माइक्रोग्रिड अनुप्रयोगों के लिए सही ऊर्जा भंडारण बैटरी कैसे चुनें?

जिस किसी ने भी माइक्रोग्रिड परियोजना का प्रबंधन किया है, उसे इस समस्या का सामना करना पड़ा है: एक बैटरी जो एक स्पेक शीट पर बिल्कुल पर्याप्त दिखती थी, वह उस समय संघर्ष करने लगती है जब सिस्टम को मुख्य ग्रिड से खुद को अलग करने की आवश्यकता होती है। वोल्टेज एक सेकंड के एक अंश के लिए कम हो जाता है, संवेदनशील उपकरण ऑफ़लाइन हो जाता है, और ऑपरेटर को उस विफलता का निवारण करने के लिए छोड़ दिया जाता है जो एक मानक बैकअप बैटरी के कारण कभी नहीं होती, क्योंकि एक मानक बैकअप बैटरी को पहली बार में यह काम करने के लिए कभी नहीं कहा गया था।

किसी भी अन्य बैटरी ऊर्जा भंडारण खरीद की तरह माइक्रोग्रिड बैटरी चयन का इलाज करने में यह मुख्य मुद्दा है। जब ग्रिड गिरता है तो होम बैकअप सिस्टम को चालू करने की आवश्यकता होती है। एक माइक्रोग्रिड बैटरी को ऑपरेटिंग मोड को इतनी सहजता से स्विच करते समय सौर, पवन, जनरेटर और संभवतः अन्य बैटरी इकाइयों के साथ समन्वय करने की आवश्यकता होती है ताकि कनेक्टेड लोड कभी भी संक्रमण को नोटिस न करें।

ग्रिड से बंधी बनाम द्वीपीय संचालन आवश्यकताओं ग्रिड से जुड़ी मोड में, बैटरी ज्यादातर पीक शेविंग, लोड शिफ्टिंग, या अतिरिक्त नवीकरणीय उत्पादन को अवशोषित करने जैसे कार्यों को काफी आराम से प्रतिक्रिया विंडो के साथ संभालती है। आइलैंडेड मोड में, बैटरी प्रभावी रूप से ग्रिड बन जाती है, जो स्वयं स्थिर वोल्टेज और आवृत्ति बनाए रखने के लिए जिम्मेदार होती है, अक्सर कई सेकंड के बजाय कुछ चक्रों की प्रतिक्रिया विंडो के भीतर।

एक माइक्रोग्रिड बैटरी को आमतौर पर आइलैंडिंग के दौरान स्वीकार्य सीमा के भीतर वोल्टेज और आवृत्ति को बनाए रखने के लिए लगभग 100 से 200 मिलीसेकंड के भीतर अचानक लोड या पीढ़ी परिवर्तन का जवाब देने की आवश्यकता होती है। इसके विपरीत, एक मानक बैकअप बैटरी आमतौर पर कई सेकंड के करीब एक प्रतिक्रिया विंडो के आसपास डिज़ाइन की जाती है, जो कि मुख्य ग्रिड से डिस्कनेक्ट होते ही माइक्रोग्रिड को खुद को स्थिर करने के लिए बहुत धीमी होती है।

ऊर्जा भंडारण बैटरी प्रबंधन प्रणाली की भूमिका

एक माइक्रोग्रिड शायद ही कभी एक बैटरी बैंक पर चलता है। यह आम तौर पर सौर इनवर्टर, जनरेटर और कभी-कभी पूरी तरह से दूसरी भंडारण प्रणाली के साथ-साथ कई बैटरी रैक का समन्वय करता है। ऊर्जा भंडारण बैटरी प्रबंधन प्रणाली वह है जो इन सभी घटकों को एक-दूसरे से बात करती रहती है, चार्ज और डिस्चार्ज कर्तव्यों को आवंटित करती है ताकि किसी भी इकाई को अधिक काम न करना पड़े जबकि अन्य बेकार बैठे रहें।

माइक्रोग्रिड नेटवर्क पर चार्ज संतुलन की स्थिति

उचित चार्ज संतुलन की स्थिति के बिना, मल्टी-यूनिट सिस्टम में अलग-अलग बैटरी रैक बार-बार चक्रों में अलग हो सकते हैं, कुछ इकाइयां दूसरों से पहले पूर्ण चार्ज या पूर्ण डिस्चार्ज तक पहुंच जाती हैं। एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किया गया बीएमएस इस बहाव को एक तंग बैंड के भीतर रखता है, आमतौर पर इकाइयों में चार्ज भिन्नता के 2 से 3 प्रतिशत राज्य के भीतर, जो बैटरी जीवन काल की रक्षा करता है और पूरे सिस्टम को कई बेमेल परिसंपत्तियों के बजाय एक समन्वित परिसंपत्ति के रूप में कार्य करता रहता है।

माइक्रोग्रिड उपयोग के लिए बैटरी प्रणाली का मूल्यांकन करते समय, मानक स्थिर भंडारण परियोजना की तुलना में निम्नलिखित कारक अधिक मायने रखते हैं:

द्वीपीय परिस्थितियों में प्रतिक्रिया समय, आदर्श रूप से सेकंड के बजाय मिलीसेकंड में आंका गया है

साइकिल जीवन दैनिक या लगभग -दैनिक साइकिल चलाने के लिए उपयुक्त है, क्योंकि माइक्रोग्रिड अक्सर सामान्य होम बैकअप सिस्टम की तुलना में अधिक बार साइकिल चलाते हैं

बीएमएस और माइक्रोग्रिड नियंत्रक के बीच संचार प्रोटोकॉल संगतता, क्योंकि यहां एक बेमेल उचित समन्वय को रोक सकता है, भले ही बैटरी हार्डवेयर स्वयं अच्छा हो, थर्मल प्रबंधन डिजाइन त्वरित गिरावट के बिना निरंतर उच्च आवृत्ति साइक्लिंग को संभालने में सक्षम हो। ग्रिड इंटरकनेक्शन के लिए प्रासंगिक प्रमाणन, न कि केवल सामान्य बैटरी सुरक्षा मानकों के लिए।

अधिकांश माइक्रोग्रिड परियोजनाओं के लिए, LiFePO4 व्यावहारिक डिफ़ॉल्ट बन गया है, इसका मुख्य कारण लगातार दैनिक उपयोग के तहत इसका लंबा चक्र जीवन और इसका व्यापक थर्मल स्थिरता मार्जिन है, ये दोनों एक माइक्रोग्रिड में अधिक मायने रखते हैं जो एक बैकअप सिस्टम की तुलना में लगातार चक्र करता है जो एक समय में कई हफ्तों तक निष्क्रिय रह सकता है। जैसा कि कहा गया है, रसायन शास्त्र अकेले प्रदर्शन का निर्धारण नहीं करता है। अलग-अलग निर्माताओं के दो LiFePO4 सिस्टम द्वीपीय संचालन में बहुत अलग-अलग व्यवहार कर सकते हैं, यह पूरी तरह से इस बात पर निर्भर करता है कि उनका BMS कितनी अच्छी तरह से इंजीनियर किया गया है।

सौर ऊर्जा को बैटरी भंडारण के साथ जोड़ने वाली एक सामुदायिक माइक्रोग्रिड परियोजना में पाया गया कि इसकी मूल बैटरी प्रबंधन प्रणाली परीक्षण के दौरान ग्रिड से बंधे और द्वीपीय मोड के बीच सुचारू रूप से काम करने में संघर्ष कर रही थी, जिससे हर बार संक्रमण होने पर थोड़े समय के लिए वोल्टेज कम हो जाता था। विशेष रूप से उप-200-मिलीसेकंड आइलैंडिंग प्रतिक्रिया के लिए रेट किए गए बीएमएस के साथ बैटरी सिस्टम में अपग्रेड करने से समस्या का समाधान हो गया, जिससे कनेक्टेड लोड में किसी भी ध्यान देने योग्य व्यवधान के बिना संक्रमण हो सका। यह एक उपयोगी अनुस्मारक है कि बैटरी सेल स्वयं कभी भी बाधा नहीं थे। इनका समन्वय बीएमएस कर रहा था.

अमेरिका में ग्रिड इंटरकनेक्शन के लिए बनाई गई माइक्रोग्रिड बैटरी प्रणालियों को आमतौर पर मानक यूएल 9540 और यूएल 1973 सुरक्षा प्रमाणपत्रों के साथ-साथ आईईईई 1547 आवश्यकताओं को पूरा करने की आवश्यकता होती है जो यह नियंत्रित करती हैं कि वितरित ऊर्जा संसाधन ग्रिड के साथ कैसे इंटरैक्ट करते हैं। इन प्रमाणपत्रों की पहले से पुष्टि करने से उपकरण पहले ही खरीदे और स्थापित किए जाने के बाद इंटरकनेक्शन अनुमोदन में देरी से बचा जा सकता है।

यह देखते हुए कि माइक्रोग्रिड का वास्तविक प्रदर्शन कितनी हद तक कच्ची बैटरी विशिष्टताओं के बजाय बीएमएस इंजीनियरिंग पर निर्भर करता है, किसी भी ऊर्जा भंडारण बैटरी निर्माता से पूछना उचित है जिसका आप वास्तविक द्वीप प्रतिक्रिया समय डेटा के लिए मूल्यांकन कर रहे हैं, न कि केवल चक्र जीवन और क्षमता के आंकड़ों के लिए। एक गंभीर ऊर्जा भंडारण बैटरी फैक्ट्री को यह जानने में सक्षम होना चाहिए कि उनका बीएमएस बहु-इकाई समन्वय को कैसे संभालता है, और एक भरोसेमंद थोक बैटरी ऊर्जा भंडारण आपूर्तिकर्ता को पारदर्शी होना चाहिए कि उनका सिस्टम तीसरे पक्ष के माइक्रोग्रिड नियंत्रकों के लिए कौन से संचार प्रोटोकॉल का समर्थन करता है।