ब्लैक स्टार्ट एनर्जी स्टोरेज: क्या हाइब्रिड इन्वर्टर और एनर्जी स्टोरेज सिस्टम ब्लैक स्टार्ट के लिए सक्षम हैं? अस्थायी बिजली कटौती और ब्लैकआउट से सुरक्षा

अधिकांश इन्वर्टर ब्लैक स्टार्ट करने में सक्षम नहीं होते हैं। कुछ इन्वर्टर में, इन्वर्टर को चालू करने से पहले एक अलग बैटरी को चार्ज करके ब्लैक स्टार्ट करना संभव है। हालांकि, यह हमेशा संभव नहीं होता है और इन्वर्टर के प्रकार पर निर्भर करता है।.

ब्लैक-स्टार्ट क्षमता वाले हाइब्रिड इनवर्टर की नई पीढ़ी में एक बैकअप पावर ट्रांसफर स्विच लगा होता है, जिससे ग्रिड बाधित होने पर भी चुनिंदा लोड को आपातकालीन बिजली मिलती रहती है। इस बैकअप पावर की वजह से ही हाइब्रिड इनवर्टर ब्लैक-स्टार्ट क्षमता वाला बन पाता है। इसमें सोलर रिचार्जिंग की सुविधा भी है, जिससे ग्रिड बाधित होने पर भी बैटरी चार्ज होती रहती है और लोड को बिजली सप्लाई करती रहती है।.

फ्रोनियस प्राइम GEN24 प्लस हाइब्रिड इन्वर्टर सीरीज

फ्रोनियस प्रिम जेन24 प्लस हाइब्रिड इन्वर्टर सीरीज़ ब्लैक स्टार्ट के लिए सक्षम है – चित्र: Xpert.Digital / Sergey Nivens|Shutterstock.com

फ्रोनियस प्रिम जेन24 प्लस हाइब्रिड इन्वर्टर सीरीज ब्लैक स्टार्ट करने में सक्षम है।.

गुडवी हाइब्रिड इन्वर्टर 5-10 किलोवाट ईटी प्लस सीरीज

घर और ऊर्जा भंडारण के लिए हाइब्रिड इन्वर्टर – गुडवी से – चित्र: Xpert.Digital / Sergey Nivens|Shutterstock.com

गुडवी हाइब्रिड इन्वर्टर 5-10 किलोवाट ईटी प्लस सीरीज़ में हाई-वोल्टेज बैकअप पावर (यूपीएस) फ़ंक्शन मौजूद है। बिजली गुल होने की स्थिति में, यह 10 मिलीसेकंड के भीतर स्विच ओवर हो जाता है, जिससे कनेक्टेड डिवाइसों को निर्बाध बिजली आपूर्ति सुनिश्चित होती है।.

गुडवी ईटी-प्लस श्रृंखला के तीन-फेज हाइब्रिड इनवर्टर कनेक्टेड लोड के लिए स्थिर बिजली आपूर्ति सुनिश्चित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। इन उपकरणों में तीन-फेज करंट के साथ तीन-फेज आपातकालीन बिजली आउटपुट और 5 किलोवाट, 6.5 किलोवाट, 8 किलोवाट और 10 किलोवाट की पावर रेंज की सुविधा है।.

180 वोल्ट से 550 वोल्ट तक की विस्तृत बैटरी वोल्टेज रेंज बाजार में उपलब्ध कई लिथियम बैटरी प्रणालियों के साथ लचीली अनुकूलता की अनुमति देती है।.

आने वाले पीवी जनरेटर का आउटपुट निर्धारित आउटपुट से 30% तक अधिक हो सकता है। इससे गर्म और अत्यधिक ठंडे दोनों दिनों में बेहतर ऊर्जा उत्पादन होता है। यूपीएस (अनइंटरप्टिबल पावर सप्लाई) फ़ंक्शन बिजली कटौती की स्थिति में 10 मिलीसेकंड के भीतर स्विच ओवर करने में सक्षम बनाता है। इन्वर्टर में एक ओपन बैटरी मैनेजमेंट इंटरफ़ेस भी है, जो कुछ ऊर्जा प्रदाताओं की आवश्यकताओं को पूरा करता है।.

गुडवी हाइब्रिड इन्वर्टर में हाई-वोल्टेज बैटरी कनेक्शन और दो अलग-अलग, स्वतंत्र एमपीपी ट्रैकर लगे हैं, जिससे यह एक संपूर्ण पैकेज बन जाता है। इस डिवाइस को गुडवी पीवी मास्टर ऐप के माध्यम से अपडेट किया जा सकता है, और डेटा को एकीकृत वाई-फाई इंटरफेस के माध्यम से मुफ्त गुडवी एसईएमएस पोर्टल पर भेजा जाता है।.

क्या हुआवेई के इन्वर्टर आपातकालीन बिजली प्रदान करने में सक्षम हैं?

नहीं, फिलहाल हमारे पास इस संबंध में कोई जानकारी नहीं है कि इस बारे में कुछ जारी किया जाएगा या नहीं और कब जारी किया जाएगा।.

क्या माइक्रोइनवर्टर वाली एनफेज़ सोलर सिस्टम तकनीक आपातकालीन बिजली प्रदान करने में सक्षम है?

स्ट्रिंग इन्वर्टर के विपरीत, जो सभी जुड़े हुए सौर मॉड्यूल की केंद्रीय रूप से निगरानी करता है, एक विकेन्द्रीकृत सौर प्रणाली में प्रत्येक सौर मॉड्यूल को एक एनफेज़ माइक्रो-इन्वर्टर के साथ जोड़ा जाता है।.

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एनफेज़ आईक्यू सिस्टम कंट्रोलर अभी जर्मनी में उपलब्ध नहीं है, लेकिन इस साल (2023) इसके लॉन्च होने की उम्मीद है। यह बिजली ग्रिड के फेल होने का पता लगाता है और घर को ग्रिड पावर से बैकअप पावर पर आसानी से स्विच कर देता है।.

इसके अलावा, नए एनफेज़ आईक्यू8 माइक्रोइनवर्टर के साथ, सौर प्रणाली बिजली कटौती की स्थिति में बैटरी स्टोरेज सिस्टम की आवश्यकता के बिना आपातकालीन बिजली की आपूर्ति करने में सक्षम है।.

माइक्रोइनवर्टर चार संस्करणों में उपलब्ध है: आपातकालीन बिजली के बिना केवल सौर ऊर्जा वाला संस्करण, बैटरी स्टोरेज के बिना ऑफ-ग्रिड संचालन में सक्षम सनलाइट बैकअप संस्करण, एक छोटी बैटरी स्टोरेज इकाई के साथ होम एसेंशियल्स बैकअप संस्करण, और एक बड़ी बैटरी स्टोरेज इकाई के साथ पूर्ण ऊर्जा स्वतंत्रता संस्करण। इन तीनों ऑफ-ग्रिड समाधानों के लिए बिजली कटौती के दौरान घर को सौर ऊर्जा की आपूर्ति करने के लिए एनफेज़ सिस्टम कंट्रोलर की आवश्यकता होती है।.

ब्लैक स्टार्ट किसी पावर प्लांट या पावर ग्रिड के किसी हिस्से के पूर्ण या आंशिक रूप से बंद होने के बाद, बाहरी पावर ट्रांसमिशन नेटवर्क का सहारा लिए बिना, उसके संचालन को बहाल करना है।.

किसी पावर प्लांट को दोबारा चालू करने के लिए आवश्यक ऊर्जा ऑन-साइट स्टैंडबाय जनरेटर से प्राप्त की जा सकती है। वैकल्पिक रूप से, यदि बड़ी मात्रा में बिजली की आवश्यकता हो, तो किसी अन्य पावर प्लांट से कनेक्शन लाइन का उपयोग करके इस प्लांट को चालू किया जा सकता है। मुख्य जनरेटिंग यूनिट्स के चालू हो जाने के बाद, पावर ट्रांसमिशन ग्रिड को दोबारा कनेक्ट किया जा सकता है और बिजली की आपूर्ति बहाल की जा सकती है।.

ब्लैक स्टार्ट पावर की गारंटी एक ऐसे समझौते के माध्यम से दी जा सकती है जिसमें किसी विशिष्ट ऊर्जा आपूर्तिकर्ता को आवश्यकता पड़ने पर ब्लैक स्टार्ट पावर प्रदान करने के लिए भुगतान किया जाता है। सभी बिजली संयंत्र ग्रिड को ब्लैक स्टार्ट पावर प्रदान करने के लिए उपयुक्त नहीं होते हैं।.

व्यापक बिजली कटौती के दौरान ऊर्जा ग्रिड को बहाल करने के लिए ब्लैक स्टार्ट क्षमता विशेष रूप से महत्वपूर्ण होती है। सामान्यतः, किसी जनरेटिंग यूनिट को चालू करने के लिए आवश्यक बिजली ग्रिड से ली जाती है। ब्लैक स्टार्ट क्षमता वाली जनरेटिंग यूनिट से प्राप्त ऊर्जा का उपयोग उन जनरेटिंग यूनिट को चालू करने के लिए किया जा सकता है जो ब्लैक स्टार्ट क्षमता वाली नहीं हैं।.

जलविद्युत संयंत्रों के विपरीत, तापीय विद्युत संयंत्रों को विद्युत या तापीय उत्पादन शुरू करने से पहले अपने उपयोग के लिए उच्च स्तर की (विद्युत) ऊर्जा की आवश्यकता होती है। कोयला आधारित या परमाणु विद्युत संयंत्र इकाई में पर्याप्त क्षमता वाली ब्लैक-स्टार्ट सक्षम इकाई को जोड़कर, संपूर्ण प्रणाली के लिए ब्लैक-स्टार्ट क्षमता प्राप्त की जा सकती है। इसमें आमतौर पर गैस टर्बाइन शामिल होते हैं जिन्हें ब्लैक-स्टार्ट के दौरान बैटरी या डीजल जनरेटर से ऊर्जा का उपयोग करके चालू किया जाता है। परमाणु विद्युत संयंत्रों में अक्सर अतिरिक्त सुरक्षा के लिए डीजल जनरेटर मौजूद होते हैं, क्योंकि आपात स्थिति में रिएक्टर स्क्रैम के बाद भी (या सामान्य शटडाउन के दौरान भी) अवशिष्ट क्षय ऊष्मा उत्पन्न होती है, जिसे शीतलक द्वारा समाप्त किया जाना आवश्यक है। इस प्रणाली की विफलता फुकुशिमा रिएक्टर दुर्घटना के प्रमुख कारणों में से एक थी। ग्रिड विफलता के बाद ग्रिड को शीघ्रता से पुनः चालू करने के लिए प्रत्येक विद्युत ग्रिड में पर्याप्त संख्या में ब्लैक-स्टार्ट सक्षम विद्युत संयंत्रों का होना आवश्यक है।.

ब्लैक स्टार्ट क्षमता वाले विद्युत संयंत्र में कुछ विशेष विशेषताएं होनी चाहिए:

• इसे जल्दी से शुरू करने में सक्षम होना चाहिए: यदि ब्लैक स्टार्ट में लंबा समय लगता है, तो बिजली संयंत्र ध्वस्त ग्रिड को पुनः चालू करने में मदद नहीं कर सकता; अन्य बिजली संयंत्र स्टार्ट-अप के दौरान ही इसकी मदद कर सकते हैं - ऐसे में इसकी ब्लैक स्टार्ट क्षमता बेकार हो जाती है।.
• इसे बाह्य विद्युत स्रोतों से स्वतंत्र रूप से संचालित करने में सक्षम होना चाहिए: न केवल शुद्ध विद्युत उत्पादन प्रक्रिया, बल्कि अन्य सहायक आवश्यकताएँ भी ग्रिड से स्वतंत्र रूप से कार्य करनी चाहिए (नियंत्रण केंद्र, ग्रिड संचालक और प्रबंधन के साथ टेलीफोन और संचार प्रणाली, सबस्टेशन आदि)। आवश्यकता पड़ने पर, उप-नेटवर्क के साथ द्वीप संचालन संभव है (पुलिस, अस्पताल, अग्निशमन विभाग, THW [संघीय तकनीकी राहत एजेंसी] जैसे महत्वपूर्ण उपभोक्ताओं को आपूर्ति करना)।.
• इसके अलावा, ब्लैक स्टार्ट क्षमता वाले पावर प्लांट को उच्च स्टार्टिंग करंट को सहन करने में सक्षम होना चाहिए, यदि इसे पहले से ग्रिड से डिस्कनेक्ट करना संभव न हो।.
• इसमें लचीला स्टार्टअप व्यवहार होना चाहिए।.

जर्मनी में उपयोग किए जाने वाले ऐसे विद्युत संयंत्रों के उदाहरण जो (प्रत्यक्ष) ब्लैक स्टार्ट करने में सक्षम हैं, निम्नलिखित हैं:

• जलविद्युत संयंत्र, जिनमें रन-ऑफ-रिवर संयंत्र, भंडारण संयंत्र, पंप-स्टोरेज संयंत्र और
  गैस टरबाइन विद्युत संयंत्र शामिल हैं, साथ ही परमाणु या कोयला आधारित विद्युत संयंत्रों जैसे अन्य प्रकार के विद्युत संयंत्रों के संयोजन में भी।
  जर्मन ऊर्जा उद्योग अधिनियम (EnWG) की धारा 35 के तहत निगरानी के अनुसार, जर्मनी में (2020 तक) 174 ब्लैक-स्टार्ट सक्षम संयंत्र (विद्युत संयंत्र इकाइयाँ या टरबाइन) हैं, जिनमें से प्रत्येक की शुद्ध रेटेड उत्पादन क्षमता कम से कम 10 मेगावाट है।
• ऑस्ट्रिया में कुल 32 पुष्ट ब्लैक-स्टार्ट क्षमता वाले विद्युत संयंत्र हैं और कई अन्य की पुष्टि नहीं हुई है। हालांकि, पुष्ट संयंत्रों में से कई के विशिष्ट मॉडल सार्वजनिक रूप से ज्ञात नहीं हैं। इनमें से सबसे प्रसिद्ध और सबसे बड़े माल्टा और कप्रुन पंप-स्टोरेज विद्युत संयंत्र हैं, जिनकी क्षमता क्रमशः 850 मेगावाट और 813 मेगावाट है।.

सभी विद्युत उत्पादन संयंत्र ब्लैक स्टार्ट प्रणाली के लिए उपयुक्त नहीं होते। पवन टरबाइनें हमेशा ब्लैक स्टार्ट के लिए उपयुक्त नहीं होतीं क्योंकि आवश्यकता पड़ने पर हवा उपलब्ध नहीं हो सकती। पवन टरबाइनें, मिनी-हाइड्रोपावर संयंत्र या माइक्रो-हाइड्रोपावर संयंत्र अक्सर इंडक्शन जनरेटर से जुड़े होते हैं जो ग्रिड को बिजली की आपूर्ति करने में असमर्थ होते हैं। लंबी ट्रांसमिशन लाइन के भारी रिएक्टिव लोड के साथ काम करते समय ब्लैक स्टार्ट प्रणाली का स्थिर होना भी आवश्यक है। कई उच्च-वोल्टेज डायरेक्ट करंट (HVDC) कनवर्टर स्टेशन भी "डेड" ग्रिड को बिजली की आपूर्ति नहीं कर सकते क्योंकि लोड साइड पर उन्हें ग्रिड से कम्यूटेशन पावर की आवश्यकता होती है। वोल्टेज सोर्स कनवर्टर के साथ पल्स-विड्थ मॉड्यूलेशन (PWM) आधारित HVDC प्रणाली में यह सीमा नहीं होती।.

तापीय विद्युत संयंत्रों में ब्लैक स्टार्ट की संभावना कम होने का एक प्रमुख कारण यह है कि परिचालन तापमान से परिवेशी तापमान तक ठंडा होने पर टरबाइन शाफ्ट सिकुड़कर छोटा हो जाता है। इसके बाद यह आवरण में फंस जाता है और न तो इसे घुमाया जा सकता है और न ही निकाला जा सकता है; विद्युत संयंत्र को पुनः आरंभ करने के लिए, पहले इसे पूर्व-तापित करना आवश्यक है ताकि गर्म भाप के प्रवाह से पहले यह फिर से स्वतंत्र रूप से घूम सके।.

जब किसी तापीय ऊर्जा संयंत्र को बंद किया जाता है, तो टरबाइन शाफ्ट को समय पर गर्म किया जाता है ताकि संयंत्र को निर्धारित समय पर पुनः चालू किया जा सके।.