ব্যাটারি এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেম (BESS) আর্কিটেকচার এবং ব্যাটারির ধরন নিয়ে আলোচনা করার আগে, আমাদের প্রথমে এই ক্ষেত্রে ব্যবহৃত সবচেয়ে সাধারণ পরিভাষার উপর ফোকাস করতে হবে। বেশ কিছু গুরুত্বপূর্ণ পরামিতি ব্যাটারি শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থার আচরণ বর্ণনা করে।
ক্ষমতা [আহ]: সিস্টেম একটি যুক্তিসঙ্গত ভোল্টেজ এ সংযুক্ত লোড প্রদান করতে সক্ষম যে সর্বোচ্চ বৈদ্যুতিক চার্জ. ব্যাটারির প্রযুক্তি এই প্যারামিটারের উপর একটি উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে, যার মান একটি নির্দিষ্ট স্রাব বর্তমান এবং তাপমাত্রার জন্য সেট করা হয়।
নামমাত্র শক্তি [Wh]:এটি সম্পূর্ণ চার্জ এবং সম্পূর্ণ স্রাবের রাজ্যগুলির মধ্যে উত্পাদিত মোট শক্তি। এটি ব্যাটারি ভোল্টেজ গুণের ক্ষমতার সমান। তাপমাত্রা এবং বর্তমানেরও প্রভাব রয়েছে, যেহেতু ক্ষমতা এটি নির্ধারণ করে।
শক্তি [W]:একটি BESS এর আউটপুট শক্তি সংজ্ঞায়িত করা কঠিন কারণ এটি সংযুক্ত লোডের উপর নির্ভর করে। তথাপি, নামমাত্র শক্তি সবচেয়ে সাধারণ স্রাব দৃশ্যে শক্তি প্রতিনিধিত্ব করে।
নির্দিষ্ট শক্তি [Wh/kg]:এটি ভরের সাথে সম্পর্কিত ব্যাটারির শক্তি সঞ্চয় ক্ষমতা নির্দেশ করে।
চার্জ এবং ডিসচার্জের সময়কাল নির্ধারণের জন্য ব্যবহৃত স্কেলকে বলা হয়সি রেট. স্রাব কারেন্ট 1C তাপমাত্রায় এক ঘন্টার মধ্যে ব্যাটারি সম্পূর্ণরূপে নিষ্কাশন করবে।
চার্জ/ডিসচার্জ/চার্জ হলসাইকেল. একটি চক্র কি এর কোন সম্মত সংজ্ঞা নেই।
একটি ব্যাটারিচক্র জীবনএটি উত্পাদন করতে পারে মোট চক্রের সংখ্যা।
ডিওডি: স্রাব গভীরতা। সম্পূর্ণ স্রাব 100%;
স্টেট-অফ-চার্জ (SoC,%):একটি ব্যাটারির চার্জ লেভেল এই সংখ্যা দ্বারা নির্দেশিত হয়।
শব্দটি "কুলম্বিক দক্ষতা" ব্যাটারির দক্ষতার সাথে চার্জ প্রেরণ করার ক্ষমতা বোঝায়। এটি চার্জের মূল অবস্থায় ফিরে আসার জন্য প্রয়োজনীয় চার্জের অনুপাত যা ডিসচার্জ পর্বের সময় মুক্তিপ্রাপ্ত চার্জ পরিমাণ (Ah) থেকে। সীসা-অ্যাসিড প্রযুক্তি বাদ দিয়ে, সবচেয়ে সাধারণ ব্যাটারির একটি দক্ষতা আছে যা এর সাথে তুলনীয়।
ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেমের প্রধান প্রকার
রাসায়নিক উপাদান এবং প্রক্রিয়াগুলির একটি অনন্য সমন্বয়ের উপর ভিত্তি করে অসংখ্য ব্যাটারি সিস্টেম বিদ্যমান। লিড-অ্যাসিড এবং লি-আয়ন ব্যাটারিগুলি বর্তমানে সর্বাধিক ব্যবহৃত প্রকার, তবে প্রবাহ, নিকেল এবং সালফার-ভিত্তিক ব্যাটারিরও এই বাজারে একটি জায়গা রয়েছে। আমরা দ্রুত সবচেয়ে জনপ্রিয় ব্যাটারি প্রযুক্তিগুলির মূল সুবিধাগুলি পর্যালোচনা করব৷
আমরা নিয়মিত এই ব্যাটারি ব্যবহার করি। এই ব্যাটারির বেস সেল একটি দ্বি-অক্সাইড বা সীসা পজিটিভ ইলেক্ট্রোড এবং একটি নেতিবাচক সীসা ইলেক্ট্রোড দিয়ে গঠিত। ইলেক্ট্রোলাইট হল পানিতে থাকা সালফিউরিক অ্যাসিডের দ্রবণ।
এই ব্যাটারির প্রাথমিক সুবিধা হল তাদের ক্রয়ক্ষমতা এবং উন্নত প্রযুক্তিগত অবস্থা।
নিকেল-ক্যাডমিয়াম (Ni-Cd) ব্যাটারি
লিথিয়াম ব্যাটারি প্রযুক্তি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হওয়ার আগে, এই ধরনের ব্যাটারি বহু বছর ধরে পোর্টেবল ডিভাইসের জন্য প্রাথমিক শক্তির উৎস হিসেবে কাজ করত।
এই ব্যাটারিগুলি উচ্চ শক্তির আউটপুট এবং দ্রুত রিচার্জ করার সময় প্রদান করে।
এই ব্যাটারির উন্নতি নিকেল-মেটাল-হাইড্রাইড (NiMH) প্রযুক্তি দ্বারা উপস্থাপিত হয়, যা স্ট্যান্ডার্ড NiCd থেকে প্রায় 40% বেশি নির্দিষ্ট শক্তি প্রদান করতে পারে।
লিথিয়াম-আয়ন (লি-আয়ন) ব্যাটারি
সমস্ত ধাতুর মধ্যে, লিথিয়ামের সর্বোচ্চ নির্দিষ্ট শক্তি রয়েছে এবং এটি সবচেয়ে হালকা। লিথিয়াম ধাতব অ্যানোড রিচার্জেবল ব্যাটারির অবিশ্বাস্যভাবে উচ্চ শক্তির ঘনত্ব প্রদান করার ক্ষমতা রয়েছে।
এছাড়াও অন্যান্য বিধিনিষেধ রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, সাইকেল চালানোর সময় অ্যানোডে ডেনড্রাইটের বিকাশ একটি প্রাসঙ্গিক সীমাবদ্ধতা। এর ফলে বিদ্যুৎ বিভ্রাট হতে পারে, যা তাপমাত্রা বাড়াতে পারে এবং ব্যাটারির ক্ষতি করতে পারে।
একটি BESS এর রচনা
বিভিন্ন "স্তর," যৌক্তিক এবং শারীরিক উভয়ই একটি BESS তৈরি করে। প্রতিটি অনন্য শারীরিক অংশের নিজস্ব নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা প্রয়োজন।
এখানে এই মূল ধাপগুলির একটি রানডাউন রয়েছে:
ব্যাটারি সিস্টেমটি বিভিন্ন ব্যাটারি প্যাক এবং অসংখ্য ব্যাটারির সমন্বয়ে গঠিত যা পছন্দসই ভোল্টেজ এবং বর্তমান মাত্রা অর্জনের জন্য একে অপরের সাথে সংযুক্ত থাকে।
ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম প্রতিটি কক্ষের যথাযথ কার্যকারিতা নিয়ন্ত্রণ করে যাতে সিস্টেমটিকে একটি ভোল্টেজ, কারেন্ট এবং তাপমাত্রার সীমার মধ্যে কাজ করতে সক্ষম করে যা সম্পূর্ণ সিস্টেমের চেয়ে ব্যাটারির চমৎকার স্বাস্থ্যের জন্য নিরাপদ। অতিরিক্তভাবে, প্রতিটি কক্ষে চার্জের স্থিতি এটি করে সামঞ্জস্য এবং ভারসাম্যপূর্ণ হয়।
শক্তিকে এসি-তে রূপান্তর করতে, ইনভার্টারগুলি ব্যাটারি সিস্টেমের সাথে সংযুক্ত থাকে। PCS (পাওয়ার কনভার্সন সিস্টেম) নামে পরিচিত একটি বিশেষ পাওয়ার ইলেকট্রনিক স্তর প্রতিটি BESS-এ উপস্থিত থাকে। উপযুক্ত পর্যবেক্ষণের জন্য প্রয়োজনীয় সমস্ত সহায়ক পরিষেবাগুলির সাথে এটি সাধারণত একটি রূপান্তর ইউনিটে গোষ্ঠীভুক্ত হয়।
সিস্টেম এবং শক্তি প্রবাহ পর্যবেক্ষণ এবং নিয়ন্ত্রণ (শক্তি ব্যবস্থাপনা সিস্টেম) নিম্নলিখিত পদক্ষেপ। সুপারভাইজরি কন্ট্রোল এবং ডেটা অধিগ্রহণ সিস্টেম, বা SCADA সিস্টেম, প্রায়ই সাধারণ পর্যবেক্ষণ এবং নিয়ন্ত্রণ ফাংশন অন্তর্ভুক্ত করে। অন্যদিকে, এনার্জি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেমটি বিশেষভাবে প্রয়োগের প্রয়োজনীয়তা অনুসারে পাওয়ার প্রবাহ নিরীক্ষণের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।
মাঝারি-ভোল্টেজ/লো-ভোল্টেজ ট্রান্সফরমার সংযোগ এবং সিস্টেমের আকারের উপর ভিত্তি করে, একটি ডেডিকেটেড সাবস্টেশনে উচ্চ-ভোল্টেজ/মাঝারি-ভোল্টেজ ট্রান্সফরমার হল শেষ সংযোগ।
PV মডিউল এবং BESS ইন্টিগ্রেশন
পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তির উত্সগুলি ভবিষ্যতে বৈদ্যুতিক সিস্টেমগুলিতে উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলতে প্রস্তুত, যেমন এই সিরিজের প্রথম অংশে আলোচনা করা হয়েছে। বৈদ্যুতিক ব্যবস্থা এবং পুনর্নবীকরণযোগ্য বিদ্যুৎ কেন্দ্র উভয়ই একটি পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তির উত্সের সাথে একটি BESS-এর একীকরণ থেকে উপকৃত হতে পারে।
একটি BESS একটি পাওয়ার প্ল্যান্টকে সহায়তা করতে পারে এমন বিভিন্ন উপায়ে নিম্নলিখিতগুলি ব্যাখ্যা করে:
আরও স্থির এবং অনুমানযোগ্য প্রজন্মের বক্ররেখা অর্জনের জন্য, এটি মেঘের আচ্ছাদনের অধীনে প্রজন্মের প্রোফাইলের "অস্থিরতা" বা ক্ষমতায় আকস্মিক স্পাইকগুলি অফসেট করবে। একটি মেঘলা দিনে একটি পিভি প্ল্যান্টের জেনারেশন কার্ভ এবং একটি পরিষ্কার আকাশের মধ্যে বৈসাদৃশ্য চিত্র 4-এ প্রদর্শিত হয়েছে। প্রজন্ম একটি BESS-এর একীকরণের সাথে কম "ঝিকমিক" প্রদর্শন করবে, আরও নিয়মিত বক্ররেখা দেবে।
পিক শেভিংয়ের ফলে প্রজন্মের বক্ররেখা "মসৃণ" হবে (পিক শেভিং সম্পর্কে আরও জানতে, পূর্ববর্তী নিবন্ধটি পড়ুন)।
গ্রিড সমর্থন এবং আনুষঙ্গিক পরিষেবাগুলির ক্ষেত্রে, BESS বৈদ্যুতিক সিস্টেমের উপর উল্লেখযোগ্যভাবে কম প্রভাব সহ ফ্রিকোয়েন্সি নিয়ন্ত্রণ এবং ভোল্টেজ ব্যবস্থাপনা (একসাথে প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি ক্ষতিপূরণ সহ) প্রদানের মাধ্যমে বৈদ্যুতিক গ্রিডে পাওয়ার প্ল্যান্টের একীকরণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করতে পারে।
উপরে উল্লিখিত পরিষেবাগুলি ছাড়াও, ফোটোভোলটাইক মডিউল এবং ব্যাটারি শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থার মধ্যে আরও সম্ভাব্য সহযোগিতা রয়েছে, যা সংযোগের পয়েন্টের বিনিময় (POC) দিয়ে শুরু হয়। যেহেতু একটি BESS প্রায়ই PV মডিউলটিকে "পরিপূরক" করার জন্য ইনস্টল করা হয়, তাই এর উপস্থিতির জন্য POC এ অতিরিক্ত শক্তির প্রয়োজন হতে পারে না।
পিভি মডিউলগুলি কীভাবে একটি BESS-এর সাথে সংযোগ স্থাপন করে তার আর্কিটেকচারে নেওয়া সিদ্ধান্তগুলি থেকে অতিরিক্ত সম্ভাব্য সহযোগিতার উদ্ভব হয়৷ অন্তত তিনটি প্রাথমিক বিকল্প বিদ্যমান:
ডিসি কাপলিং: এই বিকল্পে, ভোল্টেজ স্থিতিশীল করার জন্য ব্যাটারির ডিসি পাশে BESS এবং PV এবং PV মডিউলগুলিকে লিঙ্ক করতে একটি নির্দিষ্ট DC/DC রূপান্তরকারী ব্যবহার করা হয়। এই পদ্ধতির সাহায্যে, প্ল্যান্টের সমস্ত এসি সাইড PV মডিউল এবং BESS-এর মধ্যে ইনভার্টারগুলি ভাগ করবে (এই দৃশ্যে বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল PQ ডায়াগ্রামের সমস্ত 4টি চতুর্ভুজে কাজ করতে সক্ষম হবে)। এই পছন্দটি আবাসিকদের জন্য বেশ সাধারণ। অ্যাপ্লিকেশন, বা একটি ছোট উদ্ভিদ (kW) ক্ষেত্রে। একটি বড় মাপের প্লান্টের ক্ষেত্রে, BESS মাঠ বরাবর বিতরণ করা হবে। তবে, ডিসি ভোল্টেজ এবং প্রতিটি ব্যাটারি প্যাকের চার্জ নিয়ন্ত্রণ করার জন্য নির্দিষ্ট এবং ব্যয়বহুল যুক্তির প্রয়োজন হবে।
ইনভার্টার পরে এসি কাপলিং: এই পদ্ধতিটি পূর্ববর্তীটির সাথে তুলনীয়, তবে এটি ইনভার্টারের পরে BESS এবং PV মডিউল কাপলিং পয়েন্ট রাখে। এই উদাহরণে, BESS এবং PV মডিউলের প্রত্যেকেরই নিজস্ব ডেডিকেটেড ইনভার্টার থাকবে। ডিসি কাপলিংয়ের জন্য অতিরিক্ত নিয়ন্ত্রণ যুক্তির প্রয়োজন নেই বলে, এই পদ্ধতিটি আবাসিক অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্যও জনপ্রিয় এবং একটি বিতরণকৃত BESS তৈরি করতে বড় গাছগুলিতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
POC এ এসি কাপলিং:এই সমাধানে, PV মডিউল এবং BESS শুধুমাত্র আন্তঃসংযোগ সুবিধা ভাগ করে নেয়, যখন তারা উদ্ভিদ স্তরে সম্পূর্ণরূপে পৃথক বিভাগ থাকে।