BESS અને સૌર ઉર્જા જોડાણ દ્વારા કાર્યક્ષમતામાં વધારો

ઝડપી જવાબ

આધુનિક EV ચાર્જિંગ સાઇટ માટે બેટરી એનર્જી સ્ટોરેજ (BESS) ને ઓન-સાઇટ સોલાર પાવર સાથે જોડવું એ સૌથી કાર્યક્ષમ સ્થાપત્ય છે કારણ કે તે ઉર્જા શૃંખલાના દરેક પગલા પર નુકસાનનો સામનો કરે છે. સોલાર પેનલ્સ 20-24% મોડ્યુલ કાર્યક્ષમતા પર સૂર્યપ્રકાશને DC માં રૂપાંતરિત કરે છે; મહત્તમ પાવર પોઈન્ટ ટ્રેકિંગ (MPPT) સિસ્ટમ શેડિંગ અને મિસમેચ અન્યથા બગાડે છે તે પુનઃપ્રાપ્ત કરે છે; અને બેટરી ચાર્જિંગ માંગમાંથી ઉત્પાદનને અલગ કરે છે જેથી કોઈ કિલોવોટ-કલાક જથ્થાબંધ ભાવે નિકાસ ન થાય અથવા ઘટાડી ન શકાય. સારી રીતે જોડાયેલ PV+BESS સિસ્ટમ સામાન્ય રીતે PV-માત્રની તુલનામાં સૌર ઉત્પાદનના મૂલ્યમાં 30-50% વધારો કરે છે, ગ્રીડ ઉર્જા ખરીદીમાં 40-70% ઘટાડો કરે છે, અને દિવસના કલાકો દરમિયાન ખરેખર શૂન્ય-ઉત્સર્જન કામગીરીને સક્ષમ કરે છે. આ માર્ગદર્શિકા સમજાવે છે કે મહત્તમ રાઉન્ડ-ટ્રીપ કાર્યક્ષમતા માટે સૌર અને સંગ્રહનું કદ, જોડાણ અને સંચાલન કેવી રીતે કરવું.

કી ટેકવેઝ

• PV અને BESS નું DC જોડાણ ડબલ રૂપાંતર નુકસાનને ટાળે છે, જેનાથી સિસ્ટમ કાર્યક્ષમતામાં 2-4 ટકાનો સુધારો થાય છે.
• આ બેટરી સૌર ઉર્જાને શોષી લે છે અને સમય જતાં તેને ચાર્જિંગની ટોચ પર લઈ જાય છે, જેનાથી કાપ અને ઓછા મૂલ્યની નિકાસ દૂર થાય છે.
• વિશાળ વોલ્ટેજ રેન્જવાળા MPPT મોડ્યુલ્સ આંશિક શેડિંગ અને પેનલ મિસમેચને કારણે ગુમાવેલા PV આઉટપુટના 5-10% પુનઃપ્રાપ્ત કરે છે.
• યોગ્ય સૌર-થી-બેટરી કદ બદલવાથી સ્ટોરેજ દિવસમાં 1-1.5 વખત સાયકલ ચલાવે છે, જેનાથી સાયકલનું જીવન અને અર્થતંત્ર સુરક્ષિત રહે છે.
• સૌર-સંચાલિત BESS હબ શૂન્ય-ઉત્સર્જન ટાપુઓ તરીકે કાર્ય કરી શકે છે, જે દૂરસ્થ અને ગ્રીડ-અવરોધિત સ્થળોએ ડીઝલ જનરેટરને વિસ્થાપિત કરે છે.

શા માટે PV + BESS સૌથી કાર્યક્ષમ જોડી છે

સૌર ઊર્જા ઉત્પાદન અને EV ચાર્જિંગ માંગ કુદરતી રીતે ખોટી રીતે ગોઠવાયેલી છે. સૂર્ય બપોરના સમયે ટોચ પર હોય છે, પરંતુ સવારના પ્રવાસ અને મોડી બપોરથી સાંજ સુધી ચાર્જિંગ માંગ ટોચ પર હોય છે. ફક્ત PV ધરાવતી સાઇટ પાસે એક નાખુશ વિકલ્પ હોય છે: મધ્યાહન સરપ્લસને જથ્થાબંધ ભાવે નિકાસ કરો, અથવા તેને સંપૂર્ણપણે ઘટાડી દો. BESS વિકલ્પ દૂર કરે છે - બેટરી સરપ્લસને શોષી લે છે અને જ્યારે ચાર્જરને તેની જરૂર હોય ત્યારે તેને બરાબર મુક્ત કરે છે.

કાર્યક્ષમતામાં વધારો ત્રણ ઘટકો ધરાવે છે:

1. ઉપયોગિતા લાભ: દરેક સૌર કિલોવોટ-કલાકનો ઉપયોગ જથ્થાબંધ મૂલ્ય પર નિકાસ કરવાને બદલે છૂટક અથવા ટેરિફ મૂલ્ય પર થાય છે. આ સામાન્ય રીતે પ્રતિ જનરેટ થયેલ kWh 30-50% વધુ આવકનું મૂલ્ય ધરાવે છે. 2.રૂપાંતરણ લાભ: ડીસી-કપ્લ્ડ આર્કિટેક્ચરમાં, સોલાર ડીસી સીધા બેટરીની ડીસી બસ અથવા ચાર્જરની ડીસી બસમાં વહે છે, જે એસી રાઉન્ડ ટ્રીપ ટાળે છે. બે ઇન્વર્ટર કન્વર્ઝનને દૂર કરવાથી સિસ્ટમ કાર્યક્ષમતાના 2-4 ટકા પોઈન્ટ પુનઃપ્રાપ્ત થાય છે. 3.ગ્રીડ માંગમાં વધારો: આ સાઇટ ગ્રીડમાંથી ઓછી આયાત કરે છે, અને તેની બાકીની આયાતો વધુ સારી છે, જે ઊર્જા ચાર્જ અને માંગ ચાર્જ બંનેમાં ઘટાડો કરે છે.

ગ્રીડ-ઓન્લી ફાસ્ટ-ચાર્જિંગ સાઇટ સામે PV+BESS હબની તુલના કરતા ઓપરેટર માટે, દસ વર્ષના ક્ષિતિજમાં કમ્પ્લાઇડ સિસ્ટમની ડિલિવર કરેલી ઊર્જાની લેવલ્ડાઇઝ્ડ કિંમત ઘણીવાર 20-35% ઓછી હોય છે.

ઊર્જા પ્રવાહ: પેનલથી બેટરી અને વાહન સુધી

કપલિંગ આર્કિટેક્ચરને સમજવાથી સ્પષ્ટ થાય છે કે કાર્યક્ષમતા ક્યાં જીતી કે હારી જાય છે. બે મુખ્ય પ્રવાહના ટોપોલોજી છે:

એસી કપલિંગ— પીવી ઇન્વર્ટર એસી બસને ફીડ કરે છે; એક અલગ બેટરી ઇન્વર્ટર બેટરી ચાર્જ કરે છે. સરળ અને મોડ્યુલર, પરંતુ સૌર ઉર્જા પીવી-ઇન્વર્ટર નુકસાન સહન કરે છે, પછી બેટરી-ઇન્વર્ટર નુકસાન: લગભગ 85-88% ની રાઉન્ડ-ટ્રીપ કાર્યક્ષમતા.

ડીસી કપલિંગ— પીવી એરે બેટરીની ડીસી બસ સાથે MPPT કન્વર્ટર દ્વારા જોડાય છે; એક સેન્ટ્રલ પીસીએસ ગ્રીડ એક્સચેન્જનું સંચાલન કરે છે. એક જ રૂપાંતર સાથે સૌર ઊર્જા બેટરીમાં પ્રવેશ કરે છે, અને રાઉન્ડ-ટ્રીપ કાર્યક્ષમતા લગભગ 90-93% સુધી સુધરે છે. જ્યારે ચાર્જર શેર કરેલી બસમાંથી સીધા ડીસી ખેંચી શકે છે, ત્યારે બીજું રૂપાંતર દૂર થાય છે.

ડીસી-કપ્લ્ડ ડિઝાઇનને કારણે જ સંકલિત સૌર-BESS ઉત્પાદનો વ્યાપારી રીતે લોકપ્રિય બની રહ્યા છે. કાર્યક્ષમતામાં તફાવત દરરોજ વધે છે: 1 MWh દૈનિક સૌર ઉર્જા લણણી પર, બચેલા રૂપાંતર નુકસાનના 3-5 ટકા પોઈન્ટ પ્રતિ દિવસ 30-50 kWh છે - આશરે 11-18 MWh પ્રતિ વર્ષ પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકાય તેવી ઉર્જા.

એક આધુનિક [200 kWh સોલર BESS EV ચાર્જિંગ સ્ટેશન] (https://www.midapower.com/news/200kwh-solar-bess-ev-charging-station-for-zero-emission-sites/) સંપૂર્ણ સાંકળ દર્શાવે છે: PV એરે → MPPT મોડ્યુલ → બેટરી DC બસ → DC ફાસ્ટ ચાર્જર → વાહન બેટરી. દરેક સ્ટેજ ન્યૂનતમ નુકસાન માટે રચાયેલ છે, અને EMS પ્રવાહનું સંકલન કરે છે જેથી સૌર હંમેશા પહેલા લોડને સેવા આપે, સરપ્લસ BESS ચાર્જ કરે, અને ગ્રીડ આયાત ઓછી થાય.

BESS ક્ષમતા સામે સૌર એરેનું કદ બદલવું

કદ બદલવાની ભૂલો - મોટા કદના પીવી અથવા મોટા કદના સ્ટોરેજ - ચુપચાપ કમ્પલ્ડ સિસ્ટમ્સના અર્થશાસ્ત્રનો નાશ કરે છે. બેટરી થ્રુપુટ અને સાઇટ માંગના સંદર્ભમાં દૈનિક સૌર ઉપજ એ નિયમનકારી ગુણોત્તર છે:

કદ બદલવાના ત્રણ નિયમો કપલિંગને કાર્યક્ષમ રાખે છે:

1. સાઇટ વાર્ષિક ઊર્જાના 40-80% સુધી પીવીનું કદ, ૧૦૦% નહીં. સંપૂર્ણ કવરેજ બેટરીને વધુ પડતું કદ આપવા અને લાંબા સમય સુધી નિષ્ક્રિય રહેવાની ફરજ પાડે છે; આંશિક કવરેજ પ્રતિ ઇન્સ્ટોલ કરેલ વોટ સૌર મૂલ્યને મહત્તમ કરે છે. ૨.BESS ને દરરોજ એક પૂર્ણ ચક્ર જેટલું કદ આપો.અપેક્ષિત સૌર ઉર્જા સરપ્લસ. 80% ડિસ્ચાર્જ ઊંડાઈ પર દરરોજ એક વખત સાયકલ ચલાવવામાં આવતી બેટરી તેના સંપૂર્ણ સાયકલ-લાઇફ સ્પષ્ટીકરણને પ્રાપ્ત કરે છે; ઓછી કદની બેટરીઓ વધુ પડતી સાયકલ કરે છે, અને મોટા કદની બેટરીઓ ઉપયોગ કર્યા વિના કેલેન્ડર લાઇફને ઘટાડે છે. 3.MPPT ઇનપુટ રેન્જને એરેની વાસ્તવિક ઓપરેટિંગ વિન્ડો સાથે મેચ કરો.એક વિશાળ-વોલ્ટેજ MPPT મોડ્યુલ આંશિક છાંયો, સવારના ધુમ્મસ અને પેનલ વૃદ્ધત્વ હેઠળ ઊર્જા પુનઃપ્રાપ્ત કરે છે જેને સાંકડી-રેન્જ યુનિટ દૂર કરે છે.

કાર્યક્ષમતામાં વધારો: MPPT, રૂપાંતર અને સ્ટેન્ડબાય નુકસાન

કાર્યક્ષમતા વિગતોમાં જીતી શકાય છે, અને ત્રણ નુકસાન શ્રેણીઓ જોડી સિસ્ટમો પર પ્રભુત્વ ધરાવે છે:

MPPT નુકસાન.એક પેનલ સ્ટ્રિંગનું આંશિક શેડિંગ પ્રતિ-સ્ટ્રિંગ ઑપ્ટિમાઇઝેશન વિના સમગ્ર એરેના આઉટપુટમાં 10-20% ઘટાડો કરી શકે છે. ઉચ્ચ-પ્રદર્શન MPPT પાવર મોડ્યુલ્સ - જેમ કે MIDA ના 30-60 kW MPPT મોડ્યુલ્સ જે સૌર ચાર્જિંગ સિસ્ટમમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે - દરેક સ્ટ્રિંગના મહત્તમ પાવર પોઇન્ટને સ્વતંત્ર રીતે ટ્રૅક કરે છે, શેડિંગ અથવા મોડ્યુલ મિસમેચ ધરાવતી વાસ્તવિક-વિશ્વ સાઇટ્સમાં વાર્ષિક ઉપજના 5-10% પુનઃપ્રાપ્ત કરે છે.

રૂપાંતર અને સ્ટેન્ડબાય નુકસાન.દરેક ઇન્વર્ટર ઓછા લોડ પર સૌથી ખરાબ રીતે કાર્ય કરે છે. એક BESS સાઇટ જે તેના PCS ને રાતોરાત 2-5% લોડ પર નિષ્ક્રિય રાખે છે તે ચોવીસ કલાક કિલોવોટ-કલાક બગાડે છે. આધુનિક સિસ્ટમો અલ્ટ્રા-લો સ્ટેન્ડબાય મોડ્સનો ઉપયોગ કરે છે (

થર્મલ મેનેજમેન્ટ.બેટરી કૂલિંગ ઊર્જા વાપરે છે; લિક્વિડ-કૂલ્ડ બેટરી પેક એર-કૂલ્ડ ડિઝાઇનના પંખા-પાવર ડ્રોના અંશ સાથે શ્રેષ્ઠ સેલ તાપમાન જાળવી રાખે છે. ગરમ-આબોહવાવાળા સ્થળો પર, લિક્વિડ કૂલિંગ બેટરી સિસ્ટમ ઊર્જાના 3-5% બચાવી શકે છે, જ્યારે સેલ લાઇફ લંબાવશે.

એકસાથે લેવામાં આવે તો, આ પગલાં સંયુક્ત સિસ્ટમને "નેમપ્લેટ 90% કાર્યક્ષમતા" થી "ઓપરેશનલ 93-96% કાર્યક્ષમતા" સુધી લઈ જાય છે - [2 MWh સૌર-સંચાલિત BESS ચાર્જિંગ સ્ટેશન] (https://www.midapower.com/2mwh-960kw-bess-charging-station-megawatt-ev-charger-solar-battery-storage-system-product/) તેની રેટેડ ઉર્જા પહોંચાડતા અને દર બે અઠવાડિયે શાંતિથી એક સત્રની ઉર્જા ગુમાવતા વચ્ચેનો તફાવત.

શૂન્ય-ઉત્સર્જન સ્થળો અને ડીઝલ વિસ્થાપન

આ જોડાણનો વ્યૂહાત્મક ફાયદો ઓપરેશનલ સ્વતંત્રતા છે. દૂરસ્થ, ગ્રીડ-અવરોધિત, અથવા આપત્તિ-પ્રતિભાવ સ્થળોએ, ડીઝલ જનરેટરને બદલે સોલાર+BESS હબનો ઉપયોગ થાય છે - જે "અહીં કોઈ ગ્રીડ નથી" નો વારસો જવાબ છે.

આ સરખામણી તદ્દન વિચિત્ર છે. હાઇવે સર્વિસ પોઈન્ટ પર એક ડીઝલ જનરેટર આંશિક લોડ પર કલાક દીઠ 3-4 લિટર બળે છે, પ્રતિ લિટર 2.5-3 કિલો CO2 ઉત્સર્જન કરે છે, અને બળતણ લોજિસ્ટિક્સની જરૂર પડે છે. 150-400 kWp PV અને 500 kWh–2 MWh સ્ટોરેજ સાથેનું સોલાર+BESS હબ શૂન્ય ઓન-સાઇટ ઉત્સર્જન, સાયલન્ટ ઓપરેશન અને એકવાર ઇન્સ્ટોલ કર્યા પછી શૂન્યની નજીક સીમાંત ખર્ચ સાથે સમાન ચાર્જિંગ સેવા પ્રદાન કરે છે.

ઓપરેટિંગ હબ ત્રણ માપી શકાય તેવા પરિણામોની જાણ કરે છે:

• ઇંધણ અને લોજિસ્ટિક્સમાં વાર્ષિક $15,000–$60,000 ની બચતસમકક્ષ ડીઝલ કામગીરી વિરુદ્ધ;
• દર વર્ષે 40-120 ટન CO2 કાર્બન ઘટાડોપ્રતિ સાઇટ, જે કેટલાક બજારોમાં કાર્બન-ક્રેડિટ કાર્યક્રમો માટે પણ લાયક ઠરે છે;
• ૯૫% થી ઉપરનો અપટાઇમદિવસના પ્રકાશ-પ્રબળ ચાર્જિંગ સમયપત્રક માટે, ગ્રીડ અથવા બેકઅપ જનરેટર ઊંડા-સાંજના શિખરોને આવરી લે છે.

[500 kWh કન્ટેનરાઇઝ્ડ BESS ચાર્જિંગ સ્ટેશન] (https://www.midapower.com/news/500kwh-containerized-bess-charging-station-for-grid-constrained-areas/) આર્કિટેક્ચર - સંકલિત સૌર ઇનપુટ સાથે કન્ટેનરાઇઝ્ડ બેટરી - આવી સાઇટ્સ માટે પ્રમાણભૂત બિલ્ડીંગ બ્લોક છે, કારણ કે તે એક યુનિટ તરીકે મોકલવામાં આવે છે અને સિવિલ વર્ક વિના કમિશન કરે છે.

નિષ્કર્ષ

ચાર્જિંગ સાઇટમાં સૌર ઊર્જા અને સંગ્રહ એ વધારાના સુધારા નથી; તે એક સંયુક્ત સિસ્ટમ છે જેની સંયુક્ત કાર્યક્ષમતા તેના ભાગોના સરવાળા કરતાં વધી જાય છે. DC કપલિંગ રૂપાંતર નુકસાનને દૂર કરે છે, MPPT શેડિંગ નુકસાનને પુનઃપ્રાપ્ત કરે છે, અને બેટરી મધ્યાહન સૌર સરપ્લસને સાંજના ચાર્જિંગ આવકમાં રૂપાંતરિત કરે છે. યોગ્ય રીતે માપવામાં આવ્યું છે—PV સાઇટ ઊર્જાના 40-80% પર, BESS દિવસમાં એકવાર સાયકલ ચલાવે છે, વિશાળ શ્રેણીના MPPT મોડ્યુલ્સ—સૌર-સંચાલિત BESS હબ ગ્રીડ ખરીદીમાં 40-70% ઘટાડો કરે છે, દૂરસ્થ સ્થળોએ ડીઝલને વિસ્થાપિત કરે છે, અને જ્યાં તે સૌથી મહત્વપૂર્ણ છે ત્યાં શૂન્ય-ઉત્સર્જન ચાર્જિંગ પહોંચાડે છે. ઓપરેટરો માટે, કાર્યક્ષમતાનો પ્રશ્ન હવે "શું સૌર ઊર્જા સ્ટોરેજ સાથે કામ કરે છે?" નથી, પરંતુ "કયું કપલિંગ આર્કિટેક્ચર દરેક કિલોવોટ-કલાકનો સૌથી વધુ ઉપયોગ કરે છે?" છે.

વારંવાર પૂછાતા પ્રશ્નો

1. સોલાર + BESS માટે AC અને DC કપલિંગ વચ્ચે શું તફાવત છે?એસી કપલિંગમાં, પીવી અને બેટરી બંને પાસે એસી બસ પર પોતાનું ઇન્વર્ટર હોય છે, જેનાથી રાઉન્ડ-ટ્રીપ કાર્યક્ષમતામાં 2-4 પોઇન્ટનો ઘટાડો થાય છે. ડીસી કપલિંગમાં, સોલાર બેટરીની ડીસી બસને MPPT કન્વર્ટર દ્વારા ફીડ કરે છે, ડબલ કન્વર્ઝન ટાળે છે અને કાર્યક્ષમતામાં 90-93% સુધી સુધારો કરે છે.

2. BESS ચાર્જિંગ સાઇટ સાથે મારે કેટલી સોલાર પાવર પેર કરવી જોઈએ?સાઇટના વાર્ષિક ઉર્જા વપરાશના 40-80% સુધી PV નું કદ. સંપૂર્ણ કવરેજ ખર્ચાળ બેટરીનું કદ વધારવાની ફરજ પાડે છે; આંશિક કવરેજ બેટરી સાયકલિંગને કાર્યક્ષમ રીતે જાળવી રાખીને પ્રતિ ઇન્સ્ટોલ કરેલ વોટ સૌર મૂલ્યને મહત્તમ કરે છે.

૩. જોડીવાળા BESS એ દરરોજ કેટલા ચક્રનું લક્ષ્ય રાખવું જોઈએ?૮૦% ડિસ્ચાર્જ ઊંડાઈ પર દરરોજ લગભગ એક પૂર્ણ ચક્ર. તે દર બેટરીના રેટેડ ચક્ર જીવનને પ્રાપ્ત કરે છે અને અર્થતંત્રને સ્વસ્થ રાખે છે; વધુ પડતી સાયકલિંગ પેકને બગાડે છે, અને ઓછી સાયકલિંગ મૂડીનો બગાડ કરે છે.

૪. શું સૌર ઉર્જાથી ચાલતી BESS સાઇટ સંપૂર્ણપણે ગ્રીડની બહાર કામ કરી શકે છે?હા, પૂરતા પીવી, સ્ટોરેજ અને દિવસના ભારિત માંગ સાથે. હાઇબ્રિડ સાઇટ્સ સ્થિતિસ્થાપકતા અને ઊંડા-સાંજના શિખરો માટે ગ્રીડ કનેક્શન જાળવી રાખે છે; શુદ્ધ ટાપુઓ સામાન્ય રીતે આત્યંતિક કેસોમાં બેકઅપ જનરેટર ઉમેરે છે.

૫. કપલ્ડ સિસ્ટમમાં MPPT ખરેખર કેટલું મહત્વનું છે?શેડેડ અથવા મેળ ન ખાતા એરે પર, સ્વતંત્ર પ્રતિ-સ્ટ્રિંગ MPPT વાર્ષિક PV ઉપજના 5-10% પુનઃપ્રાપ્ત કરે છે - જે ઊર્જા અન્યથા ખોવાઈ જશે. સ્વચ્છ, શેડેડ ન હોય તેવા એરે પર લાભ ઘટે છે, તેથી જ સાઇટ સર્વેક્ષણો મહત્વપૂર્ણ છે.

6. આધુનિક સોલાર-BESS ચાર્જિંગ સ્ટેશન પાસેથી મારે કઈ કાર્યક્ષમતાની અપેક્ષા રાખવી જોઈએ?ડીસી કપલિંગ, લિક્વિડ-કૂલ્ડ બેટરી પેક અને લો-સ્ટેન્ડબાય પીસીએસ સાથે 93-96% ની ઓપરેશનલ રાઉન્ડ-ટ્રીપ કાર્યક્ષમતા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે - મૂળભૂત એસી-કપલ્ડ સ્ટેક્સ માટે 85-88% ની વિરુદ્ધ.

૭. શું સોલાર કપલિંગ સાઇટના ડિમાન્ડ ચાર્જ ઘટાડે છે?હા. પીક પ્રાઇસિંગ વિન્ડો દરમિયાન સૌર ઊર્જા ઉત્પાદન ગ્રીડ આયાત ઘટાડે છે, અને BESS બાકી રહેલા 15-મિનિટના પીકને સપાટ કરે છે - બિલના ઊર્જા અને માંગ બંને ઘટકો પર એકસાથે હુમલો કરે છે.