గ్రిడ్ నుండి విద్యుత్తును ఎలా నిల్వ చేయాలి?

గత 50 సంవత్సరాల్లో, ప్రపంచ విద్యుత్ వినియోగంలో నిరంతరం పెరుగుదల ఉంది, 2021 సంవత్సరంలో సుమారు 25,300 టెరావాట్ల-గంటల వాడకం ఉంది. పరిశ్రమ 4.0 వైపు పరివర్తన చెందడంతో, ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఇంధన డిమాండ్ల పెరుగుదల ఉంది. పారిశ్రామిక మరియు ఇతర ఆర్థిక రంగాల విద్యుత్ అవసరాలతో సహా ప్రతి సంవత్సరం ఈ సంఖ్యలు పెరుగుతున్నాయి. ఈ పారిశ్రామిక మార్పు మరియు అధిక-శక్తి వినియోగం గ్రీన్హౌస్ వాయువుల అధిక ఉద్గారాల కారణంగా మరింత స్పష్టమైన వాతావరణ మార్పుల ప్రభావాలతో కలుపుతారు. ప్రస్తుతం, చాలా విద్యుత్ ఉత్పత్తి ప్లాంట్లు మరియు సౌకర్యాలు అటువంటి డిమాండ్లను తీర్చడానికి శిలాజ ఇంధన వనరులపై (చమురు మరియు గ్యాస్) ఎక్కువగా ఆధారపడతాయి. ఈ వాతావరణ ఆందోళనలు సాంప్రదాయిక పద్ధతులను ఉపయోగించి అదనపు శక్తి ఉత్పత్తిని నిషేధిస్తాయి. అందువల్ల, పునరుత్పాదక వనరుల నుండి నిరంతర మరియు నమ్మదగిన శక్తి సరఫరాను నిర్ధారించడానికి సమర్థవంతమైన మరియు నమ్మదగిన ఇంధన నిల్వ వ్యవస్థల అభివృద్ధి చాలా ముఖ్యమైనది.

పునరుత్పాదక శక్తి లేదా “ఆకుపచ్చ” పరిష్కారాల వైపు మారడం ద్వారా ఇంధన రంగం స్పందించింది. మెరుగైన ఉత్పాదక పద్ధతుల ద్వారా ఈ పరివర్తన సహాయపడింది, ఉదాహరణకు విండ్ టర్బైన్ బ్లేడ్ల యొక్క మరింత సమర్థవంతమైన తయారీకి దారితీసింది. అలాగే, పరిశోధకులు కాంతివిపీడన కణాల సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచగలిగారు, ఇది వినియోగ ప్రాంతానికి మెరుగైన శక్తి ఉత్పత్తికి దారితీస్తుంది. 2021 లో, సౌర ఫోటోవోల్టాయిక్ (పివి) మూలాల నుండి విద్యుత్ ఉత్పత్తి గణనీయంగా పెరిగింది, రికార్డు 179 టిడబ్ల్యుహెచ్‌కి చేరుకుంది మరియు 2020 తో పోలిస్తే 22% వృద్ధిని సూచిస్తుంది. సౌర పివి టెక్నాలజీ ఇప్పుడు ప్రపంచ విద్యుత్ ఉత్పత్తిలో 3.6% వాటాను కలిగి ఉంది మరియు ప్రస్తుతం ఇది మూడవ అతిపెద్ద పునరుత్పాదకమైంది జలవిద్యుత్ మరియు గాలి తరువాత శక్తి వనరు.

ఏదేమైనా, ఈ పురోగతులు పునరుత్పాదక శక్తి వ్యవస్థల యొక్క కొన్ని స్వాభావిక లోపాలను పరిష్కరించవు, ప్రధానంగా లభ్యత. ఈ పద్ధతులు చాలావరకు బొగ్గు మరియు చమురు విద్యుత్ ప్లాంట్లుగా డిమాండ్‌పై శక్తిని ఉత్పత్తి చేయవు. సౌర శక్తి ఉత్పాదనలు ఉదాహరణకు రోజంతా సూర్య వికిరణ కోణాలు మరియు పివి ప్యానెల్ స్థానాలను బట్టి వైవిధ్యాలతో లభిస్తాయి. ఇది రాత్రి సమయంలో ఎటువంటి శక్తిని ఉత్పత్తి చేయదు, అయితే శీతాకాలంలో మరియు చాలా మేఘావృతమైన రోజులలో దాని ఉత్పత్తి గణనీయంగా తగ్గుతుంది. గాలి వేగాన్ని బట్టి గాలి శక్తి కూడా హెచ్చుతగ్గుల నుండి బాధపడుతుంది. అందువల్ల, తక్కువ ఉత్పత్తి వ్యవధిలో శక్తి సరఫరాను కొనసాగించడానికి ఈ పరిష్కారాలను శక్తి నిల్వ వ్యవస్థలతో కలిపి అవసరం.

శక్తి నిల్వ వ్యవస్థలు ఏమిటి?

శక్తి నిల్వ వ్యవస్థలు తరువాతి దశలో ఉపయోగించటానికి శక్తిని నిల్వ చేయగలవు. కొన్ని సందర్భాల్లో, నిల్వ చేసిన శక్తి మరియు అందించిన శక్తి మధ్య శక్తి మార్పిడి యొక్క ఒక రూపం ఉంటుంది. చాలా సాధారణ ఉదాహరణ లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు లేదా లీడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీలు వంటి ఎలక్ట్రిక్ బ్యాటరీలు. ఇవి ఎలక్ట్రోడ్లు మరియు ఎలక్ట్రోలైట్ మధ్య రసాయన ప్రతిచర్యల ద్వారా విద్యుత్ శక్తిని అందిస్తాయి.

బ్యాటరీలు, లేదా BESS (బ్యాటరీ ఎనర్జీ స్టోరేజ్ సిస్టమ్), రోజువారీ జీవిత అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించే అత్యంత సాధారణ శక్తి నిల్వ పద్ధతిని సూచిస్తుంది. ఆనకట్టలో నిల్వ చేయబడిన నీటి యొక్క సంభావ్య శక్తిని విద్యుత్ శక్తిగా మార్చే జలవిద్యుత్ మొక్కలు వంటి ఇతర నిల్వ వ్యవస్థ ఉంది. పడిపోతున్న నీరు విద్యుత్ శక్తిని ఉత్పత్తి చేసే టర్బైన్ యొక్క ఫ్లైవీల్‌ను మారుస్తుంది. మరొక ఉదాహరణ కంప్రెస్డ్ గ్యాస్, విడుదలైన తరువాత వాయువు టర్బైన్ ఉత్పత్తి చేసే శక్తి యొక్క చక్రం మారుతుంది.

ఇతర నిల్వ పద్ధతుల నుండి బ్యాటరీలను వేరుచేసేది వారి ఆపరేషన్ యొక్క సంభావ్య ప్రాంతాలు. చిన్న పరికరాలు మరియు ఆటోమొబైల్ విద్యుత్ సరఫరా నుండి గృహ అనువర్తనాలు మరియు పెద్ద సౌర పొలాల వరకు, బ్యాటరీలను ఏదైనా ఆఫ్-గ్రిడ్ నిల్వ అనువర్తనానికి సజావుగా అనుసంధానించవచ్చు. మరోవైపు, జలవిద్యుత్ మరియు సంపీడన గాలి పద్ధతులకు నిల్వ కోసం చాలా పెద్ద మరియు సంక్లిష్టమైన మౌలిక సదుపాయాలు అవసరం. ఇది చాలా ఎక్కువ ఖర్చులకు దారితీస్తుంది, ఇది సమర్థించబడటానికి చాలా పెద్ద అనువర్తనాలు అవసరం.

ఆఫ్-గ్రిడ్ నిల్వ వ్యవస్థల కోసం కేసులను ఉపయోగించండి.

ఇంతకు ముందు చెప్పినట్లుగా, ఆఫ్-గ్రిడ్ నిల్వ వ్యవస్థలు సౌర మరియు పవన శక్తి వంటి పునరుత్పాదక ఇంధన పద్ధతులపై వాడకం మరియు ఆధారపడటాన్ని సులభతరం చేస్తాయి. ఏదేమైనా, అటువంటి వ్యవస్థల నుండి ఎంతో ప్రయోజనం పొందగల ఇతర అనువర్తనాలు ఉన్నాయి

సిటీ పవర్ గ్రిడ్లు ప్రతి నగరం యొక్క సరఫరా మరియు డిమాండ్ ఆధారంగా సరైన శక్తిని అందించాలని లక్ష్యంగా పెట్టుకున్నాయి. అవసరమైన శక్తి రోజంతా హెచ్చుతగ్గులకు లోనవుతుంది. ఆఫ్-గ్రిడ్ నిల్వ వ్యవస్థలు హెచ్చుతగ్గులను ఆకర్షించడానికి మరియు గరిష్ట డిమాండ్ కేసులలో మరింత స్థిరత్వాన్ని అందించడానికి ఉపయోగించబడ్డాయి. వేరే కోణం నుండి, ఆఫ్-గ్రిడ్ నిల్వ వ్యవస్థలు ప్రధాన పవర్ గ్రిడ్‌లో లేదా షెడ్యూల్ చేసిన నిర్వహణ వ్యవధిలో ఏదైనా fore హించని సాంకేతిక లోపాన్ని భర్తీ చేయడానికి చాలా ప్రయోజనకరంగా ఉంటాయి. వారు ప్రత్యామ్నాయ ఇంధన వనరుల కోసం శోధించకుండా విద్యుత్ అవసరాలను తీర్చవచ్చు. ఫిబ్రవరి 2023 ప్రారంభంలో టెక్సాస్ మంచు తుఫానును పేర్కొనవచ్చు, ఇది శక్తి లేకుండా సుమారు 262 000 మందిని వదిలివేసింది, వాతావరణ పరిస్థితుల కారణంగా మరమ్మతులు ఆలస్యం అయ్యాయి.

ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలు మరొక అప్లికేషన్. బ్యాటరీల జీవితకాలం మరియు శక్తి సాంద్రతను మార్చడానికి బ్యాటరీ తయారీ మరియు ఛార్జింగ్/డిశ్చార్జింగ్ వ్యూహాలను ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి పరిశోధకులు చాలా కృషి చేశారు. ఈ చిన్న విప్లవంలో లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు ముందంజలో ఉన్నాయి మరియు కొత్త ఎలక్ట్రిక్ కార్లలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడ్డాయి, కానీ ఎలక్ట్రిక్ బస్సులు కూడా ఉన్నాయి. ఈ సందర్భంలో మెరుగైన బ్యాటరీలు పెద్ద మైలేజీకి దారితీస్తాయి, కానీ సరైన సాంకేతిక పరిజ్ఞానాలతో ఛార్జింగ్ సమయాన్ని కూడా తగ్గిస్తాయి.

ఇతర సాంకేతిక పురోగతి యుఎవిలు మరియు మొబైల్ రోబోట్లు బ్యాటరీ అభివృద్ధి నుండి ఎంతో ప్రయోజనం పొందాయి. అక్కడ చలన వ్యూహాలు మరియు నియంత్రణ వ్యూహాలు బ్యాటరీ సామర్థ్యం మరియు అందించిన శక్తిపై ఎక్కువగా ఆధారపడతాయి.

ఒక బెస్ అంటే ఏమిటి

బెస్ లేదా బ్యాటరీ ఎనర్జీ స్టోరేజ్ సిస్టమ్ అనేది శక్తిని నిల్వ చేయడానికి ఉపయోగించే శక్తి నిల్వ వ్యవస్థ. ఈ శక్తి ప్రధాన గ్రిడ్ నుండి లేదా పవన శక్తి మరియు సౌర శక్తి వంటి పునరుత్పాదక ఇంధన వనరుల నుండి రావచ్చు. ఇది వేర్వేరు కాన్ఫిగరేషన్లలో (సిరీస్/సమాంతరంగా) అమర్చబడిన బహుళ బ్యాటరీలతో కూడి ఉంటుంది మరియు అవసరాల ఆధారంగా పరిమాణంలో ఉంటుంది. అవి ఇన్వర్టర్‌తో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి, ఇవి ఉపయోగం కోసం డిసి శక్తిని ఎసి పవర్‌గా మార్చడానికి ఉపయోగించబడతాయి. ఎబ్యాటరీ నిర్వహణ వ్యవస్థ (BMS)బ్యాటరీ పరిస్థితులను మరియు ఛార్జింగ్/డిశ్చార్జింగ్ ఆపరేషన్‌ను పర్యవేక్షించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.

ఇతర శక్తి నిల్వ వ్యవస్థలతో పోలిస్తే, అవి ఉంచడానికి/కనెక్ట్ అవ్వడానికి ప్రత్యేకంగా సరళమైనవి మరియు అధిక ఖరీదైన మౌలిక సదుపాయాలు అవసరం లేదు, కానీ అవి ఇప్పటికీ గణనీయమైన ఖర్చుతో వస్తాయి మరియు ఉపయోగం ఆధారంగా మరింత సాధారణ నిర్వహణ అవసరం.

బెస్ పరిమాణం మరియు వినియోగ అలవాట్లు

బ్యాటరీ ఎనర్జీ స్టోరేజ్ సిస్టమ్‌ను ఇన్‌స్టాల్ చేసేటప్పుడు పరిష్కరించడానికి కీలకమైన అంశం పరిమాణం. ఎన్ని బ్యాటరీలు అవసరం? ఏ కాన్ఫిగరేషన్‌లో? కొన్ని సందర్భాల్లో, ఖర్చు ఆదా మరియు సామర్థ్యం పరంగా బ్యాటరీ రకం దీర్ఘకాలంలో కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది

అనువర్తనాలు చిన్న గృహాల నుండి పెద్ద పారిశ్రామిక మొక్కల వరకు ఉంటాయి కాబట్టి ఇది కేసుల వారీగా జరుగుతుంది.

చిన్న గృహాలకు అత్యంత సాధారణ పునరుత్పాదక శక్తి వనరు, ముఖ్యంగా పట్టణ ప్రాంతాల్లో, కాంతివిపీడన ప్యానెల్లను ఉపయోగించి సౌర. ఇంజనీర్ సాధారణంగా ఇంటి సగటు విద్యుత్ వినియోగాన్ని పరిశీలిస్తాడు మరియు నిర్దిష్ట ప్రదేశం కోసం ఏడాది అంతటా సౌర వికిరణాన్ని గాడిద చేస్తాడు. బ్యాటరీల సంఖ్య మరియు వాటి గ్రిడ్ కాన్ఫిగరేషన్ సంవత్సరంలో అతి తక్కువ సౌర విద్యుత్ సరఫరా సమయంలో ఇంటి డిమాండ్లతో సరిపోయేలా ఎంపిక చేయబడుతుంది, అయితే బ్యాటరీలను పూర్తిగా హరించడం లేదు. ఇది ప్రధాన గ్రిడ్ నుండి పూర్తి విద్యుత్ స్వతంత్రతను కలిగి ఉండటానికి ఒక పరిష్కారం.

సాపేక్షంగా మితమైన ఛార్జ్ స్థితిని ఉంచడం లేదా బ్యాటరీలను పూర్తిగా విడుదల చేయకపోవడం మొదట కౌంటర్ స్పష్టమైనది కావచ్చు. అన్నింటికంటే, నిల్వ వ్యవస్థను మనం పూర్తి సామర్థ్యాన్ని సేకరించలేకపోతే ఎందుకు ఉపయోగించాలి? సిద్ధాంతంలో ఇది సాధ్యమే, కాని ఇది పెట్టుబడిపై రాబడిని పెంచే వ్యూహం కాకపోవచ్చు.

BESS యొక్క ప్రధాన ప్రతికూలతలలో ఒకటి బ్యాటరీల సాపేక్షంగా అధిక వ్యయం. అందువల్ల, వినియోగ అలవాటును ఎంచుకోవడం లేదా బ్యాటరీ జీవితకాలం పెంచే ఛార్జింగ్/డిశ్చార్జింగ్ స్ట్రాటజీని ఎంచుకోవడం చాలా అవసరం. ఉదాహరణకు, లీడ్ యాసిడ్ బ్యాటరీలను కోలుకోలేని నష్టంతో బాధపడకుండా 50% సామర్థ్యం కంటే తక్కువ డిశ్చార్జ్ చేయలేము. లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు అధిక శక్తి సాంద్రత, దీర్ఘ చక్ర జీవితాన్ని కలిగి ఉంటాయి. పెద్ద శ్రేణులను ఉపయోగించి వాటిని కూడా డిశ్చార్జ్ చేయవచ్చు, కానీ ఇది పెరిగిన ధర ఖర్చుతో వస్తుంది. వేర్వేరు కెమిస్ట్రీల మధ్య ఖర్చులో అధిక వ్యత్యాసం ఉంది, లీడ్ యాసిడ్ బ్యాటరీలు అదే పరిమాణంలో ఉన్న లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ కంటే వందల నుండి వేల డాలర్లు చౌకగా ఉంటాయి. 3 వ ప్రపంచ దేశాలు మరియు పేద వర్గాలలో సౌర అనువర్తనాలలో లీడ్ యాసిడ్ బ్యాటరీలు ఎక్కువగా ఉపయోగించబడతాయి.

బ్యాటరీ పనితీరు దాని జీవితకాల సమయంలో అధోకరణం వల్ల ఎక్కువగా ప్రభావితమవుతుంది, దీనికి ఆకస్మిక వైఫల్యంతో ముగుస్తున్న స్థిరమైన పనితీరు లేదు. బదులుగా, సామర్థ్యం మరియు అందించినది క్రమంగా మసకబారుతుంది. ఆచరణలో, బ్యాటరీ జీవితకాలం దాని సామర్థ్యం దాని అసలు సామర్థ్యంలో 80% కి చేరుకున్నప్పుడు అయిపోయినట్లు పరిగణించబడుతుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, ఇది 20% సామర్థ్యాన్ని అనుభవించినప్పుడు. ఆచరణలో, దీని అర్థం తక్కువ శక్తిని అందించవచ్చు. ఇది పూర్తిగా స్వతంత్ర వ్యవస్థల కోసం వినియోగ కాలాలను ప్రభావితం చేస్తుంది మరియు EV కవర్ చేయగల మైలేజ్ మొత్తం.

పరిగణించవలసిన మరో విషయం భద్రత. తయారీ మరియు సాంకేతిక పరిజ్ఞానంలో పురోగతితో, ఇటీవలి బ్యాటరీలు సాధారణంగా రసాయనికంగా మరింత స్థిరంగా ఉన్నాయి. అయితే అధోకరణం మరియు దుర్వినియోగ చరిత్ర కారణంగా, కణాలు థర్మల్ రన్అవేలోకి వెళ్ళవచ్చు, ఇది విపత్తు ఫలితాలకు దారితీస్తుంది మరియు కొన్ని సందర్భాల్లో వినియోగదారుల జీవితాన్ని ప్రమాదంలో పడేస్తుంది.

అందువల్ల కంపెనీలు బ్యాటరీ వినియోగాన్ని నియంత్రించడానికి మెరుగైన బ్యాటరీ పర్యవేక్షణ సాఫ్ట్‌వేర్ (బిఎంఎస్) ను అభివృద్ధి చేశాయి, అయితే సకాలంలో నిర్వహణను అందించడానికి మరియు తీవ్ర పరిణామాలను నివారించడానికి ఆరోగ్య స్థితిని కూడా పర్యవేక్షిస్తాయి.

ముగింపు

గ్రిడ్-ఎనర్జీ స్టోరేజ్ సిస్టమ్స్ ప్రధాన గ్రిడ్ నుండి విద్యుత్ స్వాతంత్ర్యాన్ని సాధించడానికి గొప్ప అవకాశాన్ని అందిస్తాయి, కానీ డౌన్‌టైమ్స్ మరియు గరిష్ట లోడ్ వ్యవధిలో శక్తి యొక్క బ్యాకప్ మూలాన్ని కూడా అందిస్తాయి. అక్కడ అభివృద్ధి పచ్చటి ఇంధన వనరుల వైపు మారడానికి వీలు కల్పిస్తుంది, తద్వారా వాతావరణ మార్పులపై శక్తి ఉత్పత్తి యొక్క ప్రభావాన్ని పరిమితం చేస్తుంది, అయితే శక్తి అవసరాలను వినియోగంలో స్థిరమైన పెరుగుదలతో తీర్చగలదు.

బ్యాటరీ ఎనర్జీ స్టోరేజ్ సిస్టమ్స్ ఎక్కువగా ఉపయోగించబడేవి మరియు వేర్వేరు రోజువారీ అనువర్తనాల కోసం కాన్ఫిగర్ చేయడానికి సులభమైనవి. వారి అధిక వశ్యత సాపేక్షంగా అధిక వ్యయంతో ఎదుర్కోబడుతుంది, ఇది సాధ్యమైనంతవరకు సంబంధిత ఆయుష్షును పొడిగించడానికి పర్యవేక్షణ వ్యూహాల అభివృద్ధికి దారితీస్తుంది. ప్రస్తుతం, పరిశ్రమ మరియు అకాడెమియా వివిధ పరిస్థితులలో బ్యాటరీ క్షీణతను పరిశోధించడానికి మరియు అర్థం చేసుకోవడానికి చాలా ప్రయత్నాలు చేస్తున్నాయి.

సంబంధిత వ్యాసం:

BMS వ్యవస్థ అంటే ఏమిటి?

అనుకూలీకరించిన శక్తి పరిష్కారాలు - శక్తి ప్రాప్యతకు విప్లవాత్మక విధానాలు

పునరుత్పాదక శక్తిని పెంచడం: బ్యాటరీ పవర్ స్టోరేజ్ పాత్ర

పునరుత్పాదక ట్రక్ ఆల్-ఎలక్ట్రిక్ APU (సహాయక పవర్ యూనిట్) సాంప్రదాయ ట్రక్ APUS ను ఎలా సవాలు చేస్తుంది

మెరైన్ ఎనర్జీ స్టోరేజ్ సిస్టమ్స్ కోసం బ్యాటరీ టెక్నాలజీలో పురోగతి