सौर ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के 6 प्रकार

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क्या आपसे कभी कहा गया है कि आप आराम से सौर ऊर्जा का भंडारण कर सकते हैं? लगभग 6 विभिन्न प्रकार के सौर ऊर्जा भंडारण प्रणालियां हैं जिन्हें आप अपनी सुविधानुसार अपना सकते हैं। यह लेख आपको उनके बारे में जानकारी देने के लिए बनाया गया है।

ऊर्जा भंडारण मानव जाति के सुंदर पेचीदा आविष्कारों में से एक है। यह उन कुछ लाभों में से एक है जो पृथ्वी को हमारी गतिविधियों से प्राप्त हुए हैं। सौर ऊर्जा भंडारण प्रणाली सौर ऊर्जा के उपयोग को और अधिक आकर्षक बनाती है। चूंकि सूर्य घंटे के भीतर विकिरण पैदा करता है जो हमारी वार्षिक ऊर्जा मांगों को पूरा करने के लिए पर्याप्त है, धूप न होने पर अतिरिक्त ऊर्जा को उपयोग के लिए संग्रहित किया जा सकता है।

सौर पैनलों वाले एक गृहस्वामी के रूप में, आपके पास इस लेख में ऐसे विकल्प दिए गए हैं जिनसे आप सौर ऊर्जा को स्टोर कर सकते हैं। इन विकल्पों में टर्बाइनों का उपयोग, ऑफ-ग्रिड ऊर्जा भंडारण, ग्रिड भंडारण पर, सौर ईंधन का उत्पादन और सौर तालाब शामिल हैं।

सार्वजनिक उपयोगिता ग्रिड के बिजली आउटेज की स्थिति में बैकअप पावर होने के लाभ के साथ, किसी भी प्रकार के सौर भंडारण प्रणालियों के अनुप्रयोग से आपको समय-समय पर (टीओयू) दरों का लाभ उठाने में मदद मिलती है। टीओयू दरें उस अवधि की उपयोगिता ग्रिड कंपनियां हैं जो उन अवधि के दौरान ग्रिड पर उच्च ऊर्जा मांगों के कारण बिजली के लिए अधिक शुल्क लेती हैं।

सौर ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के बारे में

आम तौर पर, बिजली पर कब्जा करने के लिए ऊर्जा भंडारण प्रणालियों को रखा जाता है, इसे रासायनिक, यांत्रिक या थर्मल ऊर्जा के रूप में संग्रहीत किया जाता है और जरूरत पड़ने पर इसे विद्युत ऊर्जा के रूप में वापस छोड़ दिया जाता है। ऊर्जा भंडारण भविष्य में उपयोग के लिए पीक अवधि के दौरान उत्पन्न अतिरिक्त ऊर्जा को बचाता है।

ग्रिड के डाउन होने पर बैकअप पावर के लिए और बिजली के बिलों पर खर्च होने वाली राशि को कम करने के लिए विभिन्न प्रकार की सौर ऊर्जा भंडारण प्रणालियों को अपनाया जा सकता है।

सौर ऊर्जा भंडारण प्रणालियों का निर्माण कैसे किया जाता है

इससे पहले कि हम देखें कि सौर ऊर्जा भंडारण प्रणालियों का निर्माण कैसे किया जाता है, हमें संक्षेप में उन सामान्य तरीकों को देखने की जरूरत है जिनमें अक्षय ऊर्जा को संग्रहीत किया जा सकता है। अक्षय ऊर्जा को रासायनिक और यंत्रवत् रूप से संग्रहीत किया जा सकता है। भंडारण पदार्थ के कुछ भौतिक सिद्धांतों पर आधारित है।

पहला सिद्धांत जिस पर सौर ऊर्जा भंडारण प्रणालियों का निर्माण किया जाता है, वह यह है कि सामग्री को गर्म करने या ठंडा करने पर तापमान में परिवर्तन होता है। पदार्थ थोक ताप का अनुभव करता है, जहां संग्रहीत ऊर्जा का मूल्य प्रयुक्त सामग्री की विशिष्ट ताप क्षमता के समानुपाती होता है। यह एक घटना की ओर जाता है जिसे समझदार हीटिंग कहा जाता है।

दूसरा सिद्धांत जिस पर सौर भंडारण प्रणालियों का निर्माण किया जा सकता है, वह यह है कि पदार्थ चरण संक्रमण पर गुप्त गर्मी को अवशोषित करने या छोड़ने में सक्षम होता है। यदि एक निश्चित चरण संक्रमण गर्मी अवशोषण के साथ होता है, तो रिवर्स प्रक्रिया उतनी ही मात्रा में गर्मी जारी करेगी, इसलिए ऊर्जा को तब तक संग्रहीत किया जा सकता है जब तक कि पदार्थ का एक निश्चित चरण कायम रहता है।

तीसरा रासायनिक प्रतिक्रियाओं पर आधारित है। यहां, ऊर्जा उच्च-ऊर्जा वाले रासायनिक बंधों के साथ रासायनिक यौगिक बनाती है, जो तब विघटन पर अपनी ऊर्जा छोड़ते हैं।

ऊर्जा को कमजोर रासायनिक बंधों के निर्माण के माध्यम से संग्रहीत किया जा सकता है, जैसे कि सिलिका जेल पर पानी के अणुओं के भौतिकीकरण के माध्यम से। ऊर्जा को मजबूत बंधों के निर्माण के माध्यम से भी संग्रहित किया जा सकता है, जैसे कि सिलिकॉन का सिलिकॉन ऑक्साइड (रसायन सोखना) में ऑक्सीकरण। ऊर्जा घनत्व उन सामग्रियों में सबसे कम है जो भौतिक अधिशोषण के कारण रासायनिक ऊर्जा का भंडारण करते हैं, और उनमें सबसे अधिक है जो रासायनिक ऊर्जा को रसायन विज्ञान के माध्यम से संग्रहीत करते हैं। भंडारण प्रणाली की भंडारण क्षमता खपत की गई गर्मी या प्रतिक्रिया की मुक्त ऊर्जा के बराबर होगी।

चौथा सिद्धांत जिसका उपयोग सौर भंडारण प्रणालियों के लिए किया जा सकता है, वह है बैटरी जैसे विद्युत ऊर्जा भंडारण उपकरणों में इलेक्ट्रॉन-छेद जोड़े का पृथक्करण। फोटोन को सीधे सूर्य से लिया जा सकता है और इन बैटरियों में संग्रहीत किया जा सकता है।

इनमें से कुछ सिद्धांत विभिन्न प्रकार के सौर ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के निर्माण का मार्गदर्शन करते हैं।

सौर ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के 6 प्रकार

सौर ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के प्रकार हैं:

  • ऑफग्रिड सोलर स्टोरेज सिस्टम/बैटरियों का उपयोग
  • ऑन-ग्रिड सोलर स्टोरेज सिस्टम
  • हाइब्रिड सोलर स्टोरेज सिस्टम
  • सौर ईंधन
  • सौर तालाब
  • स्तरीकृत सौर ऊर्जा भंडारण प्रणाली

1. ऑफग्रिड सौर भंडारण प्रणाली/बैटरियों का उपयोग

जो लोग इस प्रकार के सोलर स्टोरेज सिस्टम का उपयोग करते हैं, वे पब्लिक यूटिलिटी ग्रिड से नहीं जुड़े होते हैं। ऑफ-ग्रिड सिस्टम का उपयोग करने के लिए, आपके पास भंडारण के लिए पर्याप्त बैटरी होनी चाहिए। आपका सोलर सिस्टम भी इस तरह से बनाया जाना चाहिए कि आपका घर साल भर बिजली से चलता रहे।

बैटरियों को ऊर्जा भंडारण के रासायनिक तरीकों के अंतर्गत वर्गीकृत किया जाता है। वे रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं। यह इन बैटरियों के उत्पादन में प्रयुक्त विद्युत रासायनिक कोशिकाओं द्वारा संभव बनाया गया है।

बैटरियों में इलेक्ट्रोकेमिकल सेल दो इलेक्ट्रोड, एक कैथोड और एक एनोड होते हैं। ये कोशिकाएँ विद्युत चालक भी होती हैं और एक विभाजक द्वारा अलग की जाती हैं। विभाजक स्वयं का बना होता है

इसके अलावा बैटरी में आयनों से बना इलेक्ट्रोलाइट (कैथोड और एनोड के बीच) होता है। ये आयन कैथोड और एनोड की प्रवाहकीय सामग्री के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। यह प्रतिक्रिया बैटरी में विद्युत प्रवाह बनाती है।

बैटरियां विभिन्न सामग्रियों से बनी होती हैं, विभिन्न आकारों और ब्रांडों में आती हैं। प्रयुक्त सामग्री के आधार पर, हमारे पास है

लीड-एसिड बैटरी सौर ऊर्जा के भंडारण में उपयोग की जाने वाली सबसे पुरानी और सस्ती बैटरी हैं। हालांकि, उनके पास डिस्चार्ज की गहराई कम होती है, इसलिए अन्य बैटरियों की तुलना में तेजी से प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है। आवासीय घरों में सौर भंडारण प्रणालियों के प्रकार के रूप में लिथियम-आयन बैटरी का बेहतर उपयोग किया जाता है। वे अधिक महंगे हैं, लेकिन उनके सीसा-एसिड समकक्षों की तुलना में लंबा जीवनकाल है। उनके पास एक उच्च ऊर्जा घनत्व भी है जो उन्हें छोटे स्थानों में ऊर्जा संग्रहीत करने में सक्षम बनाता है।

आगे निकल-कैडमियम बैटरी हैं। वे बड़े पैमाने पर ऊर्जा परियोजनाओं में आम हैं क्योंकि वे उच्च तापमान का सामना करते हैं। Ni-Cd बैटरियों से जुड़ी विषाक्तता और कैडमियम के निपटान में कठिनाई Ni-Cd बैटरियों के उपयोग में एक प्रमुख बाधा है। फ्लो बैटरी सबसे बड़ी और सबसे महंगी बैटरी हैं। वे बड़े पैमाने पर स्थापना के लिए सर्वश्रेष्ठ हैं। उनके पास कम भंडारण क्षमता और चार्ज-डिस्चार्ज दर है।

2. ऑन-ग्रिड सोलर स्टोरेज सिस्टम

ऑन-ग्रिड स्टोरेज सिस्टम को ग्रिड-टाईड सिस्टम के रूप में भी जाना जाता है। यह प्रणाली एक मानक ग्रिड-बंधे इन्वर्टर का उपयोग करती है और इसमें कोई बैटरी भंडारण नहीं होता है। सौर ऊर्जा का उपयोग करने वाले गृहस्वामी के रूप में, आप कुछ ऊर्जा को सार्वजनिक उपयोगिता ग्रिड पर संग्रहीत कर सकते हैं। आपके घर में उत्पन्न अतिरिक्त सौर ऊर्जा को कुछ क्रेडिट या फीड-इन-टैरिफ (FiT) के बदले में निर्यात किया जा सकता है।

फ़ीड-इन_टैरिफ_(FIटी) निश्चित बिजली की कीमतें हैं जो आप अपने घर के सौर पैनलों से उत्पन्न विद्युत ऊर्जा की प्रत्येक इकाई के लिए प्राप्त करेंगे और सार्वजनिक उपयोगिता ग्रिड में स्टोर करेंगे।

एक ग्राहक के लिए जो इस ग्रिड-बंधे सिस्टम का उपयोग करता है, जब सौर पैनल उनके द्वारा उपयोग किए जाने से अधिक उत्पादन कर रहे हैं, तो आप ग्रिड को बिजली वापस भेज सकते हैं। जब आपका भार सूर्य से उत्पन्न होने वाले भार से अधिक हो, तो सार्वजनिक उपयोगिता ग्रिड से भी अतिरिक्त बिजली खरीदी जा सकती है।

इस प्रकार के सौर ऊर्जा भंडारण प्रणाली के लिए जाने से पहले, आपको यह समझने की जरूरत है कि जब भी कोई ब्लैकआउट होता है, तो आपके पैनल आपको बिजली की आपूर्ति नहीं करेंगे। यह सुरक्षा कारणों से है क्योंकि बिजली लाइनों पर काम करने वाले लाइनमैन को यह जानने की जरूरत है कि ग्रिड को खिलाने वाला कोई स्रोत नहीं है। इसका सीधा सा मतलब है कि आपके पास ब्लैकआउट के दौरान कुछ शक्ति का आनंद लेने की विलासिता नहीं है।

यदि आप अपना ऊर्जा बिल कम करना चाहते हैं और सौर प्रोत्साहन से लाभ उठाना चाहते हैं तो इस प्रकार की सौर ऊर्जा भंडारण प्रणाली आपके लिए एकदम सही है।

3. हाइब्रिड सोलर स्टोरेज सिस्टम

एक संकर ऊर्जा प्रणाली वह है जिसके द्वारा ऊर्जा उत्पादन के लिए दो या दो से अधिक ऊर्जा प्रणालियों के संयोजन का उपयोग किया जाता है। यह ऊर्जा उत्पादन के लिए सौर प्रौद्योगिकी और पवन टरबाइन का संयोजन हो सकता है।

हाइब्रिड सोलर स्टोरेज सिस्टम सोलर स्टोरेज बैटरी और पब्लिक यूटिलिटी ग्रिड का संयोजन हो सकता है। जब इस प्रकार की सौर भंडारण प्रणाली का उपयोग किया जाता है, तो उत्पन्न सौर ऊर्जा को बैटरी में संग्रहित किया जाता है, जबकि ग्राहक सार्वजनिक उपयोगिता का उपयोग करता है। जब बैटरियों में ऊर्जा का उपयोग हो जाता है, तो आप आराम से यूटिलिटी ग्रिड पर स्विच कर सकते हैं। दूसरी ओर, जब सार्वजनिक उपयोगिता ग्रिड से बिजली गुल हो जाती है, तो आप अपनी बैटरी पर भी स्विच कर सकते हैं।

4. सौर ईंधन

इस प्रकार की सौर ऊर्जा भंडारण प्रणाली अभी भी प्रगति पर है। यह वर्तमान में वाणिज्यिक ऊर्जा बाजार में बहुत आम नहीं है। सौर ईंधन हाइड्रोजन, अमोनिया और हाइड्राज़िन जैसे सिंथेटिक रसायन होते हैं जो सूरज की रोशनी नहीं होने पर अवधि के लिए उत्पादित और संग्रहीत होते हैं।

सौर ईंधन का उत्पादन सौर पैनलों (विद्युत रासायनिक रूप से), केंद्रित सौर ऊर्जा (थर्मोकेमिकली), कृत्रिम प्रकाश संश्लेषण (फोटोबायोलॉजिकल), या फोटॉन (फोटोकेमिकल) से उत्पन्न थर्मल गर्मी से बिजली से हो सकता है। ये सभी कुछ रासायनिक प्रतिक्रियाओं को चलाकर काम करते हैं जो सौर ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में पार कर जाते हैं।

सौर ईंधन का उत्पादन प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से भी किया जा सकता है। प्रत्यक्ष प्रक्रियाएं बिना किसी मध्यस्थ ऊर्जा रूपांतरण के सूर्य के प्रकाश से सौर ईंधन का उत्पादन करती हैं। अप्रत्यक्ष प्रक्रियाएं पहले सौर ऊर्जा को ऊर्जा के दूसरे रूप (बायोमास या बिजली) में परिवर्तित करती हैं और इस ऊर्जा का उपयोग आगे ईंधन बनाने के लिए किया जाता है।

ऊर्जा रूपांतरण के दौरान, कुछ मात्रा में ऊर्जा खो जाती है। यही कारण है कि अप्रत्यक्ष प्रक्रियाएं प्रत्यक्ष प्रक्रियाओं की तुलना में कम कुशल होती हैं। हालांकि अप्रत्यक्ष प्रक्रियाओं को लागू करना आसान है। सौर ईंधन के उत्पादन के लिए प्रत्यक्ष प्रक्रियाओं में सुधार कैसे किया जाए, इस पर वैज्ञानिकों द्वारा अधिक शोध किया जा रहा है।

सौर ईंधन को यथासंभव लंबे समय तक संग्रहीत किया जा सकता है। उन्हें एक स्थान से दूसरे स्थान पर कहीं भी ले जाया जा सकता है, जिससे वे अधिक विश्वसनीय इलेक्ट्रिक पावर ग्रिड के लिए एक मूल्यवान और लचीला संसाधन बन जाते हैं।

5. स्तरीकृत सौर ऊर्जा भंडारण प्रणाली

सौर ऊर्जा का दोहन और उपयोग दो तरह से किया जा सकता है; पीवी कोशिकाओं का उपयोग करना और सीएसपी का उपयोग करना। स्तरीकृत ऊर्जा भंडारण प्रणाली सीएसपी के साथ काम करती है। इसमें तापीय ऊर्जा के रूप में सौर ऊर्जा का भंडारण शामिल है जिसे जरूरत पड़ने पर बिजली में बदला जा सकता है।

यहां, गर्म पानी के भंडारण टैंक जिन्हें गर्म पानी के सिलेंडर, गर्मी भंडारण टैंक या थर्मल स्टोरेज टैंक के रूप में भी जाना जाता है, का उपयोग अंतरिक्ष हीटिंग या घरेलू उद्देश्यों के लिए पानी के भंडारण के लिए किया जाता है।

गर्म पानी को एक इंसुलेटेड टैंक में तब तक के लिए स्टोर किया जाता है। यदि ऊर्जा का उपयोग बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जाता है, तो गर्मी का उपयोग पानी को उबालने के लिए किया जाता है और परिणामस्वरूप भाप एक टरबाइन चलाती है जो बिजली उत्पन्न करती है।

6. सौर तालाब

सोलर पॉन्ड कंसंट्रेटिंग सोलर-थर्मल पावर सिस्टम के साथ भी काम करते हैं।

एक सौर तालाब पानी का एक पिंड है जो सौर ऊर्जा को गर्मी के रूप में एकत्रित और संग्रहीत करता है। इसका कार्य सिद्धांत प्राकृतिक संवहन के विपरीत है। स्वाभाविक रूप से, जब सूरज की रोशनी खारे तालाब से टकराती है, तो वह पहले तालाब के तल पर पानी को गर्म करती है। यह पानी कम घना हो जाता है और संवहन के माध्यम से इसके अणु सतह पर उठ जाते हैं।

सौर तालाबों में स्थिति विपरीत है। तालाबों का निर्माण संवहन को बाधित करने के लिए किया जाता है। तालाब को इतनी मात्रा में नमक मिलता है जो तल पर पानी को पूरी तरह से संतृप्त करने के लिए पर्याप्त है। जब पानी गर्म हो जाता है, हमेशा की तरह, अत्यधिक खारा और गर्म पानी सतह पर कम खारे और ठंडे पानी के साथ पूरी तरह से मिश्रित नहीं होता है।

मिश्रण हल्का होता है और ऊपर और नीचे के पानी में अलग-अलग संवहन होता है। यह प्रभाव गर्मी के नुकसान को बहुत कम करता है। अधिक खारा पानी 90 ℃ तक गर्म हो सकता है जबकि शीर्ष तापमान 30 ℃ तक कम रखता है

बाद में, अधिक खारे गर्म पानी को टर्बाइन में भेजा जा सकता है, जो मांग अधिक होने पर बिजली उत्पन्न करने के लिए बदल जाता है।

अक्सर पूछे गए प्रश्न

कितने सौर ऊर्जा भंडारण प्रणालियाँ हैं?

सौर ऊर्जा भंडारण प्रणाली इस लेख में चर्चा की गई पांच तक सीमित नहीं हैं। उनमें से एक अच्छी संख्या है, जिनमें से अधिकांश अभी भी विकसित की जा रही हैं। इस लेख में उन लोगों की व्याख्या की गई है जो वाणिज्यिक ऊर्जा बाजार में आम हैं।

सौर ऊर्जा को स्टोर करने का सबसे अच्छा तरीका क्या है?

सौर ऊर्जा को स्टोर करने का कोई सबसे अच्छा तरीका नहीं है। एक विशेष प्रकार की सौर ऊर्जा भंडारण प्रणाली की आपकी पसंद आपकी आवश्यकताओं, बजट और स्थान द्वारा निर्देशित होनी चाहिए। सार्वजनिक ग्रिड से दूर स्थित भवनों के लिए ऑफ-ग्रिड भंडारण प्रणालियाँ उपयुक्त होंगी। ऐसे भवन जो पहले से ही ग्रिड से जुड़े हैं, लेकिन कुछ बैकअप पावर की आवश्यकता है, उन्हें हाइब्रिड स्टोरेज सिस्टम की आवश्यकता होगी।

क्या सौर बैटरी भंडारण इसके लायक है?

हां, वे। सार्वजनिक उपयोगिता ग्रिड से बिजली की विफलता के दौरान बैटरी आपको चालू रख सकती है। अपने बजट के आधार पर आप 7 साल तक की बैटरी खरीद सकते हैं।

सौर ऊर्जा को कितने समय तक संग्रहीत किया जा सकता है?

भंडारण प्रणालियों में अलग-अलग ऊर्जा और बिजली क्षमता होती है। ऊर्जा क्षमता (किलोवाट प्रति घंटे में मापी गई) ऊर्जा की मात्रा है जिसे संग्रहीत किया जा सकता है जबकि बिजली क्षमता (किलोवाट में मापा जाता है) ऊर्जा की मात्रा है जिसे किसी भी समय जारी किया जा सकता है। यह निर्धारित करता है कि लोड को पावर करते समय स्टोरेज सिस्टम कितने समय तक काम कर सकता है।

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