण, बुद्धिमान शेड्यूलिंग और सुरक्षित ऊर्जा प्रबंधन का एहसास करता है। पावर ग्रिड के स्थिर संचालन का समर्थन करते हुए, BESS नवीकरणीय ऊर्जा के साथ गहराई से एकीकृत है, ऊर्जा उपयोग दक्षता में सुधार और वैश्विक ऊर्जा संक्रमण को बढ़ावा देने के लिए ठोस समर्थन प्रदान करता है, और भविष्य में ऊर्जा प्रणाली में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता रहेगा।