सौर ऊर्जा भंडारण प्रणाली के मुख्य उपकरण में बिजली रूपांतरण, भंडारण, निगरानी, प्रबंधन और सुरक्षा संरक्षण की पूरी प्रक्रिया शामिल है। इसे मुख्य रूप से पांच घटकों में वर्गीकृत किया गया है: पावर रूपांतरण प्रणाली (पीसीएस), ऊर्जा भंडारण बैटरी प्रणाली, बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस), ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली (ईएमएस), और सहायक उपकरण।
विद्युत रूपांतरण प्रणाली (पीसीएस)
यह प्रत्यक्ष धारा (डीसी) और प्रत्यावर्ती धारा (एसी) के बीच द्विदिशीय रूपांतरण के लिए मुख्य उपकरण है, जो सौर ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के लिए ग्रिड-बंधे और ऑफ-ग्रिड संचालन को सक्षम बनाता है:
(i) ग्रिड-बंधे पीसीएस: फोटोवोल्टिक (पीवी) सरणी और ऊर्जा भंडारण बैटरियों को सार्वजनिक पावर ग्रिड से जोड़ता है। यह उत्पन्न होने वाली और साइट पर खपत न होने वाली अतिरिक्त सौर ऊर्जा को ग्रिड में डालने की अनुमति देता है, या ऑफ-पीक अवधि के दौरान बिजली को बैटरी में संग्रहीत करने में सक्षम बनाता है। यह पीक-शेविंग/वैली-फिलिंग (आर्बिट्रेज) और ग्रिड डिस्पैच समन्वय जैसे कार्यों का समर्थन करता है। मुख्यधारा की बिजली रेटिंग 3 किलोवाट से 100 मेगावाट तक होती है।
(ii) ऑफ-ग्रिड पीसीएस: स्वतंत्र माइक्रोग्रिड परिदृश्यों के लिए डिज़ाइन किया गया, यह सिस्टम सार्वजनिक ग्रिड पर निर्भरता के बिना संचालित होता है। यह अतिरिक्त ऊर्जा का भंडारण करते हुए लोड को सीधे सौर ऊर्जा की आपूर्ति करता है, "आइलैंडेड" (स्टैंडअलोन) ऑपरेशन के दौरान एक स्थिर बिजली आपूर्ति सुनिश्चित करता है।
ऊर्जा भंडारण बैटरी प्रणाली
यह सौर ऊर्जा भंडारण के लिए प्राथमिक माध्यम के रूप में कार्य करता है। लिथियम आयरन फॉस्फेट (LiFePO4) बैटरियां वर्तमान में सौर ऊर्जा भंडारण अनुप्रयोगों के लिए मुख्यधारा की पसंद हैं, जो उनके लंबे चक्र जीवन और उत्कृष्ट तापीय स्थिरता के लिए पसंदीदा हैं:
(i) बैटरी सेल और मॉड्यूल: अलग-अलग बैटरी सेल को श्रृंखला और/या समानांतर कॉन्फ़िगरेशन में मानकीकृत मॉड्यूल में इकट्ठा किया जाता है, जो विशिष्ट शक्ति और क्षमता आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए तैयार किया जाता है।
(ii) बैटरी क्लस्टर और स्टोरेज कैबिनेट: कई मॉड्यूल को बैटरी क्लस्टर में इकट्ठा किया जाता है, थर्मल प्रबंधन और अग्नि-दमन इंटरफेस के साथ एकीकृत किया जाता है, और कैबिनेट के भीतर रखा जाता है। बड़े पैमाने पर उपयोगिता-ग्रेड बिजली संयंत्र आमतौर पर कंटेनरीकृत भंडारण इकाइयों का उपयोग करते हैं, जबकि आवासीय अनुप्रयोग अक्सर छोटे, दीवार पर लगे या फर्श पर खड़े अलमारियाँ का उपयोग करते हैं।
बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस)
ऊर्जा भंडारण बैटरियों की पूर्ण-जीवनचक्र निगरानी और सुरक्षा संरक्षण के लिए जिम्मेदार:
1. व्यक्तिगत बैटरी कोशिकाओं से वोल्टेज, तापमान और चार्ज/डिस्चार्ज करंट सहित डेटा का वास्तविक समय संग्रह, इस जानकारी को ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली (ईएमएस) में प्रेषित किया जाता है।
2. ओवरचार्जिंग या ओवर-डिस्चार्जिंग को रोकने के लिए बैटरी मॉड्यूल में चार्ज की स्थिति को संतुलित करना, जिससे बैटरी की समग्र सेवा जीवन का विस्तार होता है . 3. सुरक्षा सुरक्षा तंत्र को ट्रिगर करता है - जैसे कि अधिक तापमान, शॉर्ट-सर्किट, या इन्सुलेशन दोषों के लिए - प्रभावित सर्किट को तेजी से डिस्कनेक्ट करने और सुरक्षा जोखिमों को कम करने के लिए।
ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली (ईएमएस)
शेड्यूलिंग और नियंत्रण के लिए मूल के रूप में कार्य करते हुए, ईएमएस संपूर्ण ऊर्जा भंडारण प्रणाली के संचालन का समन्वय करता है:
1. इष्टतम चार्ज/डिस्चार्ज रणनीतियों को उत्पन्न करने के लिए फोटोवोल्टिक (पीवी) सरणी आउटपुट, ग्रिड बिजली मूल्य निर्धारण और लोड खपत पर डेटा एकत्र करता है।
2. चार्जिंग और डिस्चार्जिंग को स्वचालित करने के लिए ऊर्जा भंडारण इन्वर्टर और बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस) के साथ समन्वय करता है, जो स्व-उपभोग, पीक-वैली आर्बिट्रेज और ग्रिड फ्रीक्वेंसी विनियमन जैसे विभिन्न परिचालन मोड का समर्थन करता है।
3. ग्रिड से जुड़े रहने के दौरान बिजली प्रेषण का प्रबंधन करता है, ग्रिड स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए ग्रिड की ओर से बिजली विनियमन आदेशों का जवाब देता है।
सहायक उपकरण
1. अग्नि सुरक्षा और सुरक्षा उपकरण: ऊर्जा भंडारण अलमारियाँ अंतर्निहित धूम्रपान डिटेक्टरों और तापमान सेंसर से सुसज्जित हैं। बड़े पैमाने पर बिजली स्टेशनों को आग दमन प्रणालियों से सुसज्जित किया जाता है - जैसे कि हेप्टाफ्लोरोप्रोपेन (एचएफसी-227ईए) या एयरोसोल एजेंटों का उपयोग करने वाले - जिन्हें राष्ट्रीय मानक जीबी 55015, "इमारतों में अग्नि सुरक्षा के लिए सामान्य कोड" के अनुपालन में योग्य कर्मियों द्वारा स्थापित किया जाना चाहिए।
2. थर्मल प्रबंधन प्रणाली: आवासीय प्रणालियाँ आमतौर पर एयर-कूलिंग का उपयोग करती हैं, जबकि बड़े पैमाने के बिजली स्टेशन आमतौर पर तरल-शीतलन प्रणाली का उपयोग करते हैं। ये बैटरी ऑपरेटिंग तापमान को 25 डिग्री से 35 डिग्री की इष्टतम सीमा के भीतर बनाए रखते हैं, जिससे बैटरी के चक्र जीवन का विस्तार होता है।
3. एसी/डीसी बिजली वितरण और बिजली संरक्षण: इसमें लो-वोल्टेज स्विचगियर, डीसी वितरण कैबिनेट, स्टेप-अप ट्रांसफार्मर (बड़े पैमाने के बिजली स्टेशनों के लिए), और बिजली संरक्षण/ग्राउंडिंग उपकरण शामिल हैं। ये घटक विद्युत सुरक्षा सुनिश्चित करते हैं और राष्ट्रीय मानक जीबी 50054, "लो-वोल्टेज विद्युत प्रतिष्ठानों के डिजाइन के लिए कोड" का अनुपालन करते हैं।
4. रिमोट मॉनिटरिंग टर्मिनल: उपकरण की स्थिति को दूरस्थ रूप से देखने में सक्षम बनाता है और गलती अलर्ट प्रदान करता है, जिससे संचालन और रखरखाव (ओ एंड एम) कर्मियों को किसी भी विसंगति पर तेजी से प्रतिक्रिया करने की अनुमति मिलती है।