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उद्योगिक और आवासीय अनुप्रयोगों के लिए एकीकृत सौर, पवन, बैटरी, सीएचपी जनरेटर और ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली (ईएमएस) समाधान
वैलेंशिया में मज़बूत सौर क्षमता है, लेकिन एक व्यावहारिक माइक्रोग्रिड को शाम की मांग, बिजली की कीमतों में उतार-चढ़ाव, सीमित पवन संसाधनों, गर्मी और गर्म पानी की आवश्यकताओं, ग्रिड अंतरायों और आवासीय शोर प्रतिबंधों को भी संबोधित करना चाहिए। सौर पीवी, बैटरी भंडारण, पवन, सीएचपी डीज़ल जनरेशन, सार्वजनिक ग्रिड और ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली (ईएमएस) को एकीकृत करने वाली प्रणाली इन आवश्यकताओं को संतुलित कर सकती है।
वास्तविक चुनौती केवल इतनी नहीं है कि कोई स्थल कितनी नवीकरणीय ऊर्जा उत्पन्न कर सकता है। यह यह है कि क्या उत्पादन मांग के समय, लागत और प्रकार के साथ मेल खाता है। एक प्रणाली एक वर्ष में पर्याप्त ऊर्जा उत्पन्न कर सकती है, फिर भी शाम के लोड, गर्मी, गर्म पानी या विफलताओं के साथ संघर्ष कर सकती है।
बिजली के शुल्क दिन के समय के अनुसार काफी भिन्न हो सकते हैं। इसलिए ऊर्जा के स्थानांतरण का महत्वपूर्ण मूल्य होता है: बैटरी भंडारण कम लागत वाली ऊर्जा को संग्रहित कर सकता है और जब बिजली अधिक महंगी होती है, तो ग्रिड से खरीद को कम कर सकता है।
नीचे दिए गए आंकड़े संकेतात्मक परियोजना-विश्लेषण मूल्य हैं। वास्तविक ग्राहक लागत बिजली अनुबंध, बाज़ार की स्थिति और लागू शुल्कों पर निर्भर करती है।
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सप्ताह के दिन समय / स्थिति |
मूल्य सीमा |
विशिष्ट ईएमएस प्रतिक्रिया |
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00:00–08:00 |
लगभग €0.02–0.04/किलोवाट-घंटा |
आर्थिक रूप से उपयुक्त होने पर कम लागत वाली ग्रिड बिजली से ईएसएस को चार्ज करें; उपलब्ध पवन ऊर्जा का उपयोग करें। |
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08:00–10:00 कंधे / कम-मूल्य अवधि |
लगभग €0.04–0.08/किलोवाट-घंटा |
स्थानीय भारों के लिए पीवी का उपयोग करें; ईएसएस का चयनात्मक रूप से उपयोग करें; शेष अभाव की पूर्ति के लिए ग्रिड से आपूर्ति की जाती है। |
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10:00–14:00 चोटी (उच्च मूल्य) |
लगभग €0.20–0.35/किलोवाट-घंटा |
चोटी समय में ग्रिड से खरीद को कम करने के लिए ईएसएस को डिस्चार्ज करें; स्थानीय भारों के लिए पीवी का उपयोग करें; केवल आर्थिक रूप से उचित होने पर ही अतिरिक्त बिजली का निर्यात करें। |
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14:00–18:00 कंधे / कम-मूल्य अवधि |
लगभग €0.04–0.08/किलोवाट-घंटा |
नवीकरणीय ऊर्जा के स्व-उपभोग को जारी रखें और ईएसएस का प्रबंधन आवेश की स्थिति तथा अपेक्षित चोटी मांग के अनुसार करें। |
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18:00–22:00 चोटी (उच्च मूल्य) |
लगभग €0.20–0.35/किलोवाट-घंटा |
ईएसएस को डिस्चार्ज करें; केवल तभी सीएचपी का उपयोग करें जब नवीकरणीय उत्पादन और भंडारण आवश्यक मांग को पूरा न कर सकें। |
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22:00–24:00 कंधे / कम-मूल्य अवधि |
लगभग €0.04–0.08/किलोवाट-घंटा |
शेष ईएसएस क्षमता, रात के समय पवन उपलब्धता और अगले दिन की ऊर्जा आवश्यकताओं के बीच संतुलन बनाए रखें। |
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ऋणात्मक मूल्य अवधि (विशेष स्थिति) 11:00–16:00 |
ऋणात्मक मूल्य; अतिरिक्त बिजली को हानि के साथ बेचना |
स्थानीय उपयोग और ईएसएस चार्जिंग को प्राथमिकता दें; आवश्यकता से अधिक निर्यात से बचें और आवश्यकता पड़ने पर उत्पादन को सीमित करें। |
ऋणात्मक मूल्य की अवधि सामान्य दिन के टैरिफ की अवधि के साथ ओवरलैप कर सकती है, न कि एक पृथक दैनिक बैंड के रूप में बनने के लिए। सप्ताहांत और सार्वजनिक अवकाशों पर भी विभिन्न मूल्य निर्धारण की स्थितियाँ हो सकती हैं।
वैलेंशिया में मजबूत सौर संसाधन हैं, जिनका वार्षिक विकिरण लगभग १,६००–१,७०० किलोवाट-घंटा/वर्ग मीटर है और अनुमानित पीवी उत्पादन लगभग १,६०० किलोवाट-घंटा/किलोवाट-पी ऑप्टिमल झुकाव (लगभग ३८°) पर है। लेकिन सूर्यास्त के बाद पीवी आउटपुट शून्य हो जाता है, जबकि कई लोड जारी रहते हैं। इसलिए बैटरी भंडारण दिन के समय के उत्पादन को स्थानांतरित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
औसत वायु वेग लगभग ३ मीटर/सेकंड है, इसलिए पवन को प्राथमिक जनरेटर के बजाय एक पूरक स्रोत के रूप में माना जाना चाहिए। मजबूत रात्रि की हवाएँ सौर आउटपुट के अनुपलब्ध होने के समय उपयोगी उत्पादन प्रदान कर सकती हैं।
एक डीज़ल जनरेटर सामान्यतः अपनी शीतलन और एक्जॉस्ट प्रणालियों के माध्यम से महत्वपूर्ण ऊष्मा को अस्वीकार करता है। सीएचपी पुनर्प्राप्ति जैकेट-वॉटर और लगभग ४५०°सेल्सियस की एक्जॉस्ट ऊष्मा को उपयोगी गर्मी, घरेलू गर्म पानी या प्रक्रिया ऊष्मा में बदल सकती है।
नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत ग्रिड पर निर्भरता को कम करते हैं, लेकिन उनका उत्पादन अभी भी परिवर्तनशील रहता है। महत्वपूर्ण लोड के लिए बैटरी बैकअप, आइलैंडिंग क्षमता और नियंत्रित करने योग्य ऊर्जा उत्पादन स्रोत की आवश्यकता होती है। सीएचपी डीज़ल जनरेशन यह नियंत्रित बैकअप परत प्रदान कर सकता है।
आवासीय परियोजनाओं को कम शोर वाले उपकरणों से लाभ होता है। ऊर्ध्वाधर-अक्ष वाले पवन टरबाइन (वीएएवीटी) उन स्थानों के लिए उपयुक्त हैं जहाँ शोर और दृश्य प्रभाव महत्वपूर्ण होते हैं, जबकि क्षैतिज-अक्ष वाले पवन टरबाइन (हैवीएवीटी) कारखानों और कृषि भूमि के लिए अधिक उपयुक्त हैं।
प्रणाली अलग-अलग फोटोवोल्टिक, बैटरी, पवन, डीज़ल और ग्रिड उत्पादों के रूप में नहीं, बल्कि एक समन्वित ऊर्जा प्लेटफ़ॉर्म के रूप में काम करती है। ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली (EMS) का नियंत्रण उत्पादन और भंडारण को लोड की मांग, बिजली की कीमतों, नवीकरणीय ऊर्जा की उपलब्धता और बैकअप की आवश्यकताओं के अनुरूप करता है।
संचालन रणनीति को निश्चित स्रोत पदानुक्रम के बजाय गतिशील होना चाहिए। जब नवीकरणीय ऊर्जा उपलब्ध हो, तो उसका उपयोग स्थानीय लोड के लिए किया जाता है; भंडारण ऊर्जा को समय के अनुसार स्थानांतरित करता है; कम लागत वाली ग्रिड बिजली का उपयोग तब किया जा सकता है जब यह लाभदायक हो; और सीएचपी (संयुक्त ऊष्मा और बिजली उत्पादन) तब शुरू होता है जब विश्वसनीयता या ऊष्मीय मांग के लिए नियंत्रित उत्पादन की आवश्यकता होती है।
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समय / स्थिति |
कीमत / स्थिति |
EMS रणनीति |
मुख्य उद्देश्य |
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00:00–08:00 |
ऑफ-पीक; €0.02–0.04/किलोवाट-घंटा |
उचित होने पर कम लागत वाली ग्रिड बिजली के साथ ESS को चार्ज करें; उपलब्ध पवन ऊर्जा का उपयोग करें। |
ऊर्जा लागत अनुकूलन। |
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08:00–10:00 |
कम कीमत; €0.04–0.08/किलोवाट-घंटा |
फोटोवोल्टिक स्थानीय लोड को सप्लाई करता है; ऊर्जा संग्रह प्रणाली (ईएसएस) आवश्यकता पड़ने पर सहायता करती है; ग्रिड कमी को पूरा करता है। |
स्व-उपभोग को अधिकतम करें। |
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10:00–14:00 |
चोटी का समय; 0.20–0.35 यूरो प्रति किलोवाट-घंटा |
ईएसएस को डिस्चार्ज करें; फोटोवोल्टिक का स्थानीय उपयोग करें; केवल तभी निर्यात करें जब यह आर्थिक रूप से उचित हो। |
चोटी काटना और मूल्य अनुकूलन। |
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14:00–18:00 |
कम कीमत; €0.04–0.08/किलोवाट-घंटा |
फोटोवोल्टिक स्व-उपभोग जारी रखें और शाम की चोटी के लिए ईएसएस की तैयारी करें। |
ग्रिड से खरीद को कम करें। |
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18:00–22:00 |
चोटी का समय; 0.20–0.35 यूरो प्रति किलोवाट-घंटा |
ईएसएस को डिस्चार्ज करें; केवल तभी सीएचपी शुरू करें जब नवीकरणीय ऊर्जा और संग्रह प्रणाली महत्वपूर्ण मांग को पूरा न कर सकें। |
नियंत्रित ईंधन उपयोग के साथ विश्वसनीयता। |
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22:00–24:00 |
कम कीमत; €0.04–0.08/किलोवाट-घंटा |
ईएसएस की चार्ज स्थिति, रात की हवा और अगले दिन की आवश्यकताओं के बीच संतुलन बनाए रखें। |
लागत और सुदृढीकरण। |
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ऋणात्मक-मूल्य अवधि |
विशेष शर्त; स्रोत उदाहरण 11:00–16:00 |
स्थानीय खपत और ईएसएस चार्जिंग को प्राथमिकता दें; अनावश्यक निर्यात से बचें; आवश्यकता पड़ने पर कटौती करें। |
ऋणात्मक-मूल्य के कारण होने वाली हानि से बचें। |
सीएचपी डीज़ल जनरेटर को केवल आपातकालीन उपकरण से एक नियंत्रित बिजली और उपयोगी ऊष्मा के स्रोत में बदल देता है। पुनः प्राप्त ऊष्मा का उपयोग गर्मी और घरेलू या प्रक्रिया गर्म पानी की आपूर्ति के लिए किया जा सकता है, जबकि गर्म पानी का भंडारण ऊष्मा उत्पादन और ऊष्मा मांग को अलग कर देता है। ऑफ-ग्रिड अनुप्रयोगों में, सीएचपी लंबी अवधि के कम-नवीकरणीय समय के दौरान आवश्यक बैटरी क्षमता को भी कम कर सकता है।
कारखाने और खेत छत-आधारित या भूमि-आधारित पीवी, बैटरी भंडारण, पवन, सीएचपी और तापीय भंडारण को लगातार संचालन, रात की मांग और तापीय भारों का समर्थन करने के लिए एक साथ जोड़ सकते हैं।

एक प्रतिनिधि वापसी अनुमान लगभग ३–५ वर्षों के आसपास है, लेकिन वास्तविक परिणाम लोड प्रोफ़ाइल, बिजली की कीमतों, उपकरण लागत, नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन और संचालन रणनीति पर निर्भर करते हैं।
अलग-थलग घरों, विलाओं और ग्रामीण संपत्तियों के लिए, स्रोत समाधान स्व-उपभोग, बैकअप बिजली, गर्मी और गर्म पानी पर केंद्रित एक छोटे, कम शोर वाले विन्यास का प्रस्ताव देता है।

अंतिम आकार वास्तविक परिवार के लोड, मौसमी नवीकरणीय उत्पादन, बैटरी स्वायत्तता और जनरेटर क्षमता के आधार पर निर्धारित किया जाना चाहिए। साइट-विशिष्ट मान्यता के बिना पूर्ण ऑफ-ग्रिड स्वतंत्रता को मान लेना उचित नहीं है।
एक सफल माइक्रोग्रिड के लिए केवल उपकरणों की सूची से अधिक इंजीनियरिंग की आवश्यकता होती है। परियोजना को लोड मूल्यांकन और अनुकूलित डिज़ाइन से लेकर अनुपालन, उत्पादन, स्थापना, चालू करने और दीर्घकालिक समर्थन तक आगे बढ़ना चाहिए।
एक सूक्ष्मग्रिड का डिज़ाइन ऊर्जा उत्पादन, उपभोग, बिजली के मूल्य, तापीय मांग और विश्वसनीयता आवश्यकताओं के बीच की अंतःक्रिया के आसपास किया जाना चाहिए। सौर ऊर्जा दिन के समय मजबूत उत्पादन प्रदान कर सकती है, लेकिन यह अकेले शाम की मांग, ग्रिड आउटेज या तापन आवश्यकताओं को हल नहीं कर सकती। पवन ऊर्जा सौर ऊर्जा की पूरक हो सकती है, लेकिन कम औसत पवन गति इसकी भूमिका को सीमित कर देती है। बैटरी भंडारण ऊर्जा को समय के अनुसार स्थानांतरित करता है, जबकि सीएचपी नियंत्रित बैकअप और उपयोगी ऊष्मा प्रदान करता है।
इसलिए प्रणाली का मूल्य किसी एक घटक के बजाय समन्वित नियंत्रण से आता है। अंतिम आकार निर्धारण के लिए वास्तविक स्थल के आंकड़ों का उपयोग करना चाहिए, जिनमें विद्युत भार वक्र, महत्वपूर्ण भार, तापन और गर्म पानी की मांग, सौर और पवन संसाधन, ग्रिड की स्थिति, बिजली के टैरिफ और आर्थिक उद्देश्य शामिल हैं।
टॉर्चपावर सिस्टम मूल्यांकन, अनुकूलित डिज़ाइन, उपकरण आपूर्ति, अनुपालन सहायता, डिलीवरी, दूरस्थ तकनीकी मार्गदर्शन, चालू करने के समन्वय और दीर्घकालिक बिक्री-उपरांत सहायता सहित एक-छत ऊर्जा प्रौद्योगिकी समाधान प्रदान करता है। प्रत्येक माइक्रोग्रिड को साइट के लोड प्रोफ़ाइल, उपलब्ध स्थान, बजट, नवीकरणीय संसाधनों और ग्रिड की स्थितियों के अनुसार कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।