ब्लॉग के बारे में नवीकरणीय ऊर्जा के विकास के बीच ग्रिडस्केल ऊर्जा भंडारण का विस्तार

एक ऐसे शहर की कल्पना कीजिए जहां सूरज की रोशनी फीकी पड़ने पर भी रोशनी चमकती रहती है और हवाएं थम जाती हैं, जहां कारखाने बिना रुके घूमते रहते हैं। यह निर्बाध बिजली प्रवाह एक अज्ञात नायक पर निर्भर करता हैःग्रिड ऊर्जा भंडारण प्रणालीलेकिन ये सिस्टम कैसे काम करते हैं और हमारे ऊर्जा भविष्य के लिए इनकी क्या परिवर्तनकारी क्षमता है?

ग्रिड स्टोरेजः पावर रिज़र्व

ऊर्जा भंडारण प्रणाली (ईएसएस) विद्युत जलाशयों के रूप में कार्य करती है। वे कम मांग की अवधि के दौरान ऊर्जा (बिजली या नवीकरणीय स्रोतों से) को संग्रहीत करती हैं और जरूरत पड़ने पर इसे जारी करती हैं,विभिन्न समय सीमाओं में भिन्न शक्ति आवश्यकताओं को संबोधित करनाईएसएस ग्रिड स्थिरता बनाए रखने और ऊर्जा दक्षता में सुधार करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जिसे अक्सर आर्थिक लाभ बढ़ाने के लिए उत्पादन सुविधाओं के साथ तैनात किया जाता है।

विभिन्न भंडारण प्रौद्योगिकियां: समाधानों का एक स्पेक्ट्रम

वर्तमान में, पांच प्राथमिक भंडारण प्रौद्योगिकियां संयुक्त राज्य अमेरिका में वाणिज्यिक अनुप्रयोगों पर हावी हैं, जो 2022 तक कुल उत्पादन क्षमता द्वारा क्रमबद्ध हैंः

• पंप हाइड्रोःसबसे परिपक्व बड़े पैमाने पर प्रौद्योगिकी, पंप हाइड्रो विभिन्न ऊंचाइयों पर जलाशयों के बीच पानी को स्थानांतरित करने के लिए बिजली का उपयोग करता है, टरबाइन के माध्यम से जारी होने पर बिजली उत्पन्न करता है।
• बैटरी भंडारणःतेजी से बढ़ते लिथियम आयन प्रणालियों में विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से ऊर्जा संग्रहीत होती है, जो लचीलापन और लागत में कमी प्रदान करती है।
• थर्मल सोलर स्टोरेजःयह विधि सूर्य के प्रकाश को संग्रहीत गर्मी में परिवर्तित करती है, जिसे बाद में बिजली उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जाता है, सौर ऊर्जा के अंतराल को संबोधित करता है।
• संपीड़ित हवाःदबाव वाली हवा को भूमिगत रूप से संग्रहीत करके, यह तकनीक टरबाइन उत्पादन के माध्यम से बड़े पैमाने पर ऊर्जा रिहाई को सक्षम बनाती है।
• फ्लाईव्हील:ये उच्च गति वाले घूर्णन प्रणाली तेजी से प्रतिक्रिया में उत्कृष्ट हैं, जो उन्हें आवृत्ति विनियमन के लिए आदर्श बनाती हैं।

उभरती हुई प्रौद्योगिकियां जैसे सुपरकंडेसिटर, सुपरकंडक्टिंग मैग्नेटिक स्टोरेज और हाइड्रोजन आधारित सिस्टम आशाजनक विकास दिखाते हैं। थर्मल आइस स्टोरेज एक अन्य अभिनव दृष्टिकोण का प्रतिनिधित्व करता है,दिन के समय शीतलन की जरूरतों के लिए बर्फ बनाने के लिए पीक के बाहर बिजली का उपयोग.

क्षमता मेट्रिक्स: शक्ति बनाम ऊर्जा

भंडारण प्रणालियों का मूल्यांकन दो प्रमुख मापों के माध्यम से किया जाता हैः

• शक्ति क्षमताःअधिकतम क्षणिक आउटपुट (W, kW, MW या GW में मापा गया)
• ऊर्जा क्षमताःकुल संग्रहीत/मुक्त ऊर्जा (Wh, kWh, MWh या GWh में मापी गई)

अमेरिकी ऊर्जा सूचना प्रशासन (ईआईए) बिजली क्षमता के आधार पर प्रणालियों को वर्गीकृत करता हैः

• बड़े पैमाने पर:≥ 1 मेगावाट क्षमता, मुख्य रूप से ग्रिड सेवाओं के लिए उपयोगिताओं के स्वामित्व में
• छोटे पैमाने पर:< 1 मेगावाट क्षमता, आमतौर पर सौर प्रतिष्ठानों के साथ उपयोगकर्ता के स्वामित्व में

द्वितीयक ऊर्जा स्रोतों के रूप में, भंडारण प्रणाली चार्जिंग के दौरान अधिक शक्ति का उपभोग करती है, जो कि वे डिस्चार्ज के दौरान वितरित करती है।ईआईए सकल उत्पादन (वास्तविक उत्पादन) और शुद्ध उत्पादन (उत्पादन घटाकर प्रभार/प्रचालन हानि) दोनों की रिपोर्ट करता हैदोहरी गिनती से बचने के लिए शुद्ध आंकड़े आमतौर पर नकारात्मक होते हैं।

अमेरिकी भंडारण परिदृश्य (2022)

पनबिजली पंप क्षमता और उत्पादन में प्रमुख बनी हुई है, जबकि बैटरी भंडारण तेजी से बढ़ रहा है।

अनुप्रयोग और लाभ

भंडारण प्रणाली ऊर्जा पारिस्थितिकी तंत्र में बहुआयामी मूल्य प्रदान करती हैः

• ग्रिड स्थिरता:आपूर्ति-मांग में उतार-चढ़ाव पर त्वरित प्रतिक्रिया आवृत्ति और बिजली की गुणवत्ता बनाए रखती है
• भार प्रबंधन:पीक पीक से पीक पीक के बाहर की अवधि में खपत को स्थानांतरित करने से लागत और बुनियादी ढांचे पर दबाव कम होता है
• नवीकरणीय एकीकरण:पवन/सौर ऊर्जा से आंतरायिक उत्पादन को सुचारू करना ग्रिड संगतता में सुधार करता है
• अवसंरचना स्थगित करना:उच्च विकास वाले क्षेत्रों में महंगे ग्रिड उन्नयन में देरी
• बैकअप पावरःव्यवसायों और संस्थानों के लिए आउटेज के दौरान महत्वपूर्ण आपूर्ति
• माइक्रोग्रिड सक्षम करनाःस्वतंत्र या संकर ऊर्जा प्रणालियों का समर्थन करना

आवेदनों को दो कालिक श्रेणियों में विभाजित किया जाता हैः

• अल्पकालिक:आवृत्ति विनियमन के लिए मिनट पैमाने पर प्रतिक्रिया
• दैनिक चक्रःभार प्रबंधन के लिए घंटे के पैमाने पर ऊर्जा स्थानांतरण

प्रौद्योगिकी तैनाती प्रोफाइल

पंप हाइड्रो

अमेरिका की 40 पंप वाली जलविद्युत सुविधाएं (कुल 22,008 मेगावाट) मुख्य रूप से गर्मियों में शीतलन की मांग को पूरा करती हैं। वर्जीनिया में 2,860 मेगावाट की बाथ काउंटी सुविधा इस क्षेत्र में अग्रणी है।पांच राज्यों में राष्ट्रीय क्षमता का 61% हिस्सा है।.

बैटरी भंडारण

उपयोगिता पैमाने पर बैटरी सिस्टम 2022 तक 8,842 मेगावाट/11,105 मेगावाट तक पहुंच गया, जिसमें अकेले उस वर्ष 4,807 मेगावाट जोड़े गए। कैलिफोर्निया, टेक्सास और फ्लोरिडा में 83% क्षमता है।दक्षता और प्रतिक्रियाशीलता के कारण लिथियम-आयन हावी है, जिसमें अक्षय ऊर्जा (ज्यादातर सौर ऊर्जा) के साथ स्थित 207 सुविधाएं हैं।

छोटे पैमाने की बैटरी

1 मेगावाट से कम के सिस्टम 2021 में 42 राज्यों में कुल 1,094 मेगावाट थे, जिनमें से 71% नेट-मीटर सौर प्रतिष्ठानों से जुड़े थे।

सौर ताप भंडारण

दो परिचालन संयंत्र (450 मेगावाट संयुक्त) एरिज़ोना की 280 मेगावाट की सोलाना सुविधा के नेतृत्व में पिघले हुए नमक भंडारण का उपयोग करते हैं।

संपीड़ित वायु

अलबामा का 110 मेगावाट का मैकिंटोश संयंत्र एकमात्र परिचालन सुविधा बना हुआ है, जो प्राकृतिक गैस की खुराक के साथ नमक गुफा भंडारण का उपयोग करता है।

फ्लाईव्हील

चार परिचालन प्रणालियां (कुल 47 मेगावाट) आवृत्ति विनियमन में विशेषज्ञ हैं, जिनमें न्यूयॉर्क/पेंसिल्वेनिया 40 मेगावाट की क्षमता के साथ हैं।

भविष्य के दृष्टिकोण

भंडारण पाइपलाइन में विशेष रूप से बैटरी के लिए उल्लेखनीय वृद्धि देखी गई है:

• 222026 तक नई बैटरी क्षमता के 255 मेगावाट की योजना
• 13सौर परियोजनाओं के साथ 881 मेगावाट
• टेक्सास में 317 मेगावाट की संपीड़ित वायु परियोजना चल रही है

विकास के ड्राइवरों में नवीकरणीय ऊर्जा का विस्तार, राज्य प्रोत्साहन और विकसित बाजार संरचनाएं शामिल हैं। जबकि वर्तमान में कोई नई पंप हाइड्रो या फ्लाईव्हील परियोजनाएं ईआईए को रिपोर्ट नहीं करती हैं, एफईआरसी 2 सूचीबद्ध करता है,672 मेगावाट की पनबिजली परियोजनाओं की समीक्षा 4721 राज्यों में 960 मेगावाट बिजली के निर्माण के लिए प्रारंभिक अनुमति दी जा रही है।

जैसे-जैसे लागत में कमी आती है और प्रौद्योगिकियां परिपक्व होती हैं, ऊर्जा भंडारण तेजी से लचीला, नवीकरणीय ऊर्जा संचालित ग्रिड का आधारशिला बन जाएगा - जिससे स्वच्छ,भविष्य की पीढ़ियों के लिए अधिक कुशल ऊर्जा प्रणाली.