पिछले कुछ वर्षों में स्मार्ट होम सोलर एनर्जी स्टोरेज सिस्टम अधिक प्रचलित हो गए हैं। परिवार को दिन-रात हरित ऊर्जा मिल सकती है, और सौर ऊर्जा से आपको ऊर्जा की ऊंची कीमतों की चिंता नहीं करनी पड़ती। इससे आपके बिजली बिल में बचत होती है और यह सुनिश्चित होता है कि हर किसी का जीवन स्तर बेहतर हो।
दिन के दौरान, घर का सौर ऊर्जा भंडारण सिस्टम सौर ऊर्जा को स्वचालित रूप से एकत्रित और संग्रहित करता है ताकि रात में इसका उपयोग किया जा सके। बिजली अचानक गुल हो जाने पर, सिस्टम तुरंत बैकअप पावर स्रोत पर स्विच कर सकता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि सभी लाइटें, उपकरण और अन्य मशीनें सुचारू रूप से काम करती रहें। बिजली का उपयोग न होने पर घर के ऊर्जा भंडारण सिस्टम में लगा बैटरी पैक अपने आप चार्ज हो सकता है। इस तरह, बिजली गुल होने पर या बिजली की सबसे अधिक आवश्यकता होने पर इसका उपयोग किया जा सकता है। आपदा की स्थिति में घर के ऊर्जा भंडारण उपकरण को बैकअप पावर स्रोत के रूप में उपयोग किया जा सकता है। यह बिजली के उपयोग के भार को संतुलित भी कर सकता है, जिससे परिवार के बिजली बिलों में बचत होती है। एक स्मार्ट होम सौर ऊर्जा भंडारण सिस्टम एक छोटे ऊर्जा भंडारण पावर स्टेशन की तरह काम करता है और शहरों में पावर ग्रिड के दबाव से अप्रभावित रहता है।
पेशेवरों के लिए प्रश्नचिह्न?
इतने शक्तिशाली घरेलू सौर ऊर्जा भंडारण प्रणाली में कौन-कौन से भाग होते हैं और यह किस पर निर्भर करती है? घरेलू सौर ऊर्जा भंडारण के कितने प्रकार के समाधान उपलब्ध हैं? सही घरेलू सौर ऊर्जा भंडारण प्रणाली का चयन करना क्यों महत्वपूर्ण है?
सीईएम नो-हाउ "सेकेंड्स"
घर के लिए सौर ऊर्जा भंडारण प्रणाली क्या है?
घरेलू फोटोवोल्टिक ऊर्जा भंडारण प्रणाली में एक सौर फोटोवोल्टिक रूपांतरण प्रणाली और एक ऊर्जा भंडारण उपकरण प्रणाली शामिल होती है। यह सूर्य द्वारा उत्पन्न बिजली को संग्रहित कर सकती है। इस प्रकार की व्यवस्था से लोग दिन के दौरान बिजली बना सकते हैं और अतिरिक्त बिजली को रात में या कम रोशनी होने पर उपयोग के लिए संग्रहित कर सकते हैं।
घरेलू सौर ऊर्जा भंडारण प्रणालियों को समूहों में वर्गीकृत करना
फिलहाल, घरेलू ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के दो प्रकार हैं: वे जो ग्रिड से जुड़ी हैं और वे जो ग्रिड से नहीं जुड़ी हैं।
घर के लिए ग्रिड से जुड़ा ऊर्जा भंडारण समाधान
इसके पाँच प्रमुख भाग सोलर पैनल, ग्रिड-कनेक्टेड इनवर्टर, बैटरी मैनेजमेंट सिस्टम (बीएमएस) और एसी लोड हैं। पीवी पैनल और ऊर्जा भंडारण प्रणाली मिलकर डिवाइस को पावर प्रदान करते हैं। जब बिजली चालू होती है, तो पीवी ग्रिड-कनेक्टेड सिस्टम और बिजली दोनों लोड को पावर प्रदान करते हैं। जब बिजली चली जाती है, तो पीवी ग्रिड-कनेक्टेड सिस्टम और ऊर्जा भंडारण प्रणाली दोनों मिलकर लोड को पावर प्रदान करते हैं। ग्रिड-कनेक्टेड होम एनर्जी स्टोरेज सिस्टम तीन तरीकों से काम कर सकता है: मोड 1: पीवी ऊर्जा संग्रहित करता है और अतिरिक्त बिजली इंटरनेट को भेजता है; मोड 2: पीवी ऊर्जा संग्रहित करता है और उपयोगकर्ता की कुछ बिजली संबंधी जरूरतों को पूरा करने में मदद करता है; और मोड 3: पीवी केवल कुछ ऊर्जा संग्रहित करता है।
घर पर ऊर्जा भंडारण के लिए ऑफ-ग्रिड विधि
यह पीवी इन्वर्टर ग्रिड से अलग है और इसे ग्रिड से जोड़ने की आवश्यकता नहीं है, इसलिए यह काम कर सकता है। इसका मतलब है कि पूरे सिस्टम को ग्रिड से कनेक्ट करने वाले कनवर्टर की आवश्यकता नहीं है। ऑफ-ग्रिड होम एनर्जी स्टोरेज सिस्टम के तीन अलग-अलग कार्य मोड हैं। मोड 1 में, पीवी धूप वाले दिनों में ऊर्जा भंडारण और उपयोगकर्ता को बिजली प्रदान करता है। मोड 2 में, पीवी और स्टोरेज बैटरी बादल वाले दिनों में उपयोगकर्ता को बिजली प्रदान करते हैं। और मोड 3 में, स्टोरेज बैटरी अंधेरे और बारिश वाले दिनों में उपयोगकर्ता को बिजली प्रदान करती है।
एक इन्वर्टर घरेलू ऊर्जा भंडारण प्रणाली का मस्तिष्क और हृदय होता है। इसे सिस्टम से अलग नहीं किया जा सकता, चाहे वह ग्रिड से जुड़ा हो या नहीं।
क्या इसके लिए कोई शब्द है?
इन्वर्टर विद्युत प्रणालियों का एक सामान्य भाग है। यह डीसी विद्युत (बैटरी या आरक्षित बैटरी से) को एसी विद्युत (220V 50Hz साइन या स्क्वायर वेव) में परिवर्तित कर सकता है। सरल शब्दों में कहें तो, इन्वर्टर एक ऐसी मशीन है जो प्रत्यक्ष धारा (डीसी) को प्रत्यावर्ती धारा (एसी) में परिवर्तित करती है। इसमें एक कनवर्टर ब्रिज, नियंत्रण लॉजिक और एक फ़िल्टर सर्किट होता है। रेक्टिफायर डायोड और थायरिस्टर इसके दो सामान्य भाग हैं। अधिकांश कंप्यूटर और घरेलू उपकरणों में रेक्टिफायर (डीसी से एसी) उनके विद्युत आपूर्ति में अंतर्निहित होते हैं। इन्हें इन्वर्टर कहा जाता है।
ट्रांसफॉर्मर इस प्रणाली का इतना महत्वपूर्ण हिस्सा क्यों हैं?
एसी (AC) संचरण डीसी (DC) संचरण से बेहतर काम करता है और इसका उपयोग कई स्थानों पर ऊर्जा भेजने के लिए किया जाता है। तार द्वारा प्रेषित धारा में कितनी शक्ति हानि होती है, यह आप P=I²R समीकरण का उपयोग करके ज्ञात कर सकते हैं, जिसका अर्थ है "शक्ति = धारा प्रतिरोध का वर्ग"। ऊर्जा हानि को कम करने के लिए, आपको या तो तार द्वारा प्रेषित धारा को कम करना होगा या उसके प्रतिरोध को कम करना होगा। संचरण लाइनों (जैसे तांबे के तारों) के प्रतिरोध को कम करना कठिन है क्योंकि इसमें बहुत पैसा खर्च होता है और इसके लिए बहुत अधिक वैज्ञानिक जानकारी की आवश्यकता होती है। इसका अर्थ है कि एकमात्र प्रभावी तरीका प्रेषित शक्ति को कम करना है। शक्ति = धारा x वोल्टेज, या अधिक सटीक रूप से, प्रभावी शक्ति = IUcosφ। ऊर्जा बचाने के लिए, प्रत्यक्ष धारा को प्रत्यावर्ती धारा में बदलकर और ग्रिड के वोल्टेज को बढ़ाकर लाइनों में धारा को कम किया जा सकता है।
इसी प्रकार, सौर फोटोवोल्टिक ऊर्जा उत्पादन में फोटोवोल्टिक पैनलों का उपयोग करके डीसी ऊर्जा उत्पन्न की जाती है। हालांकि, कई लोड को एसी ऊर्जा की आवश्यकता होती है। डीसी ऊर्जा स्रोत प्रणालियों में कुछ समस्याएं हैं। वोल्टेज को बदलना आसान नहीं है, और उपयोग किए जा सकने वाले लोड सीमित हैं। कुछ विशिष्ट पावर लोड को छोड़कर, सभी लोड को डीसी ऊर्जा को एसी ऊर्जा में बदलने के लिए इन्वर्टर का उपयोग करना पड़ता है। फोटोवोल्टिक कनवर्टर सौर फोटोवोल्टिक ऊर्जा प्रणाली का सबसे महत्वपूर्ण भाग है। यह फोटोवोल्टिक मॉड्यूल से प्राप्त डीसी ऊर्जा को एसी ऊर्जा में परिवर्तित करता है, जिसे फिर लोड या पावर स्रोत को भेजा जाता है और पावर इलेक्ट्रॉनिक्स की सुरक्षा करता है। पावर मॉड्यूल, कंट्रोल सर्किट बोर्ड, सर्किट ब्रेकर, फिल्टर, रिएक्टर, ट्रांसफार्मर, कॉन्टैक्टर, कैबिनेट और अन्य भाग मिलकर एक पीवी इन्वर्टर बनाते हैं। इलेक्ट्रॉनिक भागों की प्री-प्रोसेसिंग, मशीन असेंबली, परीक्षण, मशीन पैकिंग और अन्य चरण उत्पादन प्रक्रिया का हिस्सा हैं। इन चरणों का विकास पावर इलेक्ट्रॉनिक्स प्रौद्योगिकी, सेमीकंडक्टर डिवाइस प्रौद्योगिकी और आधुनिक नियंत्रण प्रौद्योगिकी में हुई प्रगति पर निर्भर करता है।
विभिन्न प्रकार के इन्वर्टर
इन्वर्टर को मोटे तौर पर इन तीन समूहों में विभाजित किया जा सकता है:
1. ग्रिड से जुड़ा इन्वर्टर
डीसी को एसी में बदलने के साथ-साथ, ग्रिड से जुड़ा इन्वर्टर अपने आउटपुट एसी को बिजली आपूर्ति की आवृत्ति और फेज के साथ सिंक्रनाइज़ कर सकता है। इसका मतलब है कि आउटपुट एसी को बिजली आपूर्ति में वापस भेजा जा सकता है। दूसरे शब्दों में, ग्रिड से जुड़ा इन्वर्टर सिंक्रोनस तरीके से बिजली आपूर्ति लाइन से जुड़ सकता है। यह इन्वर्टर बिना बैटरी के भी उपयोग में न आने वाली बिजली को ग्रिड में भेज सकता है, और इसके इनपुट सर्किट को एमटीटीपी तकनीक के साथ काम करने के लिए बनाया जा सकता है।
2. ऐसे इन्वर्टर जिन्हें ग्रिड से कनेक्ट करने की आवश्यकता नहीं होती है
ऑफ-ग्रिड इनवर्टर, जो आमतौर पर सोलर पैनल, छोटे पवन टर्बाइन या अन्य डीसी पावर स्रोतों से जुड़े होते हैं, डीसी पावर को एसी पावर में परिवर्तित करते हैं जिसका उपयोग घर कर सकता है। ये ग्रिड और बैटरी से प्राप्त ऊर्जा का उपयोग करके लोड को भी पावर दे सकते हैं। इसे "ऑफ-ग्रिड" इसलिए कहा जाता है क्योंकि यह पावर ग्रिड से कनेक्ट नहीं होता और इसे बाहरी पावर स्रोत की आवश्यकता नहीं होती।
ऑफ-ग्रिड इनवर्टर पहले बैटरी-चालित सिस्टम हैं जो विशिष्ट क्षेत्रों में माइक्रोग्रिड को काम करने में सक्षम बनाते हैं। एक ऑफ-ग्रिड इनवर्टर ऊर्जा को संग्रहित कर सकता है और उसे अन्य रूपों में परिवर्तित कर सकता है। इसमें करंट इनपुट, डीसी इनपुट, फास्ट चार्ज इनपुट, उच्च क्षमता वाले डीसी आउटपुट और फास्ट एसी आउटपुट होते हैं। यह कंट्रोल सॉफ्टवेयर का उपयोग करके इनपुट और आउटपुट स्थितियों को बदलता है ताकि सौर पैनल या छोटे पवनचक्की जैसे स्रोत अधिकतम दक्षता के साथ काम कर सकें। यह ऊर्जा की गुणवत्ता में सुधार के लिए शुद्ध साइन वेव आउटपुट का भी उपयोग करता है।
ऑफ-ग्रिड सोलर सिस्टम के लिए ऑफ-ग्रिड इन्वर्टर बैटरियां आवश्यक हैं क्योंकि ये ऊर्जा संग्रहित करती हैं जिसका उपयोग बिजली गुल होने या बिजली न होने की स्थिति में किया जा सकता है। ऑफ-ग्रिड इन्वर्टर आपको मुख्य ग्रिड पर कम निर्भर रहने में भी मदद करते हैं, जिससे बिजली कटौती, ब्लैकआउट और अन्य समस्याएं कम होती हैं जिन्हें कंपनियां ठीक नहीं कर सकतीं।
सोलर चार्ज कंट्रोलर वाला ऑफ-ग्रिड इन्वर्टर में एक आंतरिक PWM या MPPT सोलर कंट्रोलर भी होता है, जिससे उपयोगकर्ता सोलर इन्वर्टर में PV इनपुट कनेक्ट कर सकता है और सोलर इन्वर्टर के डिस्प्ले पर PV स्टेटस देख सकता है। इससे सिस्टम को सेट अप करना और चेक करना आसान हो जाता है। बैकअप इंजन और बैटरी में लगे ऑफ-ग्रिड इन्वर्टर बिजली की गुणवत्ता को स्थिर और पूर्ण बनाए रखने के लिए सेल्फ-टेस्टिंग करते हैं। कम वाट क्षमता वाले इन्वर्टर घरेलू उपकरणों को बिजली देने के लिए उपयोग किए जाते हैं, जबकि उच्च वाट क्षमता वाले इन्वर्टर ज्यादातर व्यावसायिक और निजी परियोजनाओं को बिजली देने के लिए उपयोग किए जाते हैं।
3. हाइब्रिड इन्वर्टर
हाइब्रिड इनवर्टर दो मुख्य प्रकार के होते हैं: एक ऑफ-ग्रिड इनवर्टर जिसमें सोलर चार्ज कंट्रोलर अंतर्निहित होता है, और दूसरा ऑन-ग्रिड और ऑफ-ग्रिड इनवर्टर होता है जिसका उपयोग ग्रिड से जुड़े और ऑफ-ग्रिड दोनों प्रकार के फोटोवोल्टिक सिस्टम के लिए किया जा सकता है और जिसकी बैटरी को विभिन्न तरीकों से स्थापित किया जा सकता है।
ट्रांसफार्मर सामान्यतः क्या करता है
1. स्वचालित रूप से चलने और बंद होने के कार्य
जैसे-जैसे दिन बढ़ता है और सूर्य का कोण धीरे-धीरे ऊपर उठता है, वैसे-वैसे सूर्य की किरणों की तीव्रता भी बढ़ती जाती है। सौर ऊर्जा प्रणाली अधिक सौर ऊर्जा ग्रहण कर सकती है, और जब यह इन्वर्टर के काम करने के लिए आवश्यक आउटपुट पावर स्तर तक पहुँच जाती है, तो यह स्वतः चलने लगती है। ग्रिड से जुड़े/स्टोरेज इन्वर्टर का आउटपुट 0 या 0 के बहुत करीब होने पर यह काम करना बंद कर देती है और स्लीप मोड में चली जाती है। ऐसा तब होता है जब सौर ऊर्जा प्रणाली की आउटपुट पावर कम हो जाती है।
2. एंटी-आइलैंडिंग प्रभाव का कार्य
ग्रिड से जुड़े फोटोवोल्टाइक विद्युत उत्पादन की प्रक्रिया, फोटोवोल्टाइक विद्युत उत्पादन प्रणाली और विद्युत प्रणाली ग्रिड संचालन। जब सार्वजनिक विद्युत ग्रिड ठप हो जाता है या असामान्य रूप से व्यवहार करता है, तो यदि फोटोवोल्टाइक विद्युत उत्पादन प्रणाली समय पर काम करना बंद नहीं कर पाती है या विद्युत प्रणाली से डिस्कनेक्ट हो जाती है लेकिन फिर भी उसमें बिजली बनी रहती है, तो आइलैंडिंग प्रभाव उत्पन्न होता है। बिजली के आइलैंड बनने से सौर ऊर्जा प्रणाली और विद्युत स्रोत दोनों को नुकसान होता है।
ग्रिड से जुड़े/ऊर्जा भंडारण इन्वर्टर में एक आंतरिक एंटी-आइलैंडिंग सुरक्षा सर्किट होता है जो वास्तविक समय में ग्रिड का बुद्धिमानी से पता लगा सकता है और इसमें वोल्टेज, आवृत्ति और अन्य जानकारी शामिल होती है। यदि सार्वजनिक ग्रिड में कोई असामान्यता पाई जाती है, तो इन्वर्टर सही समय पर विभिन्न मापे गए मानों का उपयोग करके करंट को काट सकता है, आउटपुट को रोक सकता है और खराबी की रिपोर्ट कर सकता है।
3. अधिकतम पावर पॉइंट ट्रैकिंग के लिए नियंत्रण सुविधा
ग्रिड से जुड़े या स्टोरेज इन्वर्टर की सबसे महत्वपूर्ण तकनीक इसकी मैक्सिमम पावर पॉइंट ट्रैकिंग कंट्रोल फंक्शन (एमपीपीटी फंक्शन) है। यह फंक्शन इन्वर्टर को वास्तविक समय में अपने घटकों की उच्चतम आउटपुट पावर का पता लगाने और उस पर नज़र रखने की सुविधा देता है।
ऐसी कई चीजें हैं जो एक पीवी सिस्टम की आउटपुट पावर को बदल सकती हैं, और इसे हमेशा इसकी बताई गई सर्वोत्तम आउटपुट पावर पर बनाए रखना संभव नहीं होता है।
ग्रिड से जुड़े/स्टोरेज इन्वर्टर का MPPT फ़ंक्शन प्रत्येक घटक के उच्चतम पावर आउटपुट को वास्तविक समय में ट्रैक कर सकता है। इसके बाद यह सिस्टम के वर्किंग पॉइंट वोल्टेज (या करंट) को पीक पावर पॉइंट के करीब लाने के लिए बुद्धिमानी से समायोजित कर सकता है, जिससे PV सिस्टम द्वारा उत्पन्न पावर अधिकतम हो जाएगी और यह सुनिश्चित होगा कि सिस्टम निरंतर और कुशलतापूर्वक कार्य कर सके।
4. तारों पर नज़र रखने के लिए बुद्धिमान सुविधा
पहले एमपीपीटी ट्रैकिंग के आधार पर, ग्रिड-कनेक्टेड/एनर्जी स्टोरेज इन्वर्टर ने स्मार्ट स्ट्रिंग डिटेक्शन फ़ंक्शन को पूरा कर लिया है। एमपीपीटी ट्रैकिंग के विपरीत, स्ट्रिंग डिटेक्शन प्रत्येक शाखा स्ट्रिंग के वोल्टेज और करंट की सटीक जाँच करता है। इससे उपयोगकर्ता प्रत्येक स्ट्रिंग के वास्तविक समय के संचालन डेटा को देख सकता है।
आजकल लोगों की सबसे ज़्यादा मांग बीएमएस बैटरी मैनेजमेंट सिस्टम, ग्रिड से जुड़े पीवी इन्वर्टर और एनर्जी स्टोरेज इन्वर्टर जैसे ऊर्जा भंडारण प्रणालियों की है। घरेलू ऊर्जा भंडारण उपकरणों की इन ज़रूरतों को पूरा करने और प्रत्येक पीवी सिस्टम यूनिट सर्किट की सुरक्षा और आइसोलेशन विशेषताओं को ध्यान में रखते हुए, हुआशेंगचांग ने घरेलू पीवी ऊर्जा भंडारण प्रणालियों का एक पूरा सेट लॉन्च किया है। इन प्रणालियों में मुख्य रूप से ग्रिड से जुड़े इन्वर्टर और हाइब्रिड इन्वर्टर शामिल हैं।
