मागील years० वर्षांत, २०२१ मध्ये अंदाजे २,, 3०० तेरावॅट-तासांच्या अंदाजे वापरासह जागतिक विजेच्या वापरामध्ये सतत वाढ झाली आहे. उद्योग .0.० च्या दिशेने संक्रमणासह, जगभरात उर्जेच्या मागणीत वाढ झाली आहे. औद्योगिक आणि इतर आर्थिक क्षेत्रांच्या उर्जा आवश्यकतांचा समावेश न करता ही संख्या दरवर्षी वाढत आहे. ग्रीनहाऊस वायूंच्या अत्यधिक उत्सर्जनामुळे या औद्योगिक शिफ्ट आणि उच्च-शक्तीचा वापर अधिक मूर्त हवामान बदलांच्या प्रभावांसह केला जातो. सध्या बहुतेक वीज निर्मितीची वनस्पती आणि सुविधा अशा मागण्या पूर्ण करण्यासाठी जीवाश्म इंधन स्त्रोतांवर (तेल आणि गॅस) जास्त अवलंबून असतात. या हवामान चिंता पारंपारिक पद्धतींचा वापर करून अतिरिक्त उर्जा निर्मितीस प्रतिबंधित करतात. अशाप्रकारे, नूतनीकरणयोग्य स्त्रोतांकडून सतत आणि विश्वासार्ह उर्जेचा पुरवठा सुनिश्चित करण्यासाठी कार्यक्षम आणि विश्वासार्ह उर्जा साठवण प्रणालीचा विकास वाढत्या प्रमाणात महत्त्वपूर्ण बनला आहे.

ऊर्जा क्षेत्राने नूतनीकरणयोग्य उर्जा किंवा “ग्रीन” सोल्यूशन्सकडे वळून प्रतिसाद दिला आहे. सुधारित उत्पादन तंत्राद्वारे संक्रमणास मदत केली गेली आहे, उदाहरणार्थ पवन टर्बाइन ब्लेडचे अधिक कार्यक्षम उत्पादन होते. तसेच, संशोधक फोटोव्होल्टिक पेशींची कार्यक्षमता सुधारण्यास सक्षम आहेत, ज्यामुळे प्रति वापर क्षेत्रात ऊर्जा निर्मिती चांगली आहे. २०२१ मध्ये, सौर फोटोव्होल्टेइक (पीव्ही) स्त्रोतांमधून वीज निर्मितीमध्ये लक्षणीय वाढ झाली आहे, विक्रमी १9 TW टीएचएच पर्यंत पोहोचली आणि २०२० च्या तुलनेत २२% वाढीचे प्रतिनिधित्व केले. सौर पीव्ही तंत्रज्ञान आता जागतिक वीज निर्मितीच्या 3.6% आहे आणि सध्या ते तिसरे सर्वात मोठे नूतनीकरणयोग्य आहे. जलविद्युत आणि वारा नंतर उर्जा स्त्रोत.

तथापि, या ब्रेकथ्रू नूतनीकरणयोग्य उर्जा प्रणालीच्या काही मूळ कमतरता, मुख्यत: उपलब्धता सोडवत नाहीत. यापैकी बहुतेक पद्धती कोळसा आणि तेल उर्जा प्रकल्प म्हणून मागणीवर उर्जा देत नाहीत. सूर्य इरिडिएशन कोन आणि पीव्ही पॅनेल पोझिशनिंगवर अवलंबून सौर उर्जा आउटपुट दिवसभर भिन्नतेसह उपलब्ध असतात. हिवाळ्याच्या हंगामात आणि अतिशय ढगाळ दिवसात त्याचे उत्पादन लक्षणीय प्रमाणात कमी होते तर रात्री दरम्यान ते कोणतीही उर्जा तयार करू शकत नाही. पवन उर्जा वा wind ्याच्या गतीवर अवलंबून चढ -उतारांमुळे ग्रस्त आहे. म्हणूनच, कमी आउटपुट कालावधीत उर्जा पुरवठा टिकवून ठेवण्यासाठी या सोल्यूशन्सना उर्जा संचयन प्रणालींसह एकत्रित करणे आवश्यक आहे.

ऊर्जा संचयन प्रणाली म्हणजे काय?

नंतरच्या टप्प्यावर वापरण्यासाठी उर्जा संचयन प्रणाली ऊर्जा साठवू शकतात. काही प्रकरणांमध्ये, संग्रहित उर्जा आणि प्रदान केलेल्या उर्जा दरम्यान उर्जा रूपांतरणाचे एक प्रकार असेल. सर्वात सामान्य उदाहरण म्हणजे लिथियम-आयन बॅटरी किंवा लीड- acid सिड बॅटरी सारख्या इलेक्ट्रिक बॅटरी. ते इलेक्ट्रोड आणि इलेक्ट्रोलाइट दरम्यान रासायनिक प्रतिक्रियांच्या मार्गाने विद्युत उर्जा प्रदान करतात.

बॅटरी, किंवा बेस (बॅटरी एनर्जी स्टोरेज सिस्टम), दैनंदिन जीवनातील अनुप्रयोगांमध्ये वापरल्या जाणार्‍या सर्वात सामान्य उर्जा संचयन पद्धतीचे प्रतिनिधित्व करतात. इतर स्टोरेज सिस्टम अस्तित्त्वात आहे जसे की जलविद्युत वनस्पती जे धरणात साठवलेल्या पाण्याची संभाव्य उर्जा विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतरित करतात. खाली पडणारे पाणी विद्युत उर्जेचे उत्पादन करणार्‍या टर्बाइनचे फ्लायव्हील चालू करेल. दुसरे उदाहरण संकुचित गॅस आहे, सोडल्यानंतर गॅस टर्बाइन उत्पादक शक्तीचे चाक चालू करेल.

इतर स्टोरेज पद्धतींपासून बॅटरी काय वेगळे करते ते म्हणजे त्यांचे ऑपरेशनचे संभाव्य क्षेत्र. घरगुती अनुप्रयोग आणि मोठ्या सौर शेतात लहान उपकरणे आणि ऑटोमोबाईल वीजपुरवठा पासून, बॅटरी कोणत्याही ऑफ-ग्रीड स्टोरेज अनुप्रयोगात अखंडपणे समाकलित केल्या जाऊ शकतात. दुसरीकडे, जलविद्युत आणि संकुचित हवेच्या पद्धतींमध्ये स्टोरेजसाठी खूप मोठ्या आणि जटिल पायाभूत सुविधांची आवश्यकता असते. यामुळे खूप जास्त खर्च होतो ज्यासाठी ते न्याय्य होण्यासाठी खूप मोठ्या अनुप्रयोगांची आवश्यकता असते.

ऑफ-ग्रीड स्टोरेज सिस्टमसाठी प्रकरणे वापरा.

पूर्वी नमूद केल्याप्रमाणे, ऑफ-ग्रीड स्टोरेज सिस्टम सौर आणि पवन उर्जा यासारख्या नूतनीकरणयोग्य उर्जा पद्धतींवर वापर आणि अवलंबूनता सुलभ करू शकतात. तथापि, असे इतर अनुप्रयोग आहेत जे अशा प्रणालींचा मोठ्या प्रमाणात फायदा घेऊ शकतात

प्रत्येक शहराच्या पुरवठा आणि मागणीच्या आधारे योग्य प्रमाणात वीज प्रदान करण्याचे शहर पॉवर ग्रीड्सचे उद्दीष्ट आहे. आवश्यक शक्ती दिवसभर चढउतार होऊ शकते. ऑफ-ग्रीड स्टोरेज सिस्टमचा वापर चढउतार कमी करण्यासाठी आणि पीक मागणीच्या बाबतीत अधिक स्थिरता प्रदान करण्यासाठी केला गेला आहे. वेगळ्या दृष्टीकोनातून, ऑफ-ग्रिड स्टोरेज सिस्टम मुख्य पॉवर ग्रीडमधील किंवा अनुसूचित देखभाल कालावधी दरम्यान कोणत्याही अप्रत्याशित तांत्रिक चुकांची भरपाई करण्यासाठी फायदेशीर ठरू शकतात. वैकल्पिक उर्जा स्त्रोतांचा शोध न घेता ते वीज आवश्यकता पूर्ण करू शकतात. उदाहरणार्थ फेब्रुवारी २०२23 च्या सुरुवातीच्या काळात टेक्सास बर्फाचे वादळ असे नमूद करू शकते ज्यामुळे अंदाजे २2२,००० लोक वीज नसतात, तर हवामानाच्या कठीण परिस्थितीमुळे दुरुस्तीला उशीर झाला होता.

इलेक्ट्रिक वाहने हा आणखी एक अनुप्रयोग आहे. बॅटरीचे आयुष्य आणि उर्जा घनता मोजण्यासाठी बॅटरी मॅन्युफॅक्चरिंग आणि चार्जिंग/डिस्चार्जिंग रणनीती अनुकूल करण्यासाठी संशोधकांनी बरेच प्रयत्न केले आहेत. लिथियम-आयन बॅटरी या छोट्या क्रांतीच्या अग्रभागी आल्या आहेत आणि नवीन इलेक्ट्रिक कारमध्ये परंतु इलेक्ट्रिक बसेसमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरल्या गेल्या आहेत. या प्रकरणात चांगल्या बॅटरीमुळे मोठे मायलेज होऊ शकते परंतु योग्य तंत्रज्ञानासह चार्जिंग वेळा देखील कमी होऊ शकतात.

इतर तांत्रिक प्रगतीमुळे यूएव्ही आणि मोबाइल रोबोट्सना बॅटरीच्या विकासाचा मोठा फायदा झाला आहे. तेथे मोशन रणनीती आणि नियंत्रण रणनीती बॅटरी क्षमता आणि प्रदान केलेल्या शक्तीवर जास्त अवलंबून असतात.

एक बेस म्हणजे काय

बेस किंवा बॅटरी एनर्जी स्टोरेज सिस्टम ही एक उर्जा संचयन प्रणाली आहे जी ऊर्जा साठवण्यासाठी वापरली जाऊ शकते. ही उर्जा मुख्य ग्रीडमधून किंवा पवन ऊर्जा आणि सौर उर्जा यासारख्या नूतनीकरणयोग्य उर्जा स्त्रोतांकडून येऊ शकते. हे वेगवेगळ्या कॉन्फिगरेशनमध्ये (मालिका/समांतर) व्यवस्था केलेल्या एकाधिक बॅटरीचे बनलेले आहे आणि आवश्यकतेनुसार आकाराचे आहे. ते एका इन्व्हर्टरशी जोडलेले आहेत जे वापरासाठी डीसी पॉवरला एसी पॉवरमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी वापरले जाते. बॅटरी मॅनेजमेंट सिस्टम (बीएमएस) बॅटरीच्या अटी आणि चार्जिंग/डिस्चार्जिंग ऑपरेशनचे परीक्षण करण्यासाठी वापरली जाते.

इतर उर्जा साठवण प्रणालीच्या तुलनेत ते विशेषतः ठेवण्यासाठी/कनेक्ट करण्यासाठी लवचिक आहेत आणि त्यांना अत्यंत महागड्या पायाभूत सुविधांची आवश्यकता नाही, परंतु तरीही ते बर्‍याच किंमतीवर येतात आणि वापराच्या आधारे अधिक नियमित देखभाल आवश्यक आहे.

बेस साइजिंग आणि वापराच्या सवयी

बॅटरी एनर्जी स्टोरेज सिस्टम स्थापित करताना हाताळण्यासाठी एक महत्त्वपूर्ण बिंदू आकार आहे. किती बॅटरी आवश्यक आहेत? कोणत्या कॉन्फिगरेशनमध्ये? काही प्रकरणांमध्ये, बॅटरीचा प्रकार खर्च बचत आणि कार्यक्षमतेच्या बाबतीत दीर्घकाळापर्यंत महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावू शकतो

हे केस-दर-प्रकरण आधारावर केले जाते कारण अनुप्रयोग लहान घरांपासून मोठ्या औद्योगिक वनस्पतींमध्ये असू शकतात.

लहान घरांसाठी सर्वात सामान्य नूतनीकरणयोग्य उर्जा स्त्रोत, विशेषत: शहरी भागात, फोटोव्होल्टिक पॅनेल्स वापरुन सौर आहे. अभियंता सर्वसाधारणपणे घरगुती वीज वापराचा विचार करतील आणि विशिष्ट स्थानासाठी वर्षभर सौर विकृतीचे आश्वासन देतात. बॅटरीची संख्या आणि त्यांच्या ग्रीड कॉन्फिगरेशनची निवड वर्षाच्या सर्वात कमी सौर वीजपुरवठ्यात घरगुती मागण्यांशी जुळण्यासाठी निवडली जाते आणि संपूर्णपणे बॅटरी काढून टाकत नाहीत. हे मुख्य ग्रीडमधून संपूर्ण उर्जा स्वतंत्रतेचे समाधान गृहित धरत आहे.

तुलनेने मध्यम प्रभारी स्थिती ठेवणे किंवा बॅटरी पूर्णपणे डिस्चार्ज न करणे ही एक गोष्ट आहे जी प्रथम अंतर्ज्ञानी असू शकते. तथापि, आपण पूर्ण क्षमता काढू शकत नसल्यास स्टोरेज सिस्टम का वापरा? सिद्धांततः हे शक्य आहे, परंतु गुंतवणूकीवरील परतावा जास्तीत जास्त वाढवणारी ही रणनीती असू शकत नाही.

बेसचा मुख्य तोटा म्हणजे बॅटरीची तुलनेने जास्त किंमत. म्हणूनच, बॅटरीचे आयुष्यमान वाढविणारी एक वापराची सवय किंवा चार्जिंग/डिस्चार्जिंग रणनीती निवडणे आवश्यक आहे. उदाहरणार्थ, लीड acid सिड बॅटरी अपरिवर्तनीय नुकसानीमुळे ग्रस्त नसल्याशिवाय 50% क्षमतेपेक्षा कमी सोडल्या जाऊ शकत नाहीत. लिथियम-आयन बॅटरीमध्ये उर्जा घनता जास्त असते, दीर्घ चक्र जीवन. त्यांना मोठ्या श्रेणींचा वापर करून डिस्चार्ज देखील दिला जाऊ शकतो, परंतु हे वाढीव किंमतीच्या किंमतीवर येते. वेगवेगळ्या केमिस्ट्रीजमध्ये किंमतीत उच्च भिन्नता आहे, लीड acid सिड बॅटरी समान आकाराच्या लिथियम-आयन बॅटरीपेक्षा शेकडो ते हजारो डॉलर्स स्वस्त असू शकतात. म्हणूनच तिसर्‍या जगातील देशांमध्ये आणि गरीब समुदायांमधील सौर अनुप्रयोगांमध्ये लीड acid सिड बॅटरी सर्वाधिक वापरल्या जातात.

बॅटरीच्या कामगिरीवर त्याच्या आयुष्यादरम्यान अधोगतीमुळे मोठ्या प्रमाणात परिणाम होतो, त्यात अचानक अपयशाने संपणारी स्थिर कामगिरी नसते. त्याऐवजी, क्षमता आणि प्रदान केलेली प्रगती क्रमाने कमी होऊ शकते. सराव मध्ये, जेव्हा त्याची क्षमता त्याच्या मूळ क्षमतेच्या 80% पर्यंत पोहोचते तेव्हा बॅटरीचे आयुष्य संपले आहे. दुस words ्या शब्दांत, जेव्हा तो 20% क्षमता कमी होतो तेव्हा अनुभवतो. सराव मध्ये, याचा अर्थ कमी प्रमाणात उर्जा प्रदान केली जाऊ शकते. हे पूर्णपणे स्वतंत्र प्रणालींसाठी वापराच्या कालावधीवर आणि ईव्ही कव्हर करू शकणार्‍या मायलेजच्या प्रमाणात प्रभावित करू शकते.

विचार करण्याचा आणखी एक मुद्दा म्हणजे सुरक्षा. उत्पादन आणि तंत्रज्ञानाच्या प्रगतीसह, अलीकडील बॅटरी सर्वसाधारणपणे रासायनिकदृष्ट्या अधिक स्थिर राहिल्या आहेत. तथापि, अधोगती आणि गैरवर्तन इतिहासामुळे, पेशी थर्मल पळून जाऊ शकतात ज्यामुळे आपत्तीजनक परिणाम होऊ शकतात आणि काही प्रकरणांमध्ये ग्राहकांचे जीवन धोक्यात आणते.

म्हणूनच बॅटरीचा वापर नियंत्रित करण्यासाठी कंपन्यांनी बॅटरी मॉनिटरिंग सॉफ्टवेअर (बीएमएस) चांगले विकसित केले आहे परंतु वेळेवर देखभाल प्रदान करण्यासाठी आणि तीव्र परिणाम टाळण्यासाठी आरोग्याच्या स्थितीचे परीक्षण केले आहे.

निष्कर्ष

ग्रीड-उर्जा स्टोरेज सिस्टम मुख्य ग्रीडपासून वीज स्वातंत्र्य मिळविण्याची उत्तम संधी प्रदान करते परंतु डाउनटाइम आणि पीक लोड कालावधी दरम्यान शक्तीचा बॅकअप स्त्रोत देखील प्रदान करते. तेथे विकासामुळे हिरव्या उर्जा स्त्रोतांकडे जाण्याची सोय होईल, ज्यामुळे हवामान बदलावर उर्जा निर्मितीचा परिणाम मर्यादित होईल आणि तरीही वापरात निरंतर वाढीसह उर्जा आवश्यकतेची पूर्तता होईल.

बॅटरी एनर्जी स्टोरेज सिस्टम सर्वात सामान्यपणे वापरल्या जातात आणि वेगवेगळ्या दैनंदिन अनुप्रयोगांसाठी कॉन्फिगर करणे सर्वात सोपा आहे. त्यांच्या उच्च लवचिकतेचा प्रतिकार तुलनेने जास्त प्रमाणात केला जातो, ज्यामुळे शक्य तितक्या संबंधित आयुष्य वाढविण्यासाठी देखरेखीच्या धोरणाचा विकास होतो. सध्या, उद्योग आणि शैक्षणिकता वेगवेगळ्या परिस्थितीत बॅटरीच्या अधोगतीची तपासणी आणि समजण्यासाठी बरेच प्रयत्न करीत आहे.