1. ऊर्जा भंडारण और फोटोवोल्टिक दो उद्योग हैं
उनके बीच का रिश्ता यह है किफोटोवोल्टिक प्रणालीसौर ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है, औरऊर्जा भंडारण प्रणालीफोटोवोल्टिक उपकरण द्वारा उत्पन्न विद्युत ऊर्जा को संग्रहीत करता है। जब विद्युत ऊर्जा के इस हिस्से की आवश्यकता होती है, तो इसे लोड या ग्रिड द्वारा उपयोग के लिए ऊर्जा भंडारण कनवर्टर के माध्यम से एसी पावर में उलट दिया जाता है।
2. प्रमुख शब्दों की व्याख्या
Google के स्पष्टीकरण के अनुसार, दैनिक जीवन में कुछ स्थितियों में, AC पावर को DC पावर में परिवर्तित करना आवश्यक होता है, जिसे a कहा जाता हैसुधार सर्किट. अन्य स्थितियों में, डीसी पावर को एसी पावर में परिवर्तित करना आवश्यक है, जो सुधार की रिवर्स प्रक्रिया से मेल खाती है और इसे एक के रूप में परिभाषित किया गया हैइन्वर्टर सर्किट. कुछ शर्तों के तहत, थाइरिस्टर सर्किट के एक सेट का उपयोग रेक्टिफायर सर्किट और इन्वर्टर सर्किट दोनों के रूप में किया जा सकता है। इस डिवाइस को कहा जाता हैकनवर्टर, जिसमें रेक्टिफायर, इनवर्टर, एसी कन्वर्टर और डीसी कन्वर्टर शामिल हैं।
आइये फिर से समझते हैं:
कनवर्टर का अंग्रेजी नाम 'इन्वर्टर' है, जिसे आम तौर पर बिजली स्थानांतरित करने के लिए एक पावर इलेक्ट्रॉनिक घटक के रूप में लागू किया जाता है। इसे रूपांतरण से पहले और बाद में वोल्टेज प्रकार के आधार पर निम्नलिखित प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:
डीसी/डीसी कनवर्टर, आगे और पीछे दोनों डीसी हैं, अलग-अलग वोल्टेज के साथ, एक के रूप में कार्य करते हैंडीसी ट्रांसफार्मर
एसी/डीसी कनवर्टर, एसी से डीसी रूपांतरण,सही करनेवालासमारोह
डीसी/एसी कनवर्टर, डीसी से एसी कनवर्टर, का कार्यपलटनेवाला
एसी/एसी इन्वर्टर, अलग-अलग सामने और पीछे की आवृत्तियों के साथ, का कार्यपलटनेवाला
मुख्य सर्किट (रेक्टिफायर सर्किट, इन्वर्टर सर्किट, एसी रूपांतरण सर्किट और डीसी रूपांतरण सर्किट) के अलावा, इन्वर्टर को पावर स्विचिंग तत्वों के चालू/बंद को नियंत्रित करने के लिए एक ट्रिगर सर्किट (या ड्राइव सर्किट) और एक नियंत्रण सर्किट की भी आवश्यकता होती है। विद्युत ऊर्जा को विनियमित एवं नियंत्रित करना।
का नामऊर्जा भंडारण कनवर्टरपावर कन्वर्जन सिस्टम है, जिसे संक्षेप में पीसीएस कहा जाता है, जो बैटरी की चार्जिंग और डिस्चार्जिंग प्रक्रिया को नियंत्रित करता है, एसी और डीसी बिजली को परिवर्तित करता है, और डीसी/एसी द्विदिश कनवर्टर, नियंत्रण इकाइयों आदि से बना है।
3. पीसीएस पारंपरिक वर्गीकरण
इसे दो अलग-अलग उद्योगों में विभाजित किया जा सकता है: फोटोवोल्टिक और ऊर्जा भंडारण, क्योंकि उनके संबंधित कार्यों में आवश्यक अंतर हैं:
फोटोवोल्टिक उद्योग में, हैंकेंद्रीकृत, स्ट्रिंग और माइक्रो इनवर्टर
इन्वर्टर - डीसी से एसी: मुख्य कार्य फोटोवोल्टिक उपकरण के माध्यम से सौर ऊर्जा से परिवर्तित डीसी बिजली को एसी बिजली में बदलना है, जिसे लोड द्वारा उपयोग किया जा सकता है या पावर ग्रिड में एकीकृत या संग्रहीत किया जा सकता है।
केंद्रीकृत: 250 किलोवाट से अधिक की सामान्य उत्पादन शक्ति वाले बड़े ग्राउंड पावर स्टेशनों, वितरित औद्योगिक और वाणिज्यिक फोटोवोल्टिक पर लागू
स्ट्रिंग प्रकार: बड़े ग्राउंड पावर स्टेशनों, वितरित औद्योगिक और वाणिज्यिक फोटोवोल्टिक (आम तौर पर 250 किलोवाट से कम आउटपुट पावर, तीन-चरण के साथ), और घरेलू फोटोवोल्टिक (आम तौर पर 10 किलोवाट से कम या उसके बराबर आउटपुट पावर के साथ, एकल-चरण) पर लागू होता है।
माइक्रो रिवर्स: वितरित फोटोवोल्टिक्स (आम तौर पर 5 किलोवाट से कम या उसके बराबर आउटपुट पावर, तीन चरण), घरेलू फोटोवोल्टिक्स (आम तौर पर 2 किलोवाट से कम या उसके बराबर आउटपुट पावर, एकल चरण) पर लागू
ऊर्जा भंडारण प्रणालियाँ तीन प्रकार की होती हैं:बड़े भंडारण, औद्योगिक और वाणिज्यिक भंडारण, और घरेलू भंडारण. इन्हें ऊर्जा भंडारण इनवर्टर (पारंपरिक ऊर्जा भंडारण इनवर्टर, हाइब्रिड) और एकीकृत मशीनों में भी विभाजित किया जा सकता है
कनवर्टर एसी-डीसी रूपांतरण: मुख्य कार्य बैटरी की चार्जिंग और डिस्चार्जिंग को नियंत्रित करना है। फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन द्वारा उत्पन्न डीसी बिजली को इन्वर्टर के माध्यम से एसी बिजली में परिवर्तित किया जाता है। इस समय, विद्युत ऊर्जा का एक हिस्सा बैटरी में संग्रहीत करने की आवश्यकता होती है, और चार्जिंग के लिए एसी बिजली को ऊर्जा भंडारण कनवर्टर के माध्यम से डीसी बिजली में परिवर्तित करने की आवश्यकता होती है। जब विद्युत ऊर्जा के इस हिस्से की आवश्यकता होती है, तो लोड उपयोग या ग्रिड कनेक्शन के लिए बैटरी में डीसी बिजली को ऊर्जा भंडारण कनवर्टर के माध्यम से एसी बिजली (आमतौर पर 220V, 50HZ) में परिवर्तित करने की आवश्यकता होती है। यह डिस्चार्ज प्रक्रिया है.
बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण: ग्राउंड पावर स्टेशन, स्वतंत्र ऊर्जा भंडारण पावर स्टेशन, आम तौर पर 250KW से अधिक आउटपुट पावर के साथ
औद्योगिक एवं वाणिज्यिक भण्डारण: आम तौर पर, आउटपुट पावर 250KW से कम या उसके बराबर होती है
घरेलू ऊर्जा भंडारण: आम तौर पर आउटपुट पावर 10KW से कम या उसके बराबर होती है
पारंपरिक ऊर्जा भंडारण इनवर्टर: मुख्य रूप से एसी युग्मन योजनाओं का उपयोग करते हुए, अनुप्रयोग परिदृश्यों के साथ मुख्य रूप से बड़े ऊर्जा भंडारण पर ध्यान केंद्रित किया जाता है
हाइब्रिड: मुख्य रूप से डीसी युग्मन योजना को अपनाता है, और इसका अनुप्रयोग परिदृश्य मुख्य रूप से घरेलू भंडारण है
एकीकृत मशीन: ऊर्जा भंडारण इन्वर्टर+बैटरी पैक, मुख्य रूप से टेस्ला और एफ़ेज़ द्वारा निर्मित
ऊर्जा भंडारण इनवर्टर के अनुप्रयोग परिदृश्य और लाभ
1. अनुप्रयोग परिदृश्य:
पावर ग्रिड की चरम शेविंग: लोड कम होने पर विद्युत ऊर्जा का भंडारण करना और लोड अधिक होने पर इसे जारी करना, पावर ग्रिड के पीक वैली अंतर को सुचारू करना, और पावर ग्रिड की स्थिरता और विश्वसनीयता में सुधार करना। उदाहरण के लिए, कम बिजली की खपत की अवधि के दौरान, ऊर्जा भंडारण इनवर्टर ग्रिड में एसी पावर को डीसी पावर में सुधारते हैं और इसे बैटरी पैक में संग्रहीत करते हैं; चरम बिजली खपत अवधि के दौरान, बैटरी पैक में प्रत्यक्ष धारा को प्रत्यावर्ती धारा में बदल दिया जाता है और पावर ग्रिड में वापस भेज दिया जाता है।
माइक्रोग्रिड: एक स्वतंत्र माइक्रोग्रिड में, यह मुख्य या सहायक बिजली स्रोत के रूप में कार्य करता है, विश्वसनीय बिजली आपूर्ति प्रदान करता है। जब स्थानीय पावर ग्रिड मुख्य पावर ग्रिड से डिस्कनेक्ट हो जाता है, तो ऊर्जा भंडारण प्रणाली को नेटवर्क पावर स्रोत के रूप में कार्य करना चाहिए, जो स्थानीय पावर ग्रिड को वोल्टेज और आवृत्ति नियंत्रण प्रदान करता है।
सुदूर क्षेत्र की विद्युत आपूर्ति: इसकी पोर्टेबिलिटी और लचीलेपन के कारण इसका उपयोग दूरदराज के क्षेत्रों में बिजली आपूर्ति प्रदान करने के लिए किया जा सकता है। कुछ सुदूर पहाड़ी क्षेत्रों या छोटे द्वीपों में, ऊर्जा भंडारण इनवर्टर परिवर्तनीय बिजली स्रोतों और भार के कारण होने वाले बिजली के उतार-चढ़ाव को सुचारू करने और पावर ग्रिड को स्थिर करने के लिए स्थानीय पावर ग्रिड से जुड़े होते हैं।
आपातकालीन बिजली आपूर्ति: आपातकालीन स्थितियों में, आयात के सामान्य संचालन को सुनिश्चित करने के लिए तुरंत आपातकालीन शक्ति प्रदान करेंचींटी सुविधाएं.
2. लाभ:
उच्च ऊर्जा घनत्व: प्रति इकाई आयतन में अधिक ऊर्जा संग्रहीत होती है, जो स्थान का प्रभावी ढंग से उपयोग कर सकती है।
लंबा जीवनकाल: रासायनिक प्रतिक्रियाओं की विशेषताएं इसे लंबे समय तक चलने वाली बनाती हैं और इसे कई बार चार्ज और डिस्चार्ज किया जा सकता है। आंकड़ों के अनुसार, ऊर्जा भंडारण इनवर्टर का सेवा जीवन कई वर्षों या उससे भी अधिक तक पहुंच सकता है।
उच्च दक्षता: ऊर्जा रूपांतरण दक्षता अपेक्षाकृत अधिक है, जो 85% से अधिक तक पहुंच गई है, जिससे ऊर्जा की बर्बादी कम हो गई है।
कम रखरखाव लागत: प्रणाली अपेक्षाकृत सरल है और इसकी रखरखाव लागत कम है।
त्वरित प्रतिक्रिया: पावर ग्रिड के उतार-चढ़ाव और लोड परिवर्तनों पर त्वरित प्रतिक्रिया देने में सक्षम, पावर ग्रिड की स्थिरता और विश्वसनीयता में सुधार।
फोटोवोल्टिक इनवर्टर के अनुप्रयोग परिदृश्य और लाभ
1. अनुप्रयोग परिदृश्य:
घरेलू वितरित फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन: छोटी क्षमता के साथ, आम तौर पर कई किलोवाट से लेकर दसियों किलोवाट तक, इसे उपयोग के लिए सीधे घरेलू पावर ग्रिड में एकीकृत किया जा सकता है, और शेष बिजली ग्रिड को बेची जा सकती है।
औद्योगिक एवं वाणिज्यिक क्षेत्र: बड़े कारखाने, वाणिज्यिक भवन और अन्य बड़े पैमाने के स्थान उद्यमों की बिजली लागत को प्रभावी ढंग से कम कर सकते हैं और कार्बन उत्सर्जन को कम कर सकते हैं।
ग्रामीण एवं सुदूरवर्ती क्षेत्र: ऑफ ग्रिड फोटोवोल्टिक इनवर्टर का उपयोग स्थिर बिजली आपूर्ति प्रदान करने के लिए ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के संयोजन में किया जाता है।
विशेष वातावरण में अनुप्रयोग: जैसे कि अपतटीय पवन ऊर्जा प्लेटफार्मों और रेगिस्तानी क्षेत्रों में अनुसंधान स्टेशनों के लिए उच्च विश्वसनीयता और चरम वातावरण के अनुकूल होने की क्षमता की आवश्यकता होती है।
2. लाभ:
अधिकतम पावर प्वाइंट ट्रैकिंग तकनीक: यह प्रकाश की तीव्रता और तापमान में परिवर्तन के आधार पर ऑपरेटिंग बिंदु को स्वचालित रूप से समायोजित कर सकता है, यह सुनिश्चित करता है कि फोटोवोल्टिक पैनल हमेशा अपने अधिकतम पावर बिंदु के पास काम करता है और बिजली उत्पादन दक्षता में सुधार करता है।
दक्षता अनुकूलन: आईजीबीटी, एमओएसएफईटी आदि जैसे उच्च-प्रदर्शन वाले पावर इलेक्ट्रॉनिक घटकों का चयन करें, और ऊर्जा हानि को कम करने और रूपांतरण दक्षता में सुधार करने के लिए नियंत्रण एल्गोरिदम को अनुकूलित करें।
सुरक्षा और विश्वसनीयता: प्रतिकूल मौसम की स्थिति में उपकरणों के सुरक्षित संचालन को सुनिश्चित करने के लिए ओवरलोड सुरक्षा सर्किट डिजाइन करें, लाइटनिंग अरेस्टर और अन्य सुरक्षात्मक उपकरण स्थापित करें। साथ ही, दूरस्थ डेटा संग्रह और निगरानी, डेटा विश्लेषण के माध्यम से गलती की चेतावनी और रखरखाव लागत को कम करने के लिए IoT तकनीक का उपयोग किया जा रहा है।
पीसीएस के अनुप्रयोग परिदृश्य और लाभ
1. अनुप्रयोग परिदृश्य:
ऊर्जा भंडारण पावर स्टेशन: बिजली आम तौर पर 10MW से अधिक होती है, और एक कैस्केड मल्टीलेवल टोपोलॉजी का चयन किया जाता है। आईजीबीटी मॉड्यूल डिज़ाइन को अपनाया गया है, और आम तौर पर कई मशीनों के समानांतर संचालन का समर्थन करने के लिए कंटेनर के अंदर एन एसी कन्वर्टर्स स्थापित किए जाते हैं। पावर ग्रिड को बढ़ावा देने और कनेक्ट करने के लिए ट्रांसफार्मर की आवश्यकता होती है।
केंद्रीकृत या स्ट्रिंग प्रकार: केंद्रीकृत पीसीएस की शक्ति 250 किलोवाट से ऊपर है। वर्तमान में, दो-स्तरीय टोपोलॉजी का आमतौर पर उपयोग किया जाता है, और आईजीबीटी मॉड्यूलर डिज़ाइन को भी अपनाया जाता है। कम बिजली उपकरणों का उपयोग किया जाता है, और एकल मशीन की शक्ति मेगावाट स्तर तक पहुंच सकती है, जिसके लिए उच्च सिस्टम विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है; स्ट्रिंग प्रकार का उपयोग मुख्य रूप से छोटे और मध्यम आकार की ऊर्जा भंडारण प्रणालियों में किया जाता है।
औद्योगिक, वाणिज्यिक और घरेलू उपयोग: औद्योगिक और वाणिज्यिक पीसीएस की शक्ति आम तौर पर 250 किलोवाट से कम होती है। वर्तमान में, वितरित फोटोवोल्टिक्स के साथ संयुक्त रूप से तीन-स्तरीय टोपोलॉजी का उपयोग किया जाता है, जो पावर ग्रिड के पीक वैली मूल्य अंतर से स्वयं उपयोग और लाभ प्राप्त कर सकता है; घरेलू पीसीएस की शक्ति 10 किलोवाट से कम है, जो घरेलू फोटोवोल्टेइक के साथ मिलकर, एक आपातकालीन बिजली स्रोत, बिजली प्रबंधन इत्यादि के रूप में, सुरक्षा नियमों, शोर इत्यादि के लिए उच्च आवश्यकताओं के साथ है।
2. लाभ:
द्विदिश ऊर्जा भंडारण समारोह: यह पावर ग्रिड और ऊर्जा भंडारण प्रणाली के बीच वोल्टेज, आवृत्ति और पावर को सटीक और त्वरित रूप से समायोजित कर सकता है, जिससे निरंतर पावर और करंट चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के साथ-साथ सुचारू और उतार-चढ़ाव वाला पावर आउटपुट प्राप्त होता है।
एकाधिक कार्य मोड: ग्रिड कनेक्टेड मोड, ऑफ ग्रिड मोड और हाइब्रिड मोड में विभाजित, जिसे विभिन्न एप्लिकेशन परिदृश्यों के अनुकूल विभिन्न आवश्यकताओं के अनुसार स्विच किया जा सकता है।
बुद्धिमान नियंत्रण: ओवरवॉल्टेज, अंडरवोल्टेज, ओवरलोड, ओवरकरंट, शॉर्ट सर्किट और अधिक तापमान जैसे सुरक्षा कार्यों से सुसज्जित, मोड स्विचिंग के लिए आइलैंडिंग डिटेक्शन क्षमता, उच्च-स्तरीय नियंत्रण प्रणालियों और ऊर्जा स्विच के साथ संचार फ़ंक्शन प्राप्त करना, ग्रिड और ऑफ के बीच सुचारू स्विचिंग नियंत्रण। ग्रिड, आदि
ऊर्जा भंडारण इनवर्टर के अनुप्रयोग परिदृश्य और लाभ
1. अनुप्रयोग परिदृश्य:
घरेलू सौर ऊर्जा उत्पादन प्रणाली: उपयोगकर्ता सौर ऊर्जा एकत्र करने के लिए छत पर सौर पैनलों का उपयोग कर सकते हैं, और घरेलू उपकरणों को बिजली देने के लिए ऊर्जा भंडारण इनवर्टर के माध्यम से एकत्रित डीसी बिजली को एसी बिजली में परिवर्तित कर सकते हैं। बिजली कटौती या ग्रिड विफलता के दौरान घरेलू प्रकाश व्यवस्था और बुनियादी घरेलू उपकरणों का सामान्य संचालन सुनिश्चित करें।
ऑफ ग्रिड अनुप्रयोग परिदृश्य: दूरदराज के क्षेत्रों और विकासशील देशों में, सौर या पवन ऊर्जा उत्पादन प्रणालियों के साथ मिलकर, स्थानीय निवासियों के लिए विश्वसनीय ऊर्जा प्रदान की जाती है।
आपातकालीन बैकअप बिजली आपूर्ति: लगातार प्राकृतिक आपदाओं या बिजली विफलता वाले क्षेत्रों में, यह महत्वपूर्ण उपकरणों को बिजली प्रदान करने और संकट के समय में अस्पतालों और स्कूलों जैसी महत्वपूर्ण सुविधाओं के सामान्य संचालन को सुनिश्चित करने के लिए एक आपातकालीन बैकअप बिजली आपूर्ति के रूप में कार्य करता है।
स्मार्ट सिटी निर्माण: स्मार्ट शहरों के विकास में, बिजली वितरण का अनुकूलन करें और अधिकतम बिजली खपत के कारण होने वाले दबाव को कम करें। संसाधन दक्षता में सुधार और सतत विकास को बढ़ावा देने के लिए नवीकरणीय ऊर्जा के उपयोग का संयोजन।
कृषि और ग्रीनहाउस प्रणाली: फसलों की स्वस्थ वृद्धि सुनिश्चित करने के लिए ग्रीनहाउस के लिए स्थिर बिजली प्रदान करें। कृषि उत्पादन में ऊर्जा लागत को कम करने और आर्थिक लाभ बढ़ाने के लिए सौर ऊर्जा उत्पादन प्रणालियों के साथ संयोजन।
2. लाभ:
मौसम परिवर्तन की सीमाओं को तोड़ना: यह प्रत्यावर्ती धारा को दिष्ट धारा में परिवर्तित कर सकता है और इसे बैटरी में संग्रहीत कर सकता है। बिजली बंद होने के बाद, यह उपयोगकर्ताओं के उपयोग के लिए बैटरी में प्रत्यक्ष धारा को प्रत्यावर्ती धारा में परिवर्तित कर सकता है, जिससे बिजली उत्पादन स्थिरता पर मौसम की स्थिति का प्रभाव कम हो जाता है।
उच्च विद्युत दक्षता होना: ग्रिड से जुड़े फोटोवोल्टिक इनवर्टर की तुलना में, इसमें उच्च बिजली दक्षता है, जो उपयोगकर्ताओं को अधिक स्थिर और टिकाऊ बिजली प्रदान करती है, जिससे बिजली प्रणाली के कारण होने वाली असुविधा और परेशानी से बचा जा सकता है।एम विफलताएं.
उच्च स्थिरता होना: पावर ग्रिड सिस्टम की विफलता की स्थिति में, यह बाहरी कारकों के कम प्रभाव और बिजली की लागत को कम करने के साथ, पावर ग्रिड सिस्टम में उपयोग के लिए संग्रहीत डीसी पावर को सीधे एसी पावर में परिवर्तित कर सकता है।