ایک مکمل بیٹری انرجی سٹوریج سسٹم (BESS) کارکردگی کے دو اہم اشاریوں پر توجہ دینے کی ضرورت ہے: ایک توانائی ذخیرہ کرنے کی صلاحیت اور استعمال سے متعلق، یعنی صلاحیت سے متعلق؛ اور دوسرا توانائی کو بھرنے یا جاری کرنے کی صلاحیت سے متعلق ہے، یعنی طاقت سے متعلق۔ ان دو پہلوؤں کے درمیان تعلق کو اکثر یہ فرق کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے کہ آیا توانائی ذخیرہ کرنے کا نظام توانائی-اورینٹڈ ہے یا پاور-۔
بیٹری توانائی ذخیرہ کرنے کے نظام کی صلاحیت
یہ میٹرک نظریاتی زیادہ سے زیادہ توانائی کی صلاحیت کی نمائندگی کرتا ہے جسے ذخیرہ کرنے کا نظام رکھ سکتا ہے، جسے عام طور پر کلو واٹ-گھنٹے (kWh) یا میگا واٹ-گھنٹے (MWh) میں ظاہر کیا جاتا ہے۔ یہ توانائی ذخیرہ کرنے کے نظام کے سب سے اہم پیرامیٹرز میں سے ایک ہے۔ تاہم، اس کی اصل قابل استعمال صلاحیت بیٹری کی ڈیپتھ آف ڈسچارج (DOD) اور سسٹم کی کارکردگی سے متاثر ہوتی ہے۔
بی ای ایس ایس (بیٹری انرجی سٹوریج سسٹم) کی صلاحیت توانائی کی مقدار پر زور دیتی ہے جسے آؤٹ پٹ یا استعمال کیا جا سکتا ہے، جو بیٹری کی صلاحیت کی تعریف سے مختلف ہے۔ بیٹری کی صلاحیت سے مراد عام طور پر بعض حالات (خارج کی شرح، درجہ حرارت، ختم ہونے والی وولٹیج، وغیرہ) کے تحت بیٹری کی صلاحیت سے مراد ہے، اور اسے ایمپیئر-گھنٹے (Ah) میں ماپا جاتا ہے، جو وقت کے ساتھ کرنٹ کے انضمام کی نمائندگی کرتا ہے۔
بیٹری انرجی اسٹوریج سسٹم: زیادہ سے زیادہ سسٹم پاور
نظام کی زیادہ سے زیادہ طاقت توانائی ذخیرہ کرنے کے نظام کی زیادہ سے زیادہ چارج اور خارج ہونے کی صلاحیت کو ظاہر کرتی ہے، اور اسے عام طور پر کلو واٹ (kW) یا میگاواٹ (MW) میں ظاہر کیا جاتا ہے۔ کارکردگی کے اس اشارے کا تعین پورے مرکزی سرکٹ کے ڈیزائن سے کیا جاتا ہے، بشمول بیٹری، ڈی سی ٹرانسمیشن سرکٹ، پی سی ایس، اور اے سی کنکشن، اور حتیٰ کہ زیادہ سے زیادہ پاور پر آپریشن کے دوران ہونے والے نقصانات (یہ نقصانات بنیادی طور پر حرارت میں تبدیل ہوں گے)، جو درجہ حرارت کنٹرول سسٹم اور دیگر معاون آلات کے ڈیزائن کو متاثر کرتا ہے۔ زیادہ سے زیادہ طاقت میں فرق کی وجہ سے ایک ہی صلاحیت کے ساتھ توانائی ذخیرہ کرنے کے نظام میں نمایاں طور پر مختلف افعال ہوسکتے ہیں۔ یہاں تک کہ توانائی ذخیرہ کرنے کا ایک ہی نظام مختلف آپریٹنگ پاور لیولز کی وجہ سے کارکردگی میں مربع فرق کا تجربہ کرے گا۔
جب پاور پیرامیٹر صلاحیت کے پیرامیٹر کے مقابلے میں نسبتاً بڑا ہوتا ہے، جیسے کہ 1 میگاواٹ/500 کلو واٹ گھنٹہ، اسے پاور-قسم کا توانائی ذخیرہ کرنے کا نظام کہا جاتا ہے۔ اس کے برعکس، اگر یہ 500 kW/1 MWh ہے، تو اسے توانائی-قسم کا توانائی ذخیرہ کرنے کا نظام کہا جاتا ہے۔ اس لیے، وقت کا تصور بعض اوقات متعارف کرایا جاتا ہے، جیسے کہ پہلے کو 1 میگاواٹ/0.5 h، اور بعد والے کو 500 kW/2 h کا لیبل لگایا جاتا ہے۔
بیٹری توانائی ذخیرہ کرنے کا نظام: توانائی کا نقصان اور کارکردگی
توانائی ذخیرہ کرنے کے نظام کی کارکردگی چارجنگ اور ڈسچارجنگ کے عمل کے دوران توانائی کے نقصان کو ظاہر کرتی ہے۔ اسے نظام کے ذریعے خارج ہونے والی توانائی اور اس میں چارج ہونے والی توانائی کے تناسب کے طور پر سمجھا جا سکتا ہے، جسے سائیکل کی کارکردگی بھی کہا جاتا ہے۔ یہ نقصان نہ صرف توانائی ذخیرہ کرنے والی بیٹری کی تکنیکی قسم سے متعلق ہے بلکہ اس کا انحصار بجلی کے اجزاء جیسے پاور کنورژن سسٹم (PCS) پر بھی ہے۔ ایک تنگ معنی میں، سسٹم کی کارکردگی بنیادی طور پر بیٹری، ڈی سی بس، پی سی ایس، اور آخر میں ٹرانسفارمر (اگر موجود ہو) سے چارجنگ اور ڈسچارج کے دوران مین سرکٹ میں ہونے والے نقصانات کو ظاہر کرتی ہے۔ تاہم، عملی انجینئرنگ ایپلی کیشنز میں، معاون آلات جیسے درجہ حرارت کنٹرول سسٹم کی بجلی کی کھپت اکثر مجموعی نقصان میں شامل ہوتی ہے، اس طرح مجموعی کارکردگی متاثر ہوتی ہے۔
تصویر: BESS توانائی کے توازن کا رشتہ
بیٹری توانائی ذخیرہ کرنے کا نظام: سائیکلوں کی تعداد
بیٹری کے چارج-ڈسچارج سائیکل کی تعداد اس کی عمر کا تعین کرتی ہے۔ توانائی ذخیرہ کرنے کے نظام میں، بیٹری کی زیادہ قیمت کی وجہ سے، اس کی عمر بھی پورے نظام کی عمر کا تعین کرتی ہے۔ سائیکل کی زندگی کا انحطاط اندرونی مزاحمت میں اضافے کا باعث بنتا ہے، جس کے نتیجے میں نقصانات اور گرمی کی پیداوار میں اضافہ ہوتا ہے، جس سے انحطاط کے عمل میں مزید تیزی آتی ہے۔ مزید برآں، بار بار زیادہ چارجنگ اور-زیادہ ڈسچارج الیکٹرولائٹ میں دھاتی مادوں کے بار بار تحلیل اور جمع ہونے کا سبب بنتی ہے، جو بیٹری کی سائیکل کی زندگی اور حفاظت کو بھی نمایاں طور پر متاثر کرتی ہے۔
ایک مخصوص قسم کی لتیم-آئن بیٹری کے لیے، 1C چارجنگ اور 1C ڈسچارجنگ کے حالات کے تحت سائیکلوں کی تعداد ڈسچارج کی مختلف گہرائیوں (DOD) میں نمایاں فرق ظاہر کرتی ہے، جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔
بیٹری توانائی ذخیرہ کرنے کے نظام کی قیمت
توانائی ذخیرہ کرنے کے نظام کی لاگت کا نظام کی صلاحیت، طاقت اور آپریٹنگ ماحول سے گہرا تعلق ہے۔ عام طور پر، انرجی-قسم کے اسٹوریج سسٹم میں، بیٹریوں کی قیمت نسبتاً زیادہ ہوتی ہے۔ پاور میں رہتے ہوئے-ٹائپ اسٹوریج سسٹم، بیٹریوں کی قیمت نسبتاً کم ہوتی ہے۔ تاہم، کسی بھی صورت میں، بیٹری پیک کی قیمت فی الحال BESS کی مجموعی لاگت کا اہم حصہ ہے، اور مستقبل میں لاگت میں کمی کا بنیادی حصہ بھی ہوگا۔
لاگت کی اکائی کو یوآن/kWh یا yuan/kW کے طور پر ظاہر کیا جا سکتا ہے، لیکن نہ تو مکمل اور درست طریقے سے اس کے معنی کی نمائندگی کرتا ہے۔ لہذا، مخصوص منصوبوں کے بارے میں بات چیت کے دوران بیک وقت صلاحیت اور طاقت دونوں کی وضاحت ضروری ہے۔
بیٹری انرجی سٹوریج سسٹم: لاگت رسپانس ٹائم
BESS (بیٹری انرجی سٹوریج سسٹم) کے لیے، پاور کنورژن اور رسپانس ٹائم دونوں ملی سیکنڈ رینج میں ہیں، جو پاور سسٹم ایپلی کیشنز کے لیے کافی ہے۔ یہ وہ جگہ ہے جہاں BESS دیگر فزیکل انرجی سٹوریج کے طریقوں جیسے فلائی وہیل انرجی اسٹوریج اور پمپڈ-سٹوریج ہائیڈرو پاور کے مقابلے میں بہترین ہے۔ تاہم، وولٹیج، تنصیب کے طریقوں، اور بیٹری سیل کی صلاحیت میں محدودیت کی وجہ سے، ایک واحد BESS یونٹ کی طاقت اور صلاحیت نسبتاً محدود ہے۔ لہذا، بڑے-پیمانے پر توانائی کے ذخیرہ کرنے والے پاور پلانٹس، جیسے کہ متوازی طور پر منسلک درجنوں روایتی کم وولٹیج 5MW/2h توانائی کے ذخیرہ کرنے والے نظاموں پر مشتمل ہے، جوابی وقت میں رکاوٹ بنیادی طور پر مواصلات کے طریقہ کار اور نظام الاوقات کے ذریعے محدود ہوگی۔ یہ متوازی آلات کے درمیان پاور کوآرڈینیشن اور گردش کرنٹ دبانے جیسے افعال سے بھی متاثر ہوگا۔ آخری اسٹیشن کی سطح کا جوابی وقت سینکڑوں ملی سیکنڈ یا اس سے بھی سیکنڈ میں ہوسکتا ہے۔ بلاشبہ، ایک واحد 5MW/2h BESS یونٹ صرف ایک فرضی مثال ہے۔ بیٹریوں کا ضرورت سے زیادہ متوازی کنکشن خود اہم حفاظتی خطرات کا باعث بنتا ہے۔ اس مسئلے کو حل کرنے کے لیے گروپ کنٹرول کے طریقوں میں تبدیلیاں اور نئی انرجی اسٹوریج سسٹم ٹیکنالوجیز جیسے ہائی-ڈائریکٹ کنکشن کی کامیابیوں اور ایپلیکیشنز کی ضرورت ہے۔
بیٹری توانائی ذخیرہ کرنے کا نظام: دیگر خصوصیات
دوسرے اطلاقی منظرناموں یا معاشی تجزیوں میں، تصورات جیسے کہ مخصوص توانائی (توانائی-سے-بڑے پیمانے کا تناسب، Wh/kg)، مخصوص طاقت (طاقت-سے-بڑے پیمانے پر تناسب، kW/kg)، اور توانائی کی کثافت فی یونٹ رقبہ (توانائی-a{5}²/h/ratio) بھی استعمال ہوتی ہے۔ یہ تصورات منصوبے کی نقل و حمل کے اخراجات اور زمین کے استعمال کی ضروریات کا حساب لگانے کے لیے متعلقہ ہیں۔