बैटरी ऊर्जा भंडारण के तकनीकी सिद्धांत

हम ग्रिड बैटरी सिस्टम के आसपास एतेक समय बितेने छी जे एकटा बात जानय लेल: बेसी लोक ई मानैत छथि जे ओ बैटरी ऊर्जा भंडारण के सिर्फ एहि लेल बुझैत छथि जे ओ अपन फोन के दस मिनट में 40% सं 1% तक गिरैत देखलनि अछि. उपयोगिता-स्केल प्रणाली एकदम अलग जानवर-बड़का, गरम, भारी, जोरदार, आ कहीं कम क्षमाशील छै. आओर फोन के विपरीत अहां ओकरा सिर्फ बंद करि क उम्मीद नहि करि सकय छी जे समस्या गायब भ जाएत.

रसायन विज्ञान के अंदर वास्तव में की भ रहल अछि

बैटरी, मौलिक रूप स॑, आयन के बीच रासायनिक वार्ता केरऽ एगो सेट छै जे वास्तव म॑ कतहीं आरू होना पसंद करतै । जखन अहाँ एकरा चार्ज करैत छी तखन अहाँ ओहि आयन सभ केँ असहज, उच्च-ऊर्जा स्थिति मे मजबूर क' रहल छी. डिस्चार्ज के दौरान, ई वापस फिसल जाय छै, जहां वू "पसंद" करै छै आरू रास्ता में इलेक्ट्रॉन छोड़ै छै ।

इ मूल चित्र छै-मुदा ग्रिड बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली बुनियादी व्याख्याक कें कोनों परवाह नहि करएयत छै. रसायन विज्ञान परेशान करय वाला, व्यावहारिक तरीका सं मायने रखैत अछि. लिथियम-आयन-विशेष रूप स एलएफपी (लिथियम आयरन फॉस्फेट) आ एनएमसी (निकेल मैंगनीज कोबाल्ट)-साल पहिने जीतने छल एहि लेल नहि जे ओ एकदम सही छल बल्कि एहि लेल जे किछु आओर नहि एहि संयोजन कए मारि सकैत छल:

उचित लागत

सहनशील क्षरण

स्वीकार्य जोखिम

उच्च-पर्याप्त ऊर्जा घनत्व

जखन-जखन कियो एकरा बेसी सरल बनेबाक प्रयास करैत अछि, त' हम पहिल बेर कोनो असफल एलएफपी रैक के अलग करबाक बारे मे सोचैत छी. हजारों चक्रक बाद सेहो व्यक्तिगत कोशिका "मृत" नहिं छल ; ओ सभ बेसी थाकल कर्मचारी जकाँ छल जे न्यूनतम काज करैत छल । जे संक्षेप मे गिरावट अछि।

जे भाग के बारे में कियो उत्साहित नै होय छै: शक्ति रूपांतरण

अगर अहां कहियो 50 मेगावाट के बैटरी साइट के लेल इन्वर्टर रूम के अंदर ठाढ़ भ गेलहुं अछि तं अहां के पता अछि जे हम जे गुनगुना के बात क रहल छी-गहींर, स्थिर, आ कनि बेचैन करय वाला. पावर कन्वर्जन सिस्टम (पीसीएस) ओ छै जे बैटरी रैक मे संग्रहीत डीसी कें एसी मे बदलय छै जे ग्रिड वास्तव मे उपयोग कयर सकय छै. इहो ओतहि अछि जतय अहाँक 10-15% ऊर्जा चुपचाप गर्मी, स्विचिंग नुकसान, आ अक्षमता में गायब भ जाइत अछि जकरा मार्केटिंग ब्रोशर चमकैत रहैत अछि.

ग्रिड कें 50/60 हर्ट्ज आवृत्ति कें मिलान करनाय, प्रतिक्रियाशील शक्ति कें प्रबंधन करनाय, ऑपरेशन मोड बदलनाय-ई एकटा समन्वय नृत्य छै जे हर सेकंड मे होयत छै. जे कियो कहैत छथि जे "ई त' बस इन्वर्टर अछि" शायद कोनो ग्रिड इवेंट के दौरान भोर 3 बजे एकटा के ट्रबलशूट नहि करय पड़ल होयत.

लिथियम-आयन एखनो किएक हावी अछि

लोक विदेशी रसायन विज्ञान-वैनेडियम प्रवाह, जस्ता-ब्रोमीन, सोडियम, जे किछु प्रेस विज्ञप्ति ओहि सप्ताह ट्रेंड भ रहल अछि ओकर कल्पना करब नीक लगैत अछि. जिनका सभक अपन स्थान रहतनि। मुदा आजुक बैटरी ऊर्जा भंडारण बाजार एकटा बहुत नीरस कारण सं एलएफपी पर चलैत अछि : ई एतेक सुरक्षित आ एतेक सस्ता अछि जे बिना अहां के बीमा कंपनी के दिल के दौरा केने कंटेनर में भेजल जा सकैत अछि.

एनएमसी कें अपन फायदा छै (ऊर्जा घनत्व मुख्य रूप सं), मुदा स्थिर प्रणालीक कें लेल, घनत्व राजा नहि छै-विफलता कें स्थिति मे पूर्वानुमानित व्यवहार छै. ककरो एहन थर्मल घटना नहि चाही जे एक सप्ताह-लंबा समाचार मे बदलि जाय.

आ हाँ, लिथियम आपूर्ति मे अस्थिरता वास्तविक अछि। हँ, भूराजनीति मायने रखैत अछि। मुदा इंजीनियर सभ ओहि चीज सं डिजाइन करैत छथिन्ह जे आब उपलब्ध अछि, नहि कि जे 2032 मे सस्ती भ सकैत अछि.

तापमान: परेशानी-निर्माता

यदि अहां उपयोगिता-स्केल बैटरी डिजाइन कें समझय चाहय छी, त शीतलन प्रणाली कें पालन करूं. बैटरी गरम रहब नीक नहि लगैत अछि। ठंढा रहब सेहो नीक नहि लगैत छनि। आ रैक के भीतर तापमान के ढाल स एकदम नफरत छैथ।

दक्षिण पश्चिम में एकटा गर्मी के परीक्षण के दौरान, हमरा सब के पता चलल जे कूलिंग सिस्टम कुल उत्पादन के 5% सं बेसी खा रहल छल-बस बैटरी के पावर देबय सं पहिने परिवेश के गर्मी सं लड़ैत छल. सक्रिय तरल शीतलन, जबरन-हवा शीतलन, चरण-परिवर्तन सामग्री बफर... हर तरीका अनिवार्य रूप सं एकटा स्वीकारोक्ति अछि जे रसायन विज्ञान शानदार मुदा स्वभाविक अछि.

बैटरी स्टोरेज कें ग्रिड मे डालनाय ओतेक सरल नहि छै जतेक कि पावर स्ट्रिप मे प्लग करनाय

ग्रिड एकीकरण क॑ अधिकांश लेख म॑ ग्लोस करलऽ जाय छै, लेकिन ई वू हिस्सा छै, जहां परियोजना सफल होय छै या मर॑ छै । आवृत्ति प्रतिक्रिया, वोल्टेज नियमन, ईएमएस/बीएमएस समन्वय-ई सब लगातार भ रहल अछि, प्रतिक्रिया देबय लेल मिलीसेकेंड आ गलती के लेल बहुत कम गुंजाइश अछि.

बैटरी कोनों गैस पीकर सं बेसि तेजी सं शून्य सं पूरा आउटपुट मे रैंप कयर सकय छै. ताहि लेल संचालक सब हुनका सब स प्रेम करैत छथि। लेकिन वू गति के मतलब छै कि आपनो नियंत्रण एल्गोरिदम क॑ व्यवहार के पूर्वानुमान लगाबै के जरूरत छै, खाली प्रतिक्रिया नै दै के जरूरत छै । किछु सिस्टम आब ग्रिड असंतुलन के पूर्वानुमान लगाबय लेल मशीन लर्निंग के उपयोग करैत अछि-हालांकि हम एक सं बेसी ऑपरेटर के चुपचाप स्वीकार करैत देखलहुं अछि जे ओ एखनो पूर्वानुमान के लेल नीक पुरान पीआईडी ​​लूप पसंद करैत छथि.

वास्तव मे बात कतय जा सकैत अछि

लोक कहैत रहैत अछि जे ठोस-स्टेट बैटरी "पाँच साल दूर अछि." हम 2014 के आसपास स सुनैत छी, आ एतय हम सब छी। महान विज्ञान, कठिन निर्माण।

जे बेसी यथार्थवादी बुझाइत अछि से अछि वृद्धिशील सुधार:

चक्र जीवन कनि बेसी

कनि सस्ता आपूर्ति श्रृंखला

कनि सुरक्षित रसायन विज्ञान

कनि बेहतर थर्मल मैनेजमेंट

किछु नाटकीय नहिं, मुदा एतेक जे डिस्चार्ज अवधि कें 2-4 घंटा सं 6-10 घंटा धरि धकेलि सकय. तखनहि बैटरी ऊर्जा भंडारण ग्रिड सहायक बननाय बंद भ जायत छै आ किछु जीवाश्म-आधारित प्रणालीक कें लेल पूर्ण{5}}समय प्रतिस्थापन बननाय शुरू भ जायत छै.

आओर दोसर-जीवन ईवी बैटरी-ओ अछि जे ध्यान देबय के हकदार अछि. 80% क्षमता वाला पैक गाड़ी के लेल घटिया अछि मुदा स्थिर भंडारण के लेल एकदम स्वीकार्य अछि. हम स्वयं किछु गोटेक परीक्षण केने छी। ई सब गन्दा, असंगत, लेकिन सही नियंत्रण के साथ एकीकृत करला पर आश्चर्यजनक रूप स॑ काम करै वाला होय छै ।

असली चुनौती

1. गिरावट मॉडलिंग एखनो अनुमान अछि।
कुल अनुमान नहि, मुदा कखनो काल पर्याप्त नजदीक। तापमान, साइकिलिंग पैटर्न, डिस्चार्ज केरऽ गहराई, कैलेंडर केरऽ उम्र बढ़ना-ई ऐन्हऽ तरीका स॑ बातचीत करै छै जेकरा कोनो सरल समीकरण वास्तव म॑ कैप्चर नै करै छै ।

2. रिसाइकिलिंग इंफ्रास्ट्रक्चर कतहु तैयार नहि अछि।
हम हर साल गीगावाट-घंटा लिथियम सिस्टम स्थापित क रहल छी जकर कोनो स्पष्ट योजना नहि अछि जे आब 10-15 साल बाद आबय वाला -जीवन बैटरी के अंत-बटरी के लहर के लेल.

3. सॉफ्टवेयर ओतबे महत्वपूर्ण भ गेल अछि जतेक हार्डवेयर।
बीएमएस तर्क, पूर्वानुमान एल्गोरिदम, सेल संतुलन रणनीति-आधुनिक बैटरी भंडारण प्रणाली कें आधा मूल्य सॉफ्टवेयर मे रहय छै. आ सॉफ्टवेयर हार्डवेयर स बेसी तेजी स उम्र बढ़ैत अछि।

अंतिम विचार

बैटरी ऊर्जा भंडारण जादू नहि छै, आ इ सरल सेहो नहि छै. मूल सिद्धांत आइयो वैह अछि जेना दशक पहिने छल । जे बदलाव आयल ओ अछि हमर सबहक इच्छुकता जे हम पैघ सिस्टम बनेबाक, ओकरा ग्रिड मे गहराई स एकीकृत करब, आ ओकर आसपास क सहायक बुनियादी ढाँचा कए इंजीनियरिंग करब। रसायन विज्ञान ओ सफलता नै छै-एकर आसपास के इंजीनियरिंग अनुशासन छै.

जं कहियो बैटरी स्टोरेज साइट सं पूरा लोड पर गुनगुनाइत घुमलहुं अछि, जाहि में कूलिंग पंखा ब्लास्ट भ रहल अछि आ इन्वर्टर धड़कन जकाँ स्पंदन करैत अछि तं, अहांकें बुझल अछि : ई तकनीक आब व्यावहारिक अछि. अपूर्ण, मुदा बहुत वास्तविक।