ऊर्जा भंडारण उद्योग के विकास और अनुप्रयोग का अवलोकन।
1. ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी का परिचय।
ऊर्जा भंडारण ऊर्जा का भंडारण है। यह उन प्रौद्योगिकियों को संदर्भित करता है जो ऊर्जा के एक रूप को अधिक स्थिर रूप में परिवर्तित करती हैं और उसे संग्रहीत करती हैं। जरूरत पड़ने पर वे इसे एक विशिष्ट रूप में जारी करते हैं। विभिन्न ऊर्जा भंडारण सिद्धांत इसे 3 प्रकारों में विभाजित करते हैं: यांत्रिक, विद्युत चुम्बकीय और विद्युत रसायन। प्रत्येक ऊर्जा भंडारण प्रकार की अपनी शक्ति सीमा, लक्षण और उपयोग होते हैं।
| ऊर्जा भंडारण प्रकार | मूल्यांकित शक्ति | रेटेड ऊर्जा | विशेषताएँ | आवेदन के अवसर | |
| यांत्रिक ऊर्जा भंडारण | हाँ 储能 | 100-2,000MW | 4-10 घंटे | बड़े पैमाने पर, परिपक्व प्रौद्योगिकी; धीमी प्रतिक्रिया के लिए भौगोलिक संसाधनों की आवश्यकता होती है | लोड विनियमन, आवृत्ति नियंत्रण और सिस्टम बैकअप, ग्रिड स्थिरता नियंत्रण। |
| 压缩 空气储能 | IMW-300MW | 1-20 घंटे | बड़े पैमाने पर, परिपक्व प्रौद्योगिकी; धीमी प्रतिक्रिया, भौगोलिक संसाधनों की आवश्यकता। | पीक शेविंग, सिस्टम बैकअप, ग्रिड स्थिरता नियंत्रण | |
| हाँ 储能 | किलोवाट-30MW | 15s-30 मिन | उच्च विशिष्ट शक्ति, उच्च लागत, उच्च शोर स्तर | क्षणिक/गतिशील नियंत्रण, आवृत्ति नियंत्रण, वोल्टेज नियंत्रण, यूपीएस और बैटरी ऊर्जा भंडारण। | |
| विद्युतचुंबकीय ऊर्जा भंडारण | 超导 储能 | किलोवाट-1मेगावाट | 2s-5 मिनट | तेज़ प्रतिक्रिया, उच्च विशिष्ट शक्ति; उच्च लागत, कठिन रखरखाव | क्षणिक/गतिशील नियंत्रण, आवृत्ति नियंत्रण, बिजली गुणवत्ता नियंत्रण, यूपीएस और बैटरी ऊर्जा भंडारण |
| 超级 电容 | किलोवाट-1मेगावाट | 1-30s | तेज़ प्रतिक्रिया, उच्च विशिष्ट शक्ति; उच्च लागत | बिजली गुणवत्ता नियंत्रण, यूपीएस और बैटरी ऊर्जा भंडारण | |
| विद्युत ऊर्जा भंडारण | 铅酸 电池 | किलोवाट-50MW | 1 मिनट-3 h | परिपक्व प्रौद्योगिकी, कम लागत; अल्प जीवन काल, पर्यावरण संरक्षण संबंधी चिंताएँ | पावर स्टेशन बैकअप, ब्लैक स्टार्ट, यूपीएस, ऊर्जा संतुलन |
| हाँ 电池 | किलोवाट-100MW | 1-20 घंटे | कई बैटरी चक्रों में गहरी चार्जिंग और डिस्चार्जिंग शामिल होती है। इन्हें संयोजित करना आसान है, लेकिन इनमें ऊर्जा घनत्व कम है | इसमें बिजली की गुणवत्ता शामिल है। इसमें बैकअप पावर भी शामिल है। इसमें पीक शेविंग और वैली फिलिंग भी शामिल है। इसमें ऊर्जा प्रबंधन और नवीकरणीय ऊर्जा भंडारण भी शामिल है। | |
| 钠硫 电池 | 1kW-100MW | घंटे | उच्च विशिष्ट ऊर्जा, उच्च लागत, परिचालन सुरक्षा मुद्दों में सुधार की आवश्यकता है। | बिजली की गुणवत्ता एक विचार है. एक बैकअप बिजली आपूर्ति दूसरी है। फिर, चरम शेविंग और वैली फिलिंग होती है। ऊर्जा प्रबंधन दूसरा है. अंततः, नवीकरणीय ऊर्जा भंडारण है। | |
| 锂离子 电池 | किलोवाट-100MW | घंटे | उच्च विशिष्ट ऊर्जा, लिथियम-आयन बैटरी की लागत कम होने से लागत कम हो जाती है | क्षणिक/गतिशील नियंत्रण, आवृत्ति नियंत्रण, वोल्टेज नियंत्रण, यूपीएस और बैटरी ऊर्जा भंडारण। | |
इसके फायदे हैं. इनमें भूगोल का कम प्रभाव शामिल है। इनका निर्माण समय भी कम है और ऊर्जा घनत्व भी अधिक है। परिणामस्वरूप, विद्युत रासायनिक ऊर्जा भंडारण का उपयोग लचीले ढंग से किया जा सकता है। यह कई बिजली भंडारण स्थितियों में काम करता है। यह बिजली भंडारण की तकनीक है। इसमें उपयोग की व्यापक रेंज और विकास की सबसे अधिक संभावनाएं हैं। इनमें से मुख्य हैं लिथियम-आयन बैटरियां। इनका उपयोग मिनटों से लेकर घंटों तक के परिदृश्यों में किया जाता है।
2. ऊर्जा भंडारण अनुप्रयोग परिदृश्य
ऊर्जा भंडारण में विद्युत प्रणाली में प्रचुर मात्रा में अनुप्रयोग परिदृश्य हैं। ऊर्जा भंडारण के 3 मुख्य उपयोग हैं: बिजली उत्पादन, ग्रिड और उपयोगकर्ता। वे हैं:
नई ऊर्जा विद्युत उत्पादन पारंपरिक प्रकारों से भिन्न है। यह प्राकृतिक परिस्थितियों से प्रभावित होता है। इनमें प्रकाश और तापमान शामिल हैं। बिजली उत्पादन मौसम और दिन के अनुसार बदलता रहता है। मांग के अनुरूप शक्ति का समायोजन असंभव है। यह एक अस्थिर शक्ति स्रोत है. जब स्थापित क्षमता या बिजली उत्पादन का अनुपात एक निश्चित स्तर तक पहुँच जाता है। इसका असर पावर ग्रिड की स्थिरता पर पड़ेगा. बिजली व्यवस्था को सुरक्षित और स्थिर रखने के लिए, नई ऊर्जा प्रणाली ऊर्जा भंडारण उत्पादों का उपयोग करेगी। वे बिजली उत्पादन को सुचारू करने के लिए ग्रिड से फिर से जुड़ेंगे। इससे नई ऊर्जा शक्ति का प्रभाव कम होगा। इसमें फोटोवोल्टिक और पवन ऊर्जा शामिल है। वे रुक-रुक कर और अस्थिर हैं. यह हवा और प्रकाश परित्याग जैसी बिजली खपत की समस्याओं का भी समाधान करेगा।
पारंपरिक ग्रिड डिज़ाइन और निर्माण अधिकतम लोड विधि का पालन करते हैं। वे ग्रिड की तरफ ऐसा करते हैं। नया ग्रिड बनाते समय या क्षमता जोड़ते समय यही स्थिति होती है। उपकरण को अधिकतम भार पर विचार करना चाहिए। इससे लागत अधिक होगी और परिसंपत्ति का उपयोग कम होगा। ग्रिड-साइड ऊर्जा भंडारण की वृद्धि मूल अधिकतम लोड विधि को तोड़ सकती है। नया ग्रिड बनाते समय या पुराने ग्रिड का विस्तार करते समय, यह ग्रिड की भीड़ को कम कर सकता है। यह उपकरणों के विस्तार और उन्नयन को भी बढ़ावा देता है। इससे ग्रिड निवेश लागत बचती है और परिसंपत्ति उपयोग में सुधार होता है। ऊर्जा भंडारण मुख्य वाहक के रूप में कंटेनरों का उपयोग करता है। इसका उपयोग बिजली उत्पादन और ग्रिड पक्षों पर किया जाता है। यह मुख्य रूप से 30 किलोवाट से अधिक की शक्ति वाले अनुप्रयोगों के लिए है। उन्हें उच्च उत्पाद क्षमता की आवश्यकता है।
उपयोगकर्ता पक्ष पर नई ऊर्जा प्रणालियों का उपयोग मुख्य रूप से बिजली उत्पन्न करने और संग्रहीत करने के लिए किया जाता है। इससे बिजली की लागत में कटौती होती है और बिजली को स्थिर करने के लिए ऊर्जा भंडारण का उपयोग किया जाता है। साथ ही, कीमतें कम होने पर उपयोगकर्ता बिजली भंडारण के लिए ऊर्जा भंडारण प्रणालियों का भी उपयोग कर सकते हैं। इससे कीमतें ऊंची होने पर उन्हें ग्रिड बिजली के उपयोग में कटौती करने की सुविधा मिलती है। वे चरम और घाटी कीमतों से पैसा कमाने के लिए भंडारण प्रणाली से बिजली भी बेच सकते हैं। उपयोगकर्ता-पक्ष ऊर्जा भंडारण मुख्य वाहक के रूप में अलमारियाँ का उपयोग करता है। यह औद्योगिक और वाणिज्यिक पार्कों और वितरित फोटोवोल्टिक बिजली स्टेशनों में अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। ये 1kW से 10kW पावर रेंज में हैं। उत्पाद क्षमता अपेक्षाकृत कम है.
3. "स्रोत-ग्रिड-लोड-भंडारण" प्रणाली ऊर्जा भंडारण का एक विस्तारित अनुप्रयोग परिदृश्य है
"स्रोत-ग्रिड-लोड-स्टोरेज" प्रणाली एक ऑपरेशन मोड है। इसमें "पावर स्रोत, पावर ग्रिड, लोड और ऊर्जा भंडारण" का समाधान शामिल है। यह ऊर्जा उपयोग दक्षता और ग्रिड सुरक्षा को बढ़ावा दे सकता है। यह स्वच्छ ऊर्जा के उपयोग में ग्रिड अस्थिरता जैसी समस्याओं को ठीक कर सकता है। इस प्रणाली में, स्रोत ऊर्जा आपूर्तिकर्ता है। इसमें सौर, पवन और जल विद्युत जैसी नवीकरणीय ऊर्जा शामिल है। इसमें कोयला, तेल और प्राकृतिक गैस जैसी पारंपरिक ऊर्जा भी शामिल है। ग्रिड ऊर्जा संचरण नेटवर्क है। इसमें ट्रांसमिशन लाइनें और बिजली प्रणाली उपकरण शामिल हैं। भार ऊर्जा का अंतिम उपयोगकर्ता है। इसमें निवासी, उद्यम और सार्वजनिक सुविधाएं शामिल हैं। भंडारण ऊर्जा भंडारण तकनीक है। इसमें भंडारण उपकरण और प्रौद्योगिकी शामिल है।
पुरानी बिजली व्यवस्था में, थर्मल पावर प्लांट बिजली स्रोत हैं। घरों और उद्योगों पर भार है। दोनों बहुत दूर हैं. पावर ग्रिड उन्हें जोड़ता है. यह एक बड़े, एकीकृत नियंत्रण मोड का उपयोग करता है। यह एक वास्तविक समय संतुलन मोड है जहां पावर स्रोत लोड का अनुसरण करता है।
"न्यू लीस्टुंग्ससिस्टम" के तहत, सिस्टम ने उपयोगकर्ताओं के लिए नई ऊर्जा वाहनों की चार्जिंग मांग को "लोड" के रूप में जोड़ा। इससे पावर ग्रिड पर दबाव काफी बढ़ गया है. फोटोवोल्टिक्स जैसी नई ऊर्जा विधियों ने उपयोगकर्ताओं को "शक्ति स्रोत" बनने दिया है। साथ ही, नई ऊर्जा वाहनों को तेज़ चार्जिंग की आवश्यकता होती है। और, नई ऊर्जा विद्युत उत्पादन अस्थिर है। इसलिए, उपयोगकर्ताओं को अपने बिजली उत्पादन और ग्रिड पर उपयोग के प्रभाव को सुचारू करने के लिए "ऊर्जा भंडारण" की आवश्यकता होती है। इससे अधिकतम बिजली का उपयोग और न्यूनतम बिजली भंडारण संभव हो सकेगा।
नई ऊर्जा का उपयोग विविध हो रहा है। उपयोगकर्ता अब स्थानीय माइक्रोग्रिड बनाना चाहते हैं। ये "पावर स्रोत" (प्रकाश), "ऊर्जा भंडारण" (भंडारण), और "लोड" (चार्जिंग) को जोड़ते हैं। वे कई ऊर्जा स्रोतों को प्रबंधित करने के लिए नियंत्रण और संचार तकनीक का उपयोग करते हैं। वे उपयोगकर्ताओं को स्थानीय स्तर पर नई ऊर्जा उत्पन्न करने और उपयोग करने देते हैं। वे बड़े पावर ग्रिड से भी दो तरह से जुड़ते हैं। इससे ग्रिड पर उनका प्रभाव कम हो जाता है और इसे संतुलित करने में मदद मिलती है। छोटे माइक्रोग्रिड और ऊर्जा भंडारण एक "फोटोवोल्टिक भंडारण और चार्जिंग सिस्टम" हैं। यह एकीकृत है. यह "सोर्स ग्रिड लोड स्टोरेज" का एक महत्वपूर्ण अनुप्रयोग है।
二. ऊर्जा भंडारण उद्योग की अनुप्रयोग संभावनाएं और बाजार क्षमता
सीएनईएसए की रिपोर्ट में कहा गया है कि 2023 के अंत तक ऊर्जा भंडारण परियोजनाओं के संचालन की कुल क्षमता 289.20GW थी। यह 2022 के अंत में 237.20GW से 21.92% अधिक है। नई ऊर्जा भंडारण की कुल स्थापित क्षमता 91.33GW तक पहुंच गई। यह पिछले वर्ष से 99.62% की वृद्धि है।
2023 के अंत तक, चीन में ऊर्जा भंडारण परियोजनाओं की कुल क्षमता 86.50GW तक पहुंच गई। यह 2022 के अंत में 59.80GW से 44.65% अधिक था। वे अब वैश्विक क्षमता का 29.91% बनाते हैं, 2022 के अंत से 4.70% अधिक। उनमें से, पंप स्टोरेज की क्षमता सबसे अधिक है। यह 59.40% है। बाज़ार की वृद्धि मुख्यतः नई ऊर्जा भंडारण से होती है। इसमें लिथियम-आयन बैटरी, लेड-एसिड बैटरी और संपीड़ित हवा शामिल हैं। इनकी कुल क्षमता 34.51GW है। यह पिछले वर्ष से 163.93% अधिक है। 2023 में, चीन का नया ऊर्जा भंडारण 21.44GW बढ़ जाएगा, जो साल-दर-साल 191.77% की वृद्धि है। नए ऊर्जा भंडारण में लिथियम-आयन बैटरी और संपीड़ित हवा शामिल हैं। दोनों के पास सैकड़ों ग्रिड-कनेक्टेड, मेगावाट-स्तरीय परियोजनाएं हैं।
नई ऊर्जा भंडारण परियोजनाओं की योजना और निर्माण से देखते हुए, चीन का नया ऊर्जा भंडारण बड़े पैमाने पर हो गया है। 2022 में 1,799 परियोजनाएं हैं। वे योजनाबद्ध, निर्माणाधीन या संचालन में हैं। इनकी कुल क्षमता लगभग 104.50GW है। परिचालन में लाई गई अधिकांश नई ऊर्जा भंडारण परियोजनाएं छोटी और मध्यम आकार की हैं। इनका स्केल 10MW से कम है. वे कुल का लगभग 61.98% बनाते हैं। योजनाबद्ध और निर्माणाधीन ऊर्जा भंडारण परियोजनाएँ अधिकतर बड़ी हैं। वे 10MW और उससे अधिक के हैं। वे कुल का 75.73% बनाते हैं। 100 मेगावाट की 402 से अधिक परियोजनाएं काम में हैं। उनके पास पावर ग्रिड के लिए ऊर्जा भंडारण का आधार और शर्तें हैं।
पोस्ट करने का समय: जुलाई-22-2024