ഒരു സമ്പൂർണ ബാറ്ററി എനർജി സ്റ്റോറേജ് സിസ്റ്റം (BESS) രണ്ട് പ്രധാന പ്രകടന സൂചകങ്ങളിൽ ശ്രദ്ധ ആവശ്യമാണ്: ഊർജ്ജ സംഭരണ ശേഷിയും ഉപയോഗവും, അതായത്, ശേഷിയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഒന്ന്; മറ്റൊന്ന് ഊർജ്ജം നിറയ്ക്കുന്നതിനോ പുറത്തുവിടുന്നതിനോ ഉള്ള കഴിവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടതാണ്, അതായത്, ശക്തിയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടതാണ്. ഈ രണ്ട് വശങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള ബന്ധം ഊർജ സംഭരണ സംവിധാനം ഊർജം{5}}അധിഷ്ഠിതമാണോ പവർ{6}}അധിഷ്ഠിതമാണോ എന്ന് വേർതിരിച്ചറിയാൻ പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നു.
ബാറ്ററി ഊർജ്ജ സംഭരണ സംവിധാനത്തിൻ്റെ ശേഷി
ഈ മെട്രിക് ഒരു സ്റ്റോറേജ് സിസ്റ്റത്തിന് കൈവശം വയ്ക്കാൻ കഴിയുന്ന സൈദ്ധാന്തികമായ പരമാവധി ഊർജ്ജ ശേഷിയെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, സാധാരണയായി കിലോവാട്ട്-മണിക്കൂറിൽ (kWh) അല്ലെങ്കിൽ മെഗാവാട്ട്{1}}മണിക്കൂറിൽ (MWh) പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു. ഊർജ്ജ സംഭരണ സംവിധാനത്തിൻ്റെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട പരാമീറ്ററുകളിൽ ഒന്നാണിത്; എന്നിരുന്നാലും, ബാറ്ററിയുടെ ഡിസ്ചാർജ് ഡെപ്ത് (DOD), സിസ്റ്റം കാര്യക്ഷമത എന്നിവയാൽ അതിൻ്റെ യഥാർത്ഥ ഉപയോഗയോഗ്യമായ ശേഷിയെ ബാധിക്കുന്നു.
ഒരു BESS (ബാറ്ററി എനർജി സ്റ്റോറേജ് സിസ്റ്റം) ൻ്റെ കപ്പാസിറ്റി, ബാറ്ററി കപ്പാസിറ്റിയുടെ നിർവചനത്തിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായ, ഔട്ട്പുട്ട് ചെയ്യാനോ ഉപയോഗിക്കാനോ കഴിയുന്ന ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ അളവ് ഊന്നിപ്പറയുന്നു. ബാറ്ററി കപ്പാസിറ്റി സാധാരണയായി ചില വ്യവസ്ഥകളിൽ (ഡിസ്ചാർജ് നിരക്ക്, താപനില, ടെർമിനേഷൻ വോൾട്ടേജ് മുതലായവ) ബാറ്ററിയുടെ കപ്പാസിറ്റിയെയാണ് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്, ഇത് ആമ്പിയർ-മണിക്കൂറിൽ (Ah) അളക്കുന്നു, ഇത് കാലക്രമേണ നിലവിലുള്ള വൈദ്യുതധാരയെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു.
ബാറ്ററി ഊർജ്ജ സംഭരണ സംവിധാനം: പരമാവധി സിസ്റ്റം പവർ
സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ പരമാവധി ശക്തി ഊർജ്ജ സംഭരണ സംവിധാനത്തിൻ്റെ പരമാവധി ചാർജ്ജിംഗ്, ഡിസ്ചാർജിംഗ് ശേഷിയെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് സാധാരണയായി കിലോവാട്ട് (kW) അല്ലെങ്കിൽ മെഗാവാട്ട് (MW) ൽ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു. ഈ പ്രകടന സൂചകം നിർണ്ണയിക്കുന്നത് ബാറ്ററി, ഡിസി ട്രാൻസ്മിഷൻ സർക്യൂട്ട്, പിസിഎസ്, എസി കണക്ഷൻ എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള മുഴുവൻ പ്രധാന സർക്യൂട്ടിൻ്റെയും രൂപകൽപ്പനയാണ്, കൂടാതെ പരമാവധി പവറിൽ പ്രവർത്തിക്കുമ്പോഴുള്ള നഷ്ടം പോലും (ഈ നഷ്ടങ്ങൾ പ്രധാനമായും താപമായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടും), ഇത് താപനില നിയന്ത്രണ സംവിധാനത്തിൻ്റെയും മറ്റ് സഹായ ഉപകരണങ്ങളുടെയും രൂപകൽപ്പനയെ ബാധിക്കുന്നു. പരമാവധി വൈദ്യുതിയിലെ വ്യത്യാസങ്ങൾ കാരണം ഒരേ ശേഷിയുള്ള ഊർജ്ജ സംഭരണ സംവിധാനങ്ങൾക്ക് കാര്യമായ വ്യത്യസ്തമായ പ്രവർത്തനങ്ങളുണ്ടാകും; വ്യത്യസ്ത പ്രവർത്തന പവർ ലെവലുകൾ കാരണം ഒരേ എനർജി സ്റ്റോറേജ് സിസ്റ്റം പോലും കാര്യക്ഷമതയിൽ ചതുരാകൃതിയിലുള്ള വ്യത്യാസം അനുഭവിക്കും.
1 MW/500 kWh പോലെയുള്ള കപ്പാസിറ്റി പാരാമീറ്ററുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ പവർ പാരാമീറ്റർ താരതമ്യേന വലുതാണെങ്കിൽ, അതിനെ പവർ-തരം ഊർജ്ജ സംഭരണ സംവിധാനം എന്ന് വിളിക്കുന്നു; നേരെമറിച്ച്, ഇത് 500 kW/1 MWh ആണെങ്കിൽ, അതിനെ ഊർജ്ജ-തരം ഊർജ്ജ സംഭരണ സംവിധാനം എന്ന് വിളിക്കുന്നു. അതിനാൽ, സമയത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ആശയം ചിലപ്പോൾ അവതരിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു, ആദ്യത്തേത് 1 MW/0.5 h എന്നും രണ്ടാമത്തേത് 500 kW/2 h എന്നും ലേബൽ ചെയ്യപ്പെടുന്നു.
ബാറ്ററി ഊർജ്ജ സംഭരണ സംവിധാനം: ഊർജ്ജ നഷ്ടവും കാര്യക്ഷമതയും
ഒരു ഊർജ്ജ സംഭരണ സംവിധാനത്തിൻ്റെ കാര്യക്ഷമത, ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോഴും ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോഴും ഉണ്ടാകുന്ന ഊർജ്ജ നഷ്ടത്തെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു. സിസ്റ്റത്തിൽ നിന്ന് പുറത്തുവിടുന്ന ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ അനുപാതം, അതിൽ ചാർജ്ജ് ചെയ്യപ്പെടുന്ന ഊർജ്ജം, സൈക്കിൾ കാര്യക്ഷമത എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു. ഈ നഷ്ടം ഊർജ്ജ സംഭരണ ബാറ്ററിയുടെ സാങ്കേതിക തരവുമായി മാത്രമല്ല, പവർ കൺവേർഷൻ സിസ്റ്റം (പിസിഎസ്) പോലുള്ള ഇലക്ട്രിക്കൽ ഘടകങ്ങളെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ഒരു ഇടുങ്ങിയ അർത്ഥത്തിൽ, ബാറ്ററി, ഡിസി ബസ്, പിസിഎസ്, ഒടുവിൽ ട്രാൻസ്ഫോർമർ (നിലവിലുണ്ടെങ്കിൽ) എന്നിവയിൽ നിന്ന് ചാർജുചെയ്യുമ്പോഴും ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോഴും മെയിൻ സർക്യൂട്ടിലെ നഷ്ടങ്ങളെയാണ് സിസ്റ്റം കാര്യക്ഷമത പ്രധാനമായും പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നത്. എന്നിരുന്നാലും, പ്രായോഗിക എഞ്ചിനീയറിംഗ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ, താപനില നിയന്ത്രണ സംവിധാനം പോലുള്ള സഹായ ഉപകരണങ്ങളുടെ വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം പലപ്പോഴും മൊത്തം നഷ്ടത്തിൽ ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്, അങ്ങനെ മൊത്തത്തിലുള്ള കാര്യക്ഷമതയെ ബാധിക്കുന്നു.
ചിത്രം: BESS ഊർജ്ജ ബാലൻസ് ബന്ധം
ബാറ്ററി ഊർജ്ജ സംഭരണ സംവിധാനം: സൈക്കിളുകളുടെ എണ്ണം
ബാറ്ററിയുടെ ചാർജ്ജ്{0}}ഡിസ്ചാർജ് സൈക്കിളുകളുടെ എണ്ണം അതിൻ്റെ ആയുസ്സ് നിർണ്ണയിക്കുന്നു. ഒരു ഊർജ്ജ സംഭരണ സംവിധാനത്തിൽ, ബാറ്ററിയുടെ ഉയർന്ന മൂല്യം കാരണം, അതിൻ്റെ ആയുസ്സ് മുഴുവൻ സിസ്റ്റത്തിൻ്റെയും ആയുസ്സ് നിർണ്ണയിക്കുന്നു. സൈക്കിൾ ജീവിതത്തിൻ്റെ അപചയം ആന്തരിക പ്രതിരോധം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിലേക്ക് നയിക്കുന്നു, ഇത് നഷ്ടവും താപ ഉൽപാദനവും വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ശോഷണ പ്രക്രിയയെ കൂടുതൽ ത്വരിതപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. കൂടാതെ, ഇടയ്ക്കിടെയുള്ള ഓവർ ചാർജ്ജിംഗ്, ഓവർ ഡിസ്ചാർജ് എന്നിവ ഇലക്ട്രോലൈറ്റിലെ ലോഹ പദാർത്ഥങ്ങളുടെ ആവർത്തിച്ചുള്ള ലയനത്തിനും നിക്ഷേപത്തിനും കാരണമാകുന്നു, ഇത് ബാറ്ററിയുടെ സൈക്കിൾ ആയുസ്സിനെയും സുരക്ഷയെയും സാരമായി ബാധിക്കുന്നു.
ഒരു പ്രത്യേക തരം ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററിക്ക്, 1C ചാർജിംഗ്, 1C ഡിസ്ചാർജിംഗ് അവസ്ഥകൾക്ക് കീഴിലുള്ള സൈക്കിളുകളുടെ എണ്ണം, ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ ഡിസ്ചാർജിൻ്റെ വ്യത്യസ്ത ആഴങ്ങളിൽ (DOD) കാര്യമായ വ്യത്യാസങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു.
ബാറ്ററി ഊർജ്ജ സംഭരണ സംവിധാനത്തിൻ്റെ വില
ഊർജ്ജ സംഭരണ സംവിധാനങ്ങളുടെ വില സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ ശേഷി, ശക്തി, പ്രവർത്തന അന്തരീക്ഷം എന്നിവയുമായി അടുത്ത ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. സാധാരണയായി, ഊർജ്ജ-തരം സംഭരണ സംവിധാനങ്ങളിൽ, ബാറ്ററികളുടെ വില താരതമ്യേന ഉയർന്ന അനുപാതത്തിലാണ്; അധികാരത്തിലിരിക്കുമ്പോൾ-തരം സംഭരണ സംവിധാനങ്ങൾ, ബാറ്ററികളുടെ വില താരതമ്യേന കുറവാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ഏത് സാഹചര്യത്തിലും, ബാറ്ററി പാക്കിൻ്റെ വില നിലവിൽ മൊത്തത്തിലുള്ള BESS ചെലവിൻ്റെ പ്രധാന ഭാഗമാണ്, മാത്രമല്ല ഭാവിയിൽ ചെലവ് കുറയ്ക്കുന്നതിനുള്ള പ്രാഥമിക മേഖലയും ആയിരിക്കും.
ചെലവിൻ്റെ യൂണിറ്റ് യുവാൻ/kWh അല്ലെങ്കിൽ യുവാൻ/kW ആയി പ്രകടിപ്പിക്കാം, എന്നാൽ പൂർണ്ണമായും കൃത്യമായും അതിൻ്റെ അർത്ഥത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നില്ല. അതിനാൽ, നിർദ്ദിഷ്ട പദ്ധതികളുടെ ചർച്ചകളിൽ ഒരേസമയം ശേഷിയും ശക്തിയും വ്യക്തമാക്കേണ്ടത് അത്യാവശ്യമാണ്.
ബാറ്ററി ഊർജ്ജ സംഭരണ സംവിധാനം: ചെലവ് പ്രതികരണ സമയം
BESS-ന് (ബാറ്ററി എനർജി സ്റ്റോറേജ് സിസ്റ്റംസ്), പവർ കൺവേർഷനും പ്രതികരണ സമയവും മില്ലിസെക്കൻഡ് ശ്രേണിയിലാണ്, ഇത് പവർ സിസ്റ്റം ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് മതിയാകും. ഫ്ളൈ വീൽ എനർജി സ്റ്റോറേജ്, പമ്പ്ഡ് സ്റ്റോറേജ് ഹൈഡ്രോ പവർ എന്നിവ പോലുള്ള മറ്റ് ഫിസിക്കൽ എനർജി സ്റ്റോറേജ് രീതികളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഇവിടെയാണ് BESS മികച്ചത്. എന്നിരുന്നാലും, വോൾട്ടേജ്, ഇൻസ്റ്റാളേഷൻ രീതികൾ, ബാറ്ററി സെൽ ശേഷി എന്നിവയിലെ പരിമിതികൾ കാരണം, ഒരൊറ്റ BESS യൂണിറ്റിൻ്റെ ശക്തിയും ശേഷിയും താരതമ്യേന പരിമിതമാണ്. അതിനാൽ, സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിട്ടുള്ള ഡസൻ കണക്കിന് പരമ്പരാഗത ലോ-വോൾട്ടേജ് 5MW/2h എനർജി സ്റ്റോറേജ് സിസ്റ്റങ്ങൾ പോലെയുള്ള വലിയ-എനർജി സ്റ്റോറേജ് പവർ പ്ലാൻ്റുകളിൽ, പ്രതികരണ സമയത്തിലെ തടസ്സം പ്രാഥമികമായി ആശയവിനിമയ രീതിയും ഷെഡ്യൂളിംഗ് മെക്കാനിസവും പരിമിതപ്പെടുത്തും. സമാന്തര ഉപകരണങ്ങൾക്കിടയിൽ പവർ കോർഡിനേഷൻ, സർക്കുലേറ്റിംഗ് കറൻ്റ് സപ്രഷൻ തുടങ്ങിയ പ്രവർത്തനങ്ങളും ഇതിനെ ബാധിക്കും. അവസാന സ്റ്റേഷൻ{10}}ലെവൽ പ്രതികരണ സമയം നൂറുകണക്കിന് മില്ലിസെക്കൻഡുകളോ സെക്കൻഡുകളോ ആകാം. തീർച്ചയായും, ഒരൊറ്റ 5MW/2h BESS യൂണിറ്റ് ഒരു സാങ്കൽപ്പിക ഉദാഹരണം മാത്രമാണ്; ബാറ്ററികളുടെ അമിതമായ സമാന്തര കണക്ഷൻ തന്നെ കാര്യമായ സുരക്ഷാ അപകടങ്ങൾ ഉയർത്തുന്നു. ഈ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നതിന്, ഗ്രൂപ്പ് നിയന്ത്രണ രീതികളിലെ മാറ്റങ്ങളും ഉയർന്ന-വോൾട്ടേജ് ഡയറക്ട് കണക്ഷൻ പോലുള്ള പുതിയ ഊർജ്ജ സംഭരണ സിസ്റ്റം സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെ മുന്നേറ്റങ്ങളും പ്രയോഗങ്ങളും ആവശ്യമാണ്.
ബാറ്ററി ഊർജ്ജ സംഭരണ സംവിധാനം: മറ്റ് സവിശേഷതകൾ
മറ്റ് ആപ്ലിക്കേഷൻ സാഹചര്യങ്ങളിലോ സാമ്പത്തിക വിശകലനങ്ങളിലോ, നിർദ്ദിഷ്ട ഊർജ്ജം (ഊർജ്ജം{0}}പിണ്ഡം, Wh/kg), നിർദ്ദിഷ്ട പവർ (പവർ{2}}പിണ്ഡം-പിണ്ഡം, kW/kg), ഊർജ സാന്ദ്രത യൂണിറ്റ് ഏരിയ (ഊർജ്ജം{4}}ഉപയോഗിക്കുന്നത് പദ്ധതി ഗതാഗത ചെലവുകളും ഭൂവിനിയോഗ ആവശ്യകതകളും കണക്കാക്കുന്നതിന് ഈ ആശയങ്ങൾ പ്രസക്തമാണ്.