सध्या, ऊर्जा उद्योगात ऊर्जा साठवणूक ही सर्वात लोकप्रिय आहे.
शांदोंग, शांक्सी, शिनजियांग, इनर मंगोलिया, आन्हुई आणि तिबेटसह डझनहून अधिक प्रांतांनी सौर आणि पवन ऊर्जा प्रकल्पांना ऊर्जा साठवण प्रणालीने सुसज्ज करणे आवश्यक करणारे दस्तऐवज जारी केले आहेत.
जरी ऊर्जा उद्योगाने बऱ्याच काळापासून हे मान्य केले आहे की, "सौर आणि पवन ऊर्जेतील खंडितपणा व अस्थिरतेवर ऊर्जा साठवणूक हा एक प्रभावी उपाय आहे, जो ऊर्जेचा वापर वाढवतो आणि कपात कमी करतो." मोठ्या दरकपातीमुळे हा फायदा अधिक ठळक झाला आहे, परंतु त्याच्या तांत्रिक आणि खर्चाच्या मर्यादांमुळे त्याकडे "दुर्लक्ष" केले गेले होते. आज, अधिकृत सामूहिक निवडीमुळे अखेरीस ऊर्जा साठवणुकीला अभिमान वाटत आहे.
परंतु जर ऊर्जा साठवणुकीला ‘केवळ शोभेची वस्तू’ पासून ‘बाजाराची केवळ गरज’ या भव्य स्थित्यंतरापर्यंत पोहोचवायचे असेल, तर त्यासाठी केवळ अधिक स्पष्ट आणि भक्कम धोरणात्मक पाठिंब्याचीच गरज नाही, तर त्याच वेळी आपण तंत्रज्ञान आणि उत्पादन नवोपक्रमाद्वारे ऑप्टिकल स्टोरेज उद्योगाच्या विकासाला चालना दिली पाहिजे का? या सर्वांचा सर्वोत्तम मेळ कसा घालावा? एकत्रीकरणापुढील आव्हाने कोणती आहेत? या सर्वांची उत्तरे देणे आवश्यक आहे.
१. सामान्य प्रणाली परिदृश्ये कोणती आहेत?
सध्या बाजारात प्रामुख्याने योजना उपलब्ध आहेत.
एसी-साइड कपलिंग स्कीम म्हणजे फोटोव्होल्टेइक आणि ऊर्जा साठवणुकीला एसी बाजूला जोडणे. ऊर्जा साठवणूक प्रणाली कमी-व्होल्टेज बाजूला जोडली जाऊ शकते, तसेच १० kV ते ३५ kV बसला देखील जोडली जाऊ शकते. ही योजना मोठ्या ऑप्टिकल स्टोरेज पॉवर स्टेशन, ऊर्जा साठवणूक प्रणालीची केंद्रीकृत मांडणी, सुलभ संचालन व्यवस्थापन आणि पॉवर ग्रिड डिस्पॅचिंगसाठी योग्य आहे.
डीसी-साइड कपलिंग स्कीम म्हणजे ऊर्जा साठवण प्रणाली डीसी बाजूला जोडणे, ज्यामुळे दोन्ही प्रणालींमधील वीज रूपांतरणात कमी दुवे, कमी ऊर्जा हानी आणि कमी उपकरणांची गुंतवणूक होते. या परिस्थितीत, सोलर इन्व्हर्टरला एक ऊर्जा साठवण इंटरफेस राखीव ठेवण्याची आवश्यकता असेल.
२. 1 + 1 > 2 चे समाकलन कसे करावे?
संलयनाचे उपाय आहेत, परंतु १ + १ > २ हा परिणाम साधण्यासाठी संलयन करणे सोपे नाही.
ऑप्टिकल फ्युजन तंत्रज्ञान अधिक गुंतागुंतीचे आहे. एकात्मिकरण प्रणालीला फोटोव्होल्टेइक, ऊर्जा साठवण आणि पॉवर ग्रिड यांचे सुरक्षित व स्थिर कार्य सुनिश्चित करणे, तसेच हार्डवेअर, सॉफ्टवेअर आणि सिस्टम स्तरांमधील अडथळे दूर करणे आवश्यक आहे.
ऑप्टिकल स्टोरेज फ्यूजन सिस्टीममध्ये अनेक उपकरणे असतात, ज्यामध्ये हार्डवेअर आणि सॉफ्टवेअरमधील इंटरफेस सुसंगततेची समस्या सोडवणे आवश्यक असते. उपकरणे अनेकदा वेगवेगळ्या उत्पादकांची असतात, त्यामुळे पॉवर प्लांटची रचना, उपकरणांची खरेदी, संचालन आणि देखभालीमधील अडचणी व खर्च वाढतात. आणि सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे, वेगवेगळ्या उपकरणांमधील कम्युनिकेशन इंटरफेस भिन्न असतो, त्यामुळे इंटिग्रेटर्सना विविध प्रोटोकॉल आणि इंटरफेसची माहिती असणे आवश्यक असते.
म्हणून, ऑप्टिकल स्टोरेज फ्यूजन हे फोटोव्होल्टेइक उपकरणे आणि ऊर्जा साठवण उपकरणे यांचे केवळ एक साधे भौतिक संयोजन नसून, १ + १ > २ हा परिणाम साधण्यासाठी गहन फ्यूजन तंत्रज्ञानावर अवलंबून राहावे लागते. या गोष्टी इंटिग्रेटरच्या एकीकरण क्षमतेची मोठ्या प्रमाणावर परीक्षा घेतात.
३. कमी किमतीच्या स्पर्धेमुळे उद्योग एकात्मतेचा गोंधळ निर्माण झाला.
ऑप्टिकल स्टोरेज पॉवर स्टेशनच्या उभारणीसाठी सिस्टम इंटिग्रेशन ही गुरुकिल्ली आहे, परंतु देशांतर्गत इंटिग्रेशन क्षेत्रात अनेक आव्हाने आहेत.
एकीकडे, ऑप्टिकल स्टोरेज सिस्टीमची एकात्मिक क्षमता असलेले उद्योग फार कमी आहेत. तंत्रज्ञानाचे एकत्रीकरण असो किंवा व्यवसाय मॉडेलचे एकत्रीकरण असो, आपल्या देशात ऊर्जा साठवणूक क्षेत्र अजूनही औद्योगिक विकासाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात आहे. अनेक उद्योग सोलर इन्व्हर्टर, ऊर्जा साठवणूक बॅटरी, पीसीएस, ईएमएस इत्यादींसारख्या वैयक्तिक क्षेत्रांमध्ये मजबूत आहेत, परंतु केवळ मोजक्याच कंपन्यांकडे एकात्मिक ऑप्टिकल स्टोरेज सिस्टीम आहेत.
दुसरीकडे, कमी किमतीची बोली अधिकाधिक तीव्र झाली आहे, आणि कमी खर्चामुळे उद्योगांवर बंधने आली आहेत. सध्या, देशांतर्गत नवीन ऊर्जा क्षेत्रात ऊर्जा साठवणुकीची बोली किंमत २.१५ युआन/Wh (EPC किंमत) वरून १.६९९ युआन/Wh (EPC किंमत) पर्यंत कमी झाली आहे, ही किंमत उद्योगाने मान्यता दिलेल्या खर्चाच्या किमतीपेक्षा खूपच कमी आहे.
वेगवेगळ्या परिस्थितींमध्ये ऊर्जा साठवण प्रणालींसाठी वेगवेगळ्या गरजा असतात आणि ऊर्जा साठवण प्रणालींची रचना व खर्चासाठी कोणतेही एकसमान मानक नसल्यामुळे, हा विषय सहजपणे संदिग्ध बनू शकतो.
“आता कंपन्या बॅटरींसाठी बोली लावत आहेत आणि त्याचे मानक ६,००० सायकल आहे. या उद्योगात कोणतेही एकसंध मूल्यांकन मानक नाही. काही उत्पादक ३,००० पेक्षा कमी सायकल लाइफ असलेल्या बॅटरी कमी किमतीत प्रकल्पांसाठी बोली लावत आहेत. अर्थातच, आम्ही किमतीच्या बाबतीत त्यांच्याशी स्पर्धा करू शकत नाही,” असे एका वरिष्ठ ऊर्जा साठवणूक तज्ञाने हताशपणे सांगितले.
''अर्थात, ऊर्जा साठवण प्रणालीच्या एकीकरणातील सर्वात महत्त्वाचा पैलू म्हणजे डीसी बाजूचे सुरक्षा व्यवस्थापन, म्हणजेच बॅटरी प्रणालीचे सुरक्षा व्यवस्थापन, ज्यासाठी एका अत्यंत परिपूर्ण प्रणाली संरक्षण रचनेची आवश्यकता असते,'' असे सूत्राने पुढे सांगितले. सेल, मॉड्यूल, बॅटरी क्लस्टर, बॅटरी प्रणाली व्यवस्थापन, हे चारही स्तर एकमेकांशी जोडलेले (इंटरलॉक केलेले) आहेत. एका चांगल्या प्रणाली संरक्षण रचनेमुळे, त्यांच्या कार्याची स्थिती रिअल-टाइममध्ये कळू शकते, बिघाडाची पूर्वसूचना देता येते, आणि बिघाड झाल्यास, टप्प्याटप्प्याने संरक्षण व जलद जोडणी संरक्षण देखील साध्य करता येते.
नाहीतर, लहान चुका सहजपणे मोठ्या समस्यांमध्ये बदलू शकतात. अलिकडच्या वर्षांत, दक्षिण कोरियामध्ये ३० हून अधिक आगीच्या दुर्घटना घडल्या असून, त्यामागील बहुतेक कारणे विद्युत प्रणालीच्या रचनेतील दोष आणि संरक्षण प्रणालीतील बिघाड ही आहेत.
चाचणी तिथेच संपत नाही, बॅटरीच्या आयुर्मानाचे प्रश्न आहेत, तसेच ऊर्जा साठवण तापमान नियंत्रण प्रणालीची रचना करणे आवश्यक आहे. कठोर औष्णिक सिम्युलेशन आणि प्रायोगिक पडताळणी, ऊर्जा साठवण कंटेनरच्या एअर डक्टची रचना, वातानुकूलन पॉवर कॉन्फिगरेशन इत्यादी बाबींवर काटेकोरपणे नियंत्रण ठेवले नाही आणि त्यांची रचना केली नाही, तर कंटेनरच्या आतील लिथियम बॅटरीच्या तापमानात असंतुलन निर्माण होऊन सेलची अस्थिरता वाढण्याची शक्यता असते.
लेखकाला एका 4H ऊर्जा साठवण प्रणालीमध्ये असे आढळून आले आहे की, जेव्हा सेलच्या तापमानातील फरक 22℃ पर्यंत पोहोचला, तेव्हा त्याचा केवळ बॅटरीच्या आयुष्यावर गंभीर परिणाम झाला नाही, तर ऊर्जा साठवण वीज प्रकल्पाच्या संचालनाचा धोकाही वाढला.
४. ऊर्जा साठवण प्रणाल्यांचे व्यवस्थापन कार्यक्षमतेने कसे करता येईल?
योजनेच्या निवडीपासून ते प्रणालीच्या एकीकरणापर्यंत, संपूर्ण ऊर्जा साठवण प्रणालीचे सुरक्षित संचालन आणि इष्टतम लाभ हे संपूर्ण प्रणालीच्या संचालन आणि व्यवस्थापनाशी जवळून संबंधित आहेत.
वीज प्रकल्पाच्या पारंपरिक किफायतशीर नियंत्रण पद्धतीच्या तुलनेत, ऑप्टिकल स्टोरेज वीज निर्मिती प्रणालीचे नियंत्रण करताना स्टोरेज वीज प्रकल्पातील बॅटरी आणि कन्व्हर्टरच्या प्रभावी व्यवस्थापनाचा पूर्णपणे विचार केला पाहिजे, यामुळे संपूर्ण वीज प्रकल्पाची सुरक्षितता आणि किफायतशीरता सुधारता येते.
इथेच ईएमएस (एनर्जी मॅनेजमेंट सिस्टीम), म्हणजेच ऑप्टिकल स्टोरेज प्लांटच्या बुद्धिमान मेंदूचे महत्त्व समोर येते. फोटोव्होल्टेइक सिस्टीम आणि पॉवर ग्रिडसोबत ऊर्जा साठवणूक कशी कार्य करते? बॅटरीने स्वतः किती चार्ज व्हावे, कसे चार्ज करावे, आणि सुरक्षितता कशी सुनिश्चित करावी? या सर्वांसाठी एकात्मिक व्यवस्थापनाकरिता एका बुद्धिमान आणि कार्यक्षम ईएमएसच्या संचाची आवश्यकता असते.
फोटोव्होल्टेइक प्रणालीच्या स्मूथिंगचे उदाहरण घेतल्यास, ऊर्जा साठवण प्रणाली फोटोव्होल्टेइक वीज निर्मितीच्या फोटोव्होल्टेइक आउटपुट स्मूथिंग नियंत्रणावर आधारित असू शकते, ज्यामध्ये स्मूथनेस पॅरामीटर सेट केला जातो. ईएमएस (EMS) त्या स्मूथनेस पॅरामीटरला नियंत्रणाचे ध्येय मानून, ऊर्जा साठवण प्रणालीवर जलद चार्ज आणि डिस्चार्ज नियंत्रण लागू करते, जेणेकरून वीज निर्मिती प्रणालीची आउटपुट पॉवर बदलाच्या सेट केलेल्या दराच्या मर्यादेत राहील.
सध्या, उद्योगातील अधिक प्रस्थापित पद्धत म्हणजे फोटोव्होल्टेइक प्रणालींचे सुरळीत नियंत्रण साधण्यासाठी, पॉवर ग्रिडवरील परिणाम कमी करण्यासाठी आणि पॉवर ग्रिडच्या कार्याची स्थिरता व विश्वसनीयता सुधारण्यासाठी, फोटोव्होल्टेइक पॉवर प्रेडिक्शन आणि ऊर्जा साठवणुकीच्या मिलिसेकंद प्रतिसाद वैशिष्ट्यांवर आधारित स्मार्ट ईएमएसचा वापर करणे. त्याच वेळी, बॅटरी आणि संपूर्ण प्रणालीचे संरक्षण करण्यासाठी बीएमएस, पीसीएस आणि ईएमएस यांच्यामध्ये एक मिलिसेकंद जलद जोडणी यंत्रणा तयार करण्यात आली आहे.
याव्यतिरिक्त, प्रगत बुद्धिमान ईएमएस बहु-ऊर्जा डिजिटल एकात्मिक व्यवस्थापन देखील साध्य करू शकते, जे संपूर्ण दृश्यासह केस, प्रसारण आणि वितरणाचे व्यापक कव्हरेज प्रदान करते.




