नई ऊर्जा प्रौद्योगिकियों की प्रगति और दुनिया के सामने बढ़ती गंभीर पर्यावरणीय चुनौतियों के साथ, सौर और पवन ऊर्जा जैसे स्वच्छ ऊर्जा स्रोतों का अधिकतम उपयोग हमारे समय की एक प्रमुख प्राथमिकता बन गई है। इस लेख में, हम सौर ऊर्जा के उपयोग पर ध्यान केंद्रित करते हैं और सौर ऊर्जा भंडारण प्रणाली को वैज्ञानिक रूप से कैसे डिजाइन किया जाए, इस पर एक गाइड प्रदान करते हैं।
सौर ऊर्जा भंडारण प्रणालियों को डिजाइन करने में सामान्य कमियाँ
1. केवल बैटरी क्षमता पर ध्यान केंद्रित करना।
2. सभी अनुप्रयोग परिदृश्यों में केडब्ल्यू/केडब्ल्यूएच अनुपात को मानकीकृत करना (कोई सार्वभौमिक, निश्चित अनुपात नहीं है जो हर स्थिति पर लागू होता है)।
बिजली की स्तरीय लागत (एलसीओई) को कम करने और सिस्टम उपयोग में सुधार करने के लिए, किसी विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए फोटोवोल्टिक (पीवी) ऊर्जा भंडारण प्रणाली के डिजाइन में इसके दो मुख्य घटकों: पीवी सिस्टम और बैटरी सिस्टम को ध्यान में रखना चाहिए।
सौर ऊर्जा भंडारण प्रणाली को वैज्ञानिक रूप से डिजाइन करने के लिए मुख्य विचार
सही पीवी और बैटरी घटकों का चयन करने के लिए निम्नलिखित कारकों पर सावधानीपूर्वक विचार करने की आवश्यकता है:
1. सौर विकिरण स्तर
स्थानीय सौर विकिरण पीवी प्रणाली के चयन को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है। बिजली की खपत के दृष्टिकोण से, पीवी प्रणाली की उत्पादन क्षमता आदर्श रूप से दैनिक घरेलू ऊर्जा जरूरतों को पूरा करने के लिए पर्याप्त होनी चाहिए। स्थानीय सौर विकिरण और संबंधित मेट्रिक्स से संबंधित डेटा आमतौर पर ऑनलाइन पाया जा सकता है।
2. सिस्टम दक्षता
आम तौर पर, एक संपूर्ण पीवी ऊर्जा भंडारण प्रणाली में निम्नलिखित स्रोतों से लगभग 12% बिजली की हानि होती है:
· डीसी/डीसी रूपांतरण दक्षता हानि
· बैटरी चार्ज/डिस्चार्ज चक्र दक्षता हानि
· डीसी/एसी रूपांतरण दक्षता हानि
· एसी चार्जिंग दक्षता में कमी
इसके अलावा, सिस्टम संचालन के दौरान विभिन्न अपरिहार्य नुकसान-जैसे ट्रांसमिशन नुकसान, लाइन नुकसान और नियंत्रण-संबंधी नुकसान-होते हैं। इसलिए, पीवी ऊर्जा भंडारण प्रणाली को डिजाइन करते समय, यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि नियोजित बैटरी क्षमता वास्तविक परिचालन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए पर्याप्त है। पूरे सिस्टम की बिजली हानि को ध्यान में रखते हुए, आवश्यक बैटरी क्षमता की गणना निम्नानुसार की जानी चाहिए:
आवश्यक बैटरी क्षमता=डिज़ाइन की गई बैटरी क्षमता/सिस्टम दक्षता
3. प्रयोग करने योग्य बैटरी क्षमता
बैटरी विनिर्देश शीट में सूचीबद्ध "बैटरी क्षमता" और "प्रयोग योग्य क्षमता" ऊर्जा भंडारण प्रणालियों को डिजाइन करने के लिए प्रमुख संदर्भ बिंदु हैं। यदि प्रयोग करने योग्य क्षमता स्पष्ट रूप से नहीं बताई गई है, तो इसकी गणना बैटरी की कुल क्षमता को उसके डिस्चार्ज की गहराई (डीओडी) से गुणा करके की जा सकती है।
बैटरी को ऊर्जा भंडारण इन्वर्टर के साथ जोड़ते समय, डिस्चार्ज की गहराई पर विचार करना आवश्यक है; एक विशिष्ट इन्वर्टर के भीतर कॉन्फ़िगर किया गया डीओडी बैटरी की अंतर्निहित डीओडी सीमाओं से भिन्न हो सकता है।
4. पैरामीटर मिलान
ऊर्जा भंडारण प्रणाली को डिजाइन करते समय, यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है कि इन्वर्टर और बैटरी के पैरामीटर संरेखित हों। यदि पैरामीटर मेल नहीं खाते हैं, तो सिस्टम दो मानों में से निचले मान के आधार पर काम करेगा। यह बैकअप पावर मोड में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, जहां डिज़ाइनर को बैटरी चार्ज/डिस्चार्ज दरों और बिजली आपूर्ति क्षमता की गणना करने के लिए कम मूल्य का उपयोग करना चाहिए। उदाहरण के लिए, यदि नीचे दिए गए चित्र में दिखाए गए इन्वर्टर और बैटरी को जोड़ा जाता है, तो सिस्टम का अधिकतम चार्ज/डिस्चार्ज करंट 50A होगा।
5. अनुप्रयोग परिदृश्य
ऊर्जा भंडारण प्रणाली को डिजाइन करते समय अनुप्रयोग परिदृश्य एक और महत्वपूर्ण विचार है। ज्यादातर मामलों में, आवासीय ऊर्जा भंडारण प्रणालियों का उपयोग नवीकरणीय ऊर्जा की स्व-खपत दर को बढ़ाने के लिए किया जाता है - जिससे ग्रिड-आपूर्ति वाली बिजली पर निर्भरता कम हो जाती है - या बैकअप बिजली आपूर्ति के रूप में उपयोग के लिए फोटोवोल्टिक (पीवी) प्रणालियों द्वारा उत्पन्न ऊर्जा को संग्रहीत करने के लिए किया जाता है। सामान्य अनुप्रयोग परिदृश्यों में शामिल हैं:
· उपयोग का समय (टीओयू)
· बैकअप विद्युत आपूर्ति
· स्व-उपयोग
प्रत्येक परिदृश्य एक अलग डिज़ाइन तर्क का अनुसरण करता है, हालांकि ऐसे सभी तर्क अंततः विशिष्ट बिजली खपत पैटर्न पर आधारित होते हैं।