بیٹری انرجی سٹوریج کیا ہے؟

A بیٹری توانائی ذخیرہ کرنے کا نظام(BESS) ایک ایسا نظام ہے جو بیٹریوں کو توانائی کے ذخیرہ کرنے والے کیریئر کے طور پر برقی توانائی کو ذخیرہ کرنے اور چھوڑنے کے لیے استعمال کرتا ہے۔ یہ ایک خاص مدت کے لیے برقی توانائی کو ذخیرہ کر سکتا ہے اور طلب کے مطابق مناسب وقت پر برقی توانائی فراہم کر سکتا ہے۔ اس میں ہموار منتقلی، چوٹی شیونگ اور ویلی فلنگ، فریکوئنسی ریگولیشن اور وولٹیج ریگولیشن جیسے کام ہوتے ہیں۔

ذخیرہ شدہ بجلی قابل تجدید ذرائع جیسے شمسی اور ہوا، یا روایتی بجلی کی پیداوار سے حاصل کر سکتی ہے۔ ضرورت پڑنے پر، سسٹم اس توانائی کو گرڈ کے استحکام کو سپورٹ کرنے، زیادہ مانگ کو پورا کرنے، یا بیک اپ پاور فراہم کرنے کے لیے جاری کرتا ہے۔ ایک عام BESS بیٹری ماڈیولز، ایک بیٹری مینجمنٹ سسٹم (BMS) اور پاور کنورژن آلات جیسے کہ انورٹرز پر مشتمل ہوتا ہے۔

 

A بیٹری توانائی ذخیرہ کرنے کا نظامپر مشتمل ہے: بیٹریاں، برقی اجزاء، مکینیکل سپورٹ، ہیٹنگ اور کولنگ سسٹم (تھرمل مینجمنٹ سسٹم)، ایک دو طرفہ پاور کنورژن سسٹم، ایک انرجی مینجمنٹ سسٹم، اور بیٹری مینجمنٹ سسٹم۔

 

نئی توانائی ذخیرہ کرنے کے لیے ایک اہم ٹیکنالوجی کے طور پر، توانائی ذخیرہ کرنے والی بیٹریاں قابل تجدید توانائی کی کھپت کے تناسب کو بڑھانے اور بجلی کے نظام کے محفوظ اور مستحکم آپریشن کو یقینی بنانے میں اہم کردار ادا کرتی ہیں۔ لیتھیم-آئن بیٹریاں، توانائی ذخیرہ کرنے کے کلیدی اجزاء کے طور پر، الیکٹرو کیمیکل توانائی کے ذخیرہ کی پیشرفت کا تعین کرنے والا "مرکزی مرکز" ہیں۔ لیتھیم-آئن بیٹریوں کو ان کے کیتھوڈ مواد کے مطابق لتیم آئرن فاسفیٹ بیٹریوں اور ٹرنری لتیم-آئن بیٹریوں میں درجہ بندی کیا جاتا ہے۔ توانائی ذخیرہ کرنے والی مارکیٹ میں بنیادی طور پر لتیم آئرن فاسفیٹ بیٹریوں کا غلبہ ہے۔ دن کو ختم کرنا-رات کی چوٹی-وادی کا فرق توانائی کے ذخیرہ کرنے کے نظام کے لیے بنیادی اطلاق کا منظرنامہ ہے، اور پروڈکٹ کے استعمال کا وقت براہ راست پروجیکٹ کے منافع کو متاثر کرتا ہے۔ ایک انرجی سٹوریج یونٹ، عام طور پر بیٹری کا حوالہ دیتا ہے، توانائی کے ذخیرہ کرنے والے نظام میں بنیادی آلہ ہے جو برقی توانائی کو ذخیرہ کرنے اور جاری کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

بیٹری کی ساخت:

مثبت الیکٹروڈ مواد: بیٹری کا وہ حصہ جہاں آکسیکرن رد عمل ہوتا ہے۔ عام مثبت الیکٹروڈ مواد میں لیتھیم کوبالٹ آکسائیڈ (LiCoO2)، لیتھیم آئرن فاسفیٹ (LiFePO4)، اور لیتھیم نکل مینگنیج کوبالٹ آکسائیڈ (NMC) شامل ہیں۔

منفی الیکٹروڈ مواد: بیٹری کا وہ حصہ جہاں کمی کا رد عمل ہوتا ہے۔ عام منفی الیکٹروڈ مواد میں گریفائٹ، سلکان اور ٹن شامل ہیں۔

• الیکٹرولائٹ: بیٹری میں آئن کی نقل و حمل کا ذریعہ۔ یہ مائع یا ٹھوس (ٹھوس الیکٹرولائٹ) ہوسکتا ہے۔ الیکٹرولائٹ آئنوں کو مثبت اور منفی الیکٹروڈ کے درمیان منتقل کرنے کی اجازت دیتا ہے، چارج اور خارج ہونے والے عمل کو مکمل کرتا ہے.
• الگ کرنے والا: مثبت اور منفی الیکٹروڈ کے درمیان واقع ہے، اس کا کام مثبت اور منفی الیکٹروڈ کے درمیان براہ راست رابطے کو روکنا ہے، جو آئنوں کو گزرنے کی اجازت دیتے ہوئے شارٹ سرکٹ کا باعث بن سکتا ہے۔
• کرنٹ کلیکٹر: عام طور پر دھات سے بنا ہوتا ہے (جیسے تانبا اور ایلومینیم)، سیل سے کرنٹ کو بیرونی سرکٹری میں منتقل کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔
• بیٹری کیسنگ: بیٹری کا بیرونی ڈھانچہ، اندرونی اجزاء کی حفاظت اور مکینیکل سپورٹ فراہم کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔
• بیٹری مینجمنٹ سسٹم (BMS): بیٹری کے چارجنگ اور ڈسچارجنگ کے عمل کی نگرانی اور انتظام کرنے، بیٹری کے محفوظ آپریشن کو یقینی بنانے اور اس کی کارکردگی اور عمر کو بہتر بنانے کے لیے ذمہ دار ہے۔

توانائی ذخیرہ کرنے والی بیٹریوں کے کام کرنے کا اصول

تھرمل مینجمنٹ کے اجزاء

• سینسر: درجہ حرارت کے سینسر، پریشر سینسر، وغیرہ، جو بیٹری کے درجہ حرارت اور دباؤ اور ماحول کو حقیقی وقت میں مانیٹر کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔
• کنٹرول یونٹ: عام طور پر ایک مائیکرو کنٹرولر یا کمپیوٹر سسٹم، سینسر ڈیٹا اور پیش سیٹ الگورتھم کی بنیاد پر تھرمل مینجمنٹ آلات کے آپریشن کو کنٹرول کرتا ہے۔
• کولنگ کا سامان:
• ایئر کولنگ سسٹم: اس میں پنکھے، ایئر چینلز، ہیٹ ایکسچینجرز وغیرہ شامل ہیں، ہوا کے بہاؤ کے ذریعے گرمی کو ختم کرتے ہیں۔
• مائع کولنگ سسٹم: اس میں پمپ، کولنٹ، ریڈی ایٹرز، کولنگ پلیٹس وغیرہ شامل ہیں، کولنٹ گردش کے ذریعے گرمی کو ہٹاتے ہیں۔
• حرارتی سازوسامان: جیسے الیکٹرک ہیٹر، فیز چینج میٹریل ہیٹر وغیرہ، کم درجہ حرارت والے ماحول میں بیٹری کو گرم کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
• موصلیت کا مواد: بیٹری کے درجہ حرارت پر بیرونی ماحول کے اثرات کو کم کرنے اور اندرونی درجہ حرارت کے استحکام کو برقرار رکھنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
• ایکچیویٹر: جیسے والوز، پمپ وغیرہ، کولنٹ یا ہوا کے بہاؤ کو کنٹرول کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔
• کنیکٹر: اس میں پائپ، کیبلز وغیرہ شامل ہیں، نظام کے معمول کے کام کو یقینی بنانے کے لیے مختلف اجزاء کو جوڑنا۔

تھرمل مینجمنٹ ورکنگ اصول

1. درجہ حرارت کی نگرانی: سینسر بیٹری اور ماحول کے درجہ حرارت کی مسلسل نگرانی کرتے ہیں، ڈیٹا کو کنٹرول یونٹ میں منتقل کرتے ہیں۔
2. ڈیٹا کا تجزیہ: کنٹرول یونٹ اس بات کا تعین کرنے کے لیے ڈیٹا کا تجزیہ کرتا ہے کہ آیا کولنگ یا حرارتی آلات کو چالو کرنے کی ضرورت ہے۔
3. کولنگ کا عمل:-ایئر کولنگ: جب درجہ حرارت ایک مقررہ حد سے زیادہ ہو جاتا ہے، تو پنکھا شروع ہوتا ہے، حرارت کو ہٹانے کے لیے بیٹری کی سطح پر ہوا کو دھکیلتا ہے۔- مائع کولنگ: ایک پمپ کولنٹ کو کولنگ پلیٹ کے ذریعے یا براہ راست بیٹری کے ساتھ رابطے میں دھکیلتا ہے، گرمی کے تبادلے کے لیے ریڈی ایٹر پر واپس جانے سے پہلے گرمی جذب کرتا ہے۔
4. حرارتی عمل: کم-درجہ حرارت والے ماحول میں، حرارتی آلات چالو ہوتے ہیں، بیٹری کے درجہ حرارت کو بڑھانے کے لیے برقی توانائی یا فیز تبدیل کرنے والے مواد کے ذریعے حرارت جاری کرتے ہیں۔
5. درجہ حرارت کا ضابطہ: کنٹرول یونٹ ریئل ٹائم ڈیٹا کی بنیاد پر ٹھنڈک یا حرارت کی شدت کو ایڈجسٹ کرتا ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ بیٹری کا درجہ حرارت اپنی بہترین آپریٹنگ رینج میں رہے۔
6. حرارت کی تقسیم کی یکسانیت: ایک اچھی طرح سے ڈیزائن کردہ ہوا کے بہاؤ کا راستہ یا کولنٹ کے بہاؤ کا راستہ بیٹری پیک کے اندر درجہ حرارت کی یکساں تقسیم کو یقینی بناتا ہے۔
7. حفاظتی تحفظ: ممکنہ حفاظتی خطرات کو روکنے کے لیے سسٹم میں زیادہ گرمی سے تحفظ، رساو کا پتہ لگانے اور دیگر حفاظتی افعال بھی شامل ہیں۔
8. ذہین اصلاح: جدید تھرمل مینجمنٹ سسٹم مصنوعی ذہانت کے الگورتھم کو کنٹرول کی حکمت عملیوں کو بہتر بنانے، توانائی کی کارکردگی کو بہتر بنانے اور ردعمل کی رفتار بڑھانے کے لیے مربوط کر سکتے ہیں۔
9. ریموٹ مانیٹرنگ: سسٹم ریموٹ مانیٹرنگ اور کنٹرول کے افعال کو سپورٹ کر سکتا ہے، جس سے دیکھ بھال کرنے والے اہلکاروں کو نظام کی صورتحال کو حقیقی وقت میں سمجھنے اور ایڈجسٹمنٹ کرنے کی اجازت ملتی ہے۔

بیٹری مینجمنٹ سسٹم (BMS)

بیٹری مینجمنٹ سسٹم (BMS) انرجی سٹوریج سسٹم کا ایک بنیادی جزو ہے، جو بیٹری پیک کے آپریٹنگ سٹیٹس کے انتظام اور نگرانی کے لیے ذمہ دار ہے تاکہ اس کی حفاظت، وشوسنییتا، اور موثر آپریشن کو یقینی بنایا جا سکے۔ مندرجہ ذیل بنیادی اجزاء، کام کرنے کے اصول، اور BMS کے کلیدی افعال ہیں:

بیٹری مینجمنٹ سسٹم (BMS): بنیادی اجزاء

ہارڈ ویئر کے اجزاء:

• سینسر: بیٹری کے جسمانی پیرامیٹرز جیسے وولٹیج، کرنٹ اور درجہ حرارت کی نگرانی کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
• سرکٹ بورڈز: مرکزی کنٹرول سرکٹ بورڈ اور کمیونیکیشن سرکٹ بورڈز شامل ہیں، جو ڈیٹا پروسیسنگ اور کمیونیکیشن کے لیے ذمہ دار ہیں۔
• پروسیسر: بنیادی کنٹرول یونٹ، جو بیٹری کی حیثیت کا تجزیہ اور حساب لگاتا ہے اور متعلقہ کنٹرول کی حکمت عملیوں کو انجام دیتا ہے۔
• ریلے اور پروٹیکشن سرکٹس: بیٹری کی چارجنگ اور ڈسچارجنگ سرکٹس کو غیر معمولی حالات میں منقطع کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، بیٹری کو نقصان سے بچاتا ہے۔
• مواصلاتی انٹرفیس: بیرونی نظاموں (جیسے گاڑیوں کے کنٹرول کے نظام، سرورز، وغیرہ) کے ساتھ ڈیٹا مواصلات کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

بیٹری مینجمنٹ سسٹم (BMS) کام کرنے کا اصول:

1. ڈیٹا کا حصول: BMS بیٹری کے پیرامیٹرز جیسے وولٹیج، کرنٹ اور درجہ حرارت کو حقیقی وقت میں سینسر کے ذریعے جمع کرتا ہے۔
2. ڈیٹا پروسیسنگ: پروسیسر حاصل شدہ ڈیٹا پر کارروائی کرتا ہے، اہم معلومات کا حساب لگاتا ہے جیسے کہ بیٹری کی چارج/ڈسچارج حالت، باقی کی گنجائش، اور اندرونی مزاحمت۔
3. کنٹرول سٹریٹیجی ایگزیکیوشن: ڈیٹا پروسیسنگ کے نتائج کی بنیاد پر، BMS متعلقہ کنٹرول کی حکمت عملیوں پر عملدرآمد کرتا ہے، جیسے چارج/ڈسچارج کرنٹ کو ایڈجسٹ کرنا اور بیٹری بیلنس کرنا۔
4. کمیونیکیشن اور فیڈ بیک: BMS ایک کمیونیکیشن انٹرفیس کے ذریعے بیرونی سسٹمز کے ساتھ ڈیٹا کا تبادلہ کرتا ہے، بیرونی کمانڈز وصول کرتا ہے، اور بیرونی سسٹمز کو بیٹری اسٹیٹس کی معلومات فیڈ بیک کرتا ہے۔

 

ایک انرجی سٹوریج کنورٹر (PCS) کو "بڑے سائز کے چارجر" سے تشبیہ دی جا سکتی ہے، جو توانائی کے ذخیرہ کرنے کے نظام میں ایک اہم جزو ہے۔ یہ دو طرفہ تبدیلی کی صلاحیتوں کا حامل ہے اور نظام میں ایک اہم کردار ادا کرتا ہے۔ یہ توانائی کے تبادلوں اور توانائی ذخیرہ کرنے والی بیٹری اور گرڈ کے درمیان دو طرفہ بہاؤ کو قابل بناتا ہے۔ یہ براہ راست کرنٹ (DC) کو الٹرنیٹنگ کرنٹ (AC) میں تبدیل کر سکتا ہے یا اس کے برعکس انرجی سٹوریج سسٹم کی گرڈ کی چارجنگ اور ڈسچارجنگ کی ضروریات کو پورا کر سکتا ہے۔ پی سی ایس توانائی ذخیرہ کرنے کے نظام میں ایک "پل" کا کام کرتا ہے، توانائی ذخیرہ کرنے والی بیٹری اور گرڈ کو جوڑتا ہے، نظام کے موثر اور مستحکم آپریشن کو یقینی بناتا ہے۔

 

انرجی مینجمنٹ سسٹم (EMS) توانائی کے ذخیرہ کرنے کے نظام کا کلیدی جزو ہے۔ یہ پورے نظام کی توانائی کے بہاؤ اور آپریشنل کارکردگی کی نگرانی، کنٹرول اور اصلاح کے لیے ذمہ دار ہے۔

توانائی ذخیرہ کرنے والے نظاموں میں EMS کی اہمیت کو اجاگر کرتے ہوئے، "ایک اچھا حل اعلیٰ- سطح کے ڈیزائن سے نکلتا ہے، اور ایک اچھا نظام EMS سے نکلتا ہے۔

EMS انرجی سٹوریج سسٹم کے اندر موجود تمام ذیلی نظاموں سے معلومات کو جمع کرنے، نظام کے مجموعی آپریشن کی جامع نگرانی کرنے اور محفوظ نظام کے آپریشن کو یقینی بنانے کے لیے متعلقہ فیصلے کرنے کے لیے موجود ہے۔ EMS کلاؤڈ پر ڈیٹا اپ لوڈ کرتا ہے، آپریٹر کے پچھلے-انتظامی اہلکاروں کے لیے آپریشنل ٹولز فراہم کرتا ہے۔ اس کے ساتھ ہی، EMS صارفین کے ساتھ براہ راست بات چیت کے لیے ذمہ دار ہے۔ صارف کی دیکھ بھال کرنے والے اہلکار توانائی کے ذخیرہ کرنے کے نظام کے حقیقی وقت کے آپریشن کو دیکھنے اور نگرانی کو لاگو کرنے کے لیے EMS کا استعمال کر سکتے ہیں۔