फोटोव्होल्टेइक ऊर्जा साठवणूक ही ग्रिड-कनेक्टेड वीज निर्मितीसारखी नसते. यामध्ये बॅटरी, तसेच बॅटरी चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग उपकरणांचा समावेश असतो. यामुळे सुरुवातीचा खर्च २०-४०% वाढतो, परंतु त्याच्या वापराची व्याप्ती खूप जास्त आहे. वेगवेगळ्या उपयोगांनुसार, सौर फोटोव्होल्टेइक ऊर्जा साठवणूक आणि वीज निर्मिती प्रणालीचे ऑफ-ग्रिड वीज निर्मिती प्रणाली, ऑफ-ग्रिड ऊर्जा साठवणूक प्रणाली, ग्रिड-कनेक्टेड ऊर्जा साठवणूक प्रणाली आणि विविध ऊर्जा हायब्रीड मायक्रो-ग्रिड प्रणाली इत्यादी चार प्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले जाते.
फोटोव्होल्टेइक ऑफ-ग्रिड वीज निर्मिती प्रणाली
फोटोव्होल्टेइक ऑफ-ग्रिड फोटोव्होल्टेइक वीज निर्मिती प्रणाली (Off-Grid Photovoltaic Power Generation), ज्यामध्ये कॅल्क्युलेटरमध्ये बसवलेले सौर सेल, इलेक्ट्रॉनिक घड्याळाच्या बॉडीवर लावलेला साधा वापर, तसेच सौर पॅनेल, एक साधे चार्जिंग उपकरण आणि बॅटरी यांच्या संयोगाने बनलेली सर्वात सोपी फोटोव्होल्टेइक वीज निर्मिती प्रणाली यांचा समावेश असतो. असे उपकरण अनेकदा गुराखी लोकांकडून रेडिओ आणि संध्याकाळच्या दिव्यांसाठी वीजपुरवठा सोबत बाळगण्याकरिता वापरले जाते. आता अशी पोर्टेबल सौर ऊर्जा प्रणालीदेखील उपलब्ध आहे.
ग्रिड-कनेक्टेड आणि ऑफ-ग्रिड ऊर्जा साठवण प्रणाली
प्रत्यक्ष वापराच्या विविधतेनुसार फोटोव्होल्टेइक प्रणाली आणि ऑफ-ग्रिड ऊर्जा साठवण प्रणाली यांची वैशिष्ट्ये म्हणजे, त्या ग्रिड-कनेक्टेड वीज निर्मिती तसेच ऊर्जा साठवण आणि ऑफ-ग्रिड स्वतंत्र संचालन या दोन्ही गोष्टी करतात. काही व्यावसायिक क्षेत्रांमध्ये, ट्रान्सफॉर्मरच्या मर्यादित क्षमतेमुळे फोटोव्होल्टेइक प्रणालीला वीज विक्रीसाठी ऑनलाइन येण्याची परवानगी नसते, तसेच प्रादेशिक वीज ग्रिडच्या अस्थिरतेचाही सामना करावा लागतो. याव्यतिरिक्त, काही क्षेत्रांमध्ये इंटरनेटद्वारे मिळणारी वीज खूपच स्वस्त असते आणि एकल-वापर विजेचे दर जास्त असतात, तसेच दरांमधील उच्चांक आणि नीचांक यात मोठा फरक असतो. अशा क्षेत्रांमध्ये फोटोव्होल्टेइक ऊर्जा प्रकल्प स्थापित करण्यासाठी ऑन-ग्रिड आणि ऑफ-ग्रिड ऊर्जा साठवण प्रणालीचा वापर करणे अधिक योग्य ठरते.
फोटोव्होल्टेइक आणि ऑफ-ग्रिड ऊर्जा साठवण प्रणालीमध्ये नफा मिळवण्याचे चार मुख्य मार्ग आहेत:
१. लोडला फोटोव्होल्टेइक वीज पुरवठा वापरून, तुम्ही विजेच्या कमाल उत्पादनाचा दर निश्चित करू शकता आणि विजेचा खर्च कमी करू शकता.
२. कमी मागणीच्या वेळी चार्ज करा आणि जास्त मागणीच्या वेळी डिस्चार्ज करा, आणि जास्त मागणी व कमी मागणीच्या दरांमधील फरकाचा फायदा घेऊन नफा कमवा.
३. ऑनलाइन ठेवता येत नाही, बॅक फ्लो टाळण्यासाठी स्थापित केले जाऊ शकते. सिस्टम पीव्ही पॉवर लोड पॉवरपेक्षा जास्त असल्यास, बॅटरी स्टोरेजमध्ये पूर्णपणे वापरता येत नाही.
४. ग्रीड ब्लॅकआउट झाल्यास, सिस्टम ऑफ-ग्रीड मोडवर स्विच केली जाते, पीव्ही सिस्टम वीज निर्मिती सुरू ठेवते, सिस्टम बॅकअप वीज पुरवठा म्हणून काम करत राहते, इन्व्हर्टरद्वारे लोडला फोटोव्होल्टेइक आणि बॅटरी वीज पुरवठा करते.
ग्रीड-कनेक्टेड वीज निर्मिती प्रणालीच्या तुलनेत, ऑफ-ग्रीड प्रणालीमध्ये चार्ज/डिस्चार्ज कंट्रोलर आणि बॅटरीची भर पडते, त्यामुळे प्रणालीचा खर्च सुमारे ३०% वाढतो, परंतु तिच्या वापराची व्याप्ती अधिक व्यापक आहे. पहिले म्हणजे, विजेचे बिल कमी करण्यासाठी, विजेच्या दराच्या उच्चांकी पातळीवर (पीक) रेटेड पॉवरवर आउटपुट देण्यासाठी ती सेट केली जाऊ शकते; दुसरे म्हणजे, विजेच्या दराच्या नीचांकी पातळीवर (लोअर) चार्ज करून आणि उच्चांकी पातळीवर डिस्चार्ज करून, उच्चांकी आणि नीचांकी दरांमधील फरकाचा उपयोग करून पैसे कमावता येतात; तिसरे म्हणजे, जेव्हा ग्रीडचा वीजपुरवठा खंडित होतो, तेव्हा पीव्ही प्रणाली बॅक-अप वीज स्रोत म्हणून काम करत राहते, आणि इन्व्हर्टरला ऑफ-ग्रीड मोडवर स्विच केले जाऊ शकते, आणि इन्व्हर्टरद्वारे पीव्ही व बॅटरींना लोडला वीजपुरवठा केला जाऊ शकतो.
ग्रिड-कनेक्टेड फोटोव्होल्टेइक ऊर्जा साठवण प्रणाली
ग्रिड-कनेक्टेड ऊर्जा साठवणुकीसह फोटोव्होल्टेइक वीज उत्पादन प्रणाली अतिरिक्त वीज निर्मिती साठवू शकतात, ज्यामुळे स्व-निर्मिती आणि स्व-वापराचे प्रमाण वाढते. या प्रणालींचा उपयोग अशा परिस्थितीत केला जातो, जेव्हा पीव्ही (PV) स्व-निर्मिती आणि स्व-वापर इंटरनेटला पुरवला जाऊ शकत नाही, पीक टॅरिफ (peak tariffs) वेव्ह लेव्हल दरांपेक्षा (wave level rates) खूपच महाग असतात आणि स्व-वापर टॅरिफ (self-consumption tariffs) फीड-इन टॅरिफपेक्षा (feed-in tariffs) लक्षणीयरीत्या महाग असतात. या प्रणालीमध्ये सोलर सेल मॉड्यूल्सचा समावेश असलेला एक फोटोव्होल्टेइक स्क्वेअर अॅरे, एक सोलर कंट्रोलर, एक बॅटरी बँक, एक ग्रिड-कनेक्टेड इन्व्हर्टर, एक करंट डिटेक्टिंग डिव्हाइस, एक लोड आणि इतर घटक असतात. कंट्रोलर काही सौर ऊर्जा साठवतो आणि जेव्हा सौर ऊर्जा लोड पॉवरपेक्षा जास्त असते, तेव्हा त्यातील काही ऊर्जा लोडला पुरवतो. जेव्हा लोड चालवण्यासाठी सौर ऊर्जा पुरेशी नसते, तेव्हा ही प्रणाली ग्रिड आणि सौर ऊर्जेच्या एकत्रित पुरवठ्याद्वारे चालते. फोटोव्होल्टेइक अनुदाने बंद झाल्यानंतर, काही देशांमध्ये आणि स्थानिक ठिकाणी सौर प्रणाली बसवण्यापूर्वी ग्रिड-कनेक्टेड ऊर्जा साठवणूक प्रणाली स्थापित केली जाऊ शकते, ज्यामुळे फोटोव्होल्टेइक वीज उत्पादन पूर्णपणे स्व-निर्मित आणि स्व-वापरले जाऊ शकते. ग्रिड-कनेक्टेड ऊर्जा साठवण उपकरण मूळ संरचना कायम ठेवून विविध उत्पादकांच्या इन्व्हर्टर्ससोबत वापरले जाऊ शकते. जेव्हा करंट सेन्सर ग्रिडकडे विद्युत प्रवाहाचा प्रवाह ओळखतो, तेव्हा ग्रिड-कनेक्टेड ऊर्जा साठवण उपकरण सक्रिय होते, अतिरिक्त वीज बॅटरीमध्ये साठवते आणि, जर बॅटरी पूर्ण भरलेली असेल, तर इलेक्ट्रिक वॉटर हीटर सुरू करते. रात्रीच्या वेळी घरातील भार वाढल्यावर, इन्व्हर्टरद्वारे लोडला वीज पाठवण्यासाठी बॅटरी सेट केली जाऊ शकते.
ऊर्जा साठवणुकीसाठी मायक्रोग्रिड प्रणाली
सौर सेल स्क्वेअर अॅरे, ग्रिड-कनेक्टेड इन्व्हर्टर, पीसीएस बायडायरेक्शनल कन्व्हर्टर, इंटेलिजेंट स्विचिंग स्विच, बॅटरी बँक आणि जनरेटर यांचा समावेश मायक्रोग्रिड प्रणालीमध्ये होतो. जेव्हा प्रकाश असतो, तेव्हा फोटोव्होल्टेइक अॅरे सौर ऊर्जेचे विजेमध्ये रूपांतर करतो. त्यानंतर तो लोडला वीज पुरवण्यासाठी इन्व्हर्टरचा आणि बॅटरी पॅक चार्ज करण्यासाठी पीसीएस बायडायरेक्शनल कन्व्हर्टरचा वापर करतो. जेव्हा प्रकाश नसतो, तेव्हा बॅटरी लोडला वीज पुरवण्यासाठी पीसीएस बायडायरेक्शनल कन्व्हर्टरचा वापर करते. पॉवर ग्रिडची सुरक्षितता सुनिश्चित करण्यासाठी मायक्रोग्रिड हा सर्वात कार्यक्षम उपाय आहे, कारण तो स्वतंत्र वीज पुरवठ्याची कमी क्षमता, अनिश्चित वीज उत्पादन आणि कमी विश्वसनीयता यांसारख्या उणिवा कमी करून, विकेंद्रित स्वच्छ ऊर्जेच्या आश्वासनाचा पूर्णपणे आणि कार्यक्षमतेने फायदा घेऊ शकतो. या प्रणालीचे सुरक्षित कार्य मोठ्या पॉवर ग्रिडसाठी एक फायदेशीर पूरक ठरते. मायक्रोग्रिड पारंपरिक व्यवसायांना आर्थिक आणि पर्यावरण संरक्षण या दोन्ही बाबतीत आधुनिकीकरण करण्यास लक्षणीय मदत करू शकतात. तज्ञांच्या मते, मायक्रोग्रिडचे उपयोग विविध आहेत आणि त्यांचा आकार काही किलोवॅटपासून ते अनेक मेगावॅटपर्यंत असू शकतो. मायक्रो ग्रिडची रचना एका इमारतीसारख्या लहान संस्थेपासून ते उद्योग, खाणी, कंपन्या, रुग्णालये आणि शाळांसारख्या मोठ्या संस्थांसाठी केली जाऊ शकते.
ऑक्टोबर २०२० च्या अखेरीस, राष्ट्रीय ऊर्जा प्रशासनाने “पीव्ही पॉवर सिस्टम एफिशियन्सी कोड” च्या अंमलबजावणीस मान्यता दिली, ज्यामुळे फोटोव्होल्टेइक पॉवर स्टेशन्सच्या क्षमता गुणोत्तरात पूर्णपणे शिथिलता येते आणि १ पर्यंतच्या क्षमता गुणोत्तराची शिफारस केली जाते.
संधी:दीर्घकाळात देशांतर्गत पीव्ही मॉड्यूलची विक्री लक्षणीयरीत्या वाढत राहील, त्याचबरोबर इन्व्हर्टरची विक्रीदेखील वाढेल. वाजवी अतिरिक्त वाटपामुळे सर्वात कमी LCOE साध्य करता येतो, प्रकल्पाचा IRR सुधारता येतो आणि समतेच्या प्रसाराला गती देता येते.
आव्हान:प्रकाशाचा त्याग आणि पीव्ही वीज निर्मिती इन्व्हर्टरच्या ओव्हरमॅचिंग आणि ओव्हरलोड क्षमतेची अस्थिरता.
एका सुदृढ ऊर्जा साठवणूक उद्योग मानक प्रणालीची स्थापना, ऊर्जा साठवणूक प्रणालीमध्ये उपकरणांचे अनेक दुवे समाविष्ट असतात, औद्योगिक साखळीतील उपकरणांच्या कार्यक्षमतेत भिन्नता असते, आणि आग व इतर अपघात हे ऊर्जा साठवणुकीच्या विकासावर परिणाम करणारे प्रमुख अडथळे आहेत.
ऊर्जा साठवणुकीचा स्वतंत्र बाजार दर्जा स्पष्ट करा, ऊर्जा साठवणूक सुविधांना फोटोव्होल्टेइक, औष्णिक ऊर्जा आणि इतर ऊर्जा स्रोतांसोबत एकत्रितपणे जोडून, ऊर्जा प्रणालीच्या पीक शिफ्टिंग आणि फ्रिक्वेन्सी शिफ्टिंग सेवांमध्ये सहभागी होऊन महसूल मिळवता येतो, तसेच त्या एक स्वतंत्र बाजार घटक म्हणूनही कार्य करू शकतात.
विविध आणि स्थिर धोरणात्मक पाठिंबा, ऊर्जा साठवणुकीसाठीचा औद्योगिक धोरणात्मक पाठिंबा हा बाजारीकरणाशी सुसंगत असणे आवश्यक आहे, तसेच वेगवेगळ्या उपयोजन परिस्थितींसाठी विविध औद्योगिक धोरणांची अंमलबजावणी करणेही गरजेचे आहे.
चीनचा भविष्यातील ऊर्जा विकास उच्च कार्बन ते कमी कार्बन ते शून्य कार्बन या प्रक्रियेतून जाईल. वीज क्षेत्रातील नवीन ऊर्जा, टप्प्याटप्प्याने होणाऱ्या प्रतिस्थापनापासून हळूहळू साठा प्रतिस्थापनापर्यंत क्रमशः सुरू होईल, जेणेकरून वापरकर्त्याच्या बाजूने ऊर्जा साठवण + नवीन ऊर्जा आणि वीज निर्मितीच्या बाजूने ऊर्जा साठवण + नवीन ऊर्जा यांची समानता पूर्ण होईल. अशी अपेक्षा आहे की २०३५ पर्यंत, फोटोव्होल्टाईक्ससारख्या नवीन ऊर्जा स्रोतांचा ऊर्जा मिश्रणात ३०% पेक्षा जास्त वाटा असेल, ज्यामुळे कार्बन उत्सर्जन न वाढवता ऊर्जा वापराच्या वाढत्या प्रवृत्तीला आधार मिळेल.
पारेषण उदाहरणामध्ये स्थापित केलेला ऊर्जा साठवण प्रकल्प असो किंवा वीज वितरण, तो अक्षय ऊर्जा क्षेत्र केंद्रासोबत जागा सामायिक करणारा असो किंवा ग्रीडशी स्वतंत्रपणे जोडलेला ऊर्जा साठवण प्रकल्प असो, हे प्रामुख्याने वीज बाजाराच्या फायद्यातून आणि पद्धतीच्या विविधीकरणातून घडते.
स्वच्छ नवीकरणीय ऊर्जा ग्रीड-कनेक्टेड ऊर्जा साठवणुकीच्या विकासाच्या दिशेने नवीन ऊर्जा येत असून, पवन आणि सौर ऊर्जा साठवणुकीच्या रूपात जगभरात हळूहळू प्रात्यक्षिके सुरू होत आहेत. ऊर्जा साठवणुकीमुळे फोटोव्होल्टेइक, पवन ऊर्जेला आधार मिळून आर्थिक परिणाम साधण्यात सातत्यपूर्ण स्थिरीकरण, पवन आणि सौर ऊर्जा सोडून देण्याचे नियमन इत्यादींमध्ये चांगली सुधारणा झाली आहे.
