लोड-निम्नलिखित बिजली संयंत्र

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लोड-निम्नलिखित पावर प्लांट, जिसे मेरिट क्रम मिड-मेरिट या मिड-प्राइस विद्युत के रूप में माना जाता है। एक विद्युत संयंत्र, जो पूरे दिन विद्युत की मांग में उतार-चढ़ाव के रूप में अपने विद्युत उत्पादन को समायोजित करता है,[1] लोड-निम्नलिखित संयंत्र सामान्यतः दक्षता स्टार्ट-अप और शट-डाउन की गति, निर्माण व्यय, विद्युत की व्यय और क्षमता कारक में बेस लोड पावर प्लांट और शिखर विद्युत संयंत्र के बीच होते हैं। विद्युत संयंत्र का हमारे राष्ट्र में अत्यधिक योगदान रहा है और आने वाले समय में इसका भविष्य अत्यधिक उज्ज्वल होगा।

बेस लोड और पीकिंग पावर प्लांट्स

बेस लोड पावर प्लांट भेजने योग्य पीढ़ी प्लांट हैं। जो अधिकतम आउटपुट पर काम करते हैं। वे सामान्यतः केवल रखरखाव करने के लिए या ग्रिड की कमी के कारण विद्युत बंद या कम करते हैं।[2] अधिकांशतः इस तरह से संचालित विद्युत संयंत्रों में कोयला, ईंधन तेल, परमाणु ऊर्जा, भूतापीय ऊर्जा, रन-ऑफ-द-रिवर पन विद्युत रन-ऑफ-द-रिवर पनविद्युत, बायोमास और संयुक्त चक्र प्राकृतिक गैस संयंत्र सम्मिलित हैं। पीकिंग पावर प्लांट पीक डिमांड के समय ही काम करते हैं। बड़े मापदंड पर एयर कंडीशनिंग वाले देशों में दोपहर के मध्य के आसपास मांग चरम पर होती है। इसलिए विशिष्ट पीकिंग पावर प्लांट इस बिंदु से कुछ घंटे पहले प्रारम्भ हो सकता है और कुछ घंटे बाद बंद हो सकता है। चूंकि पीकिंग पौधों के संचालन की अवधि जाग्रत दिन के अच्छे भाग से प्रति वर्ष केवल कुछ दर्जन घंटों तक भिन्न होती है। पीकिंग विद्युत संयंत्रों में पनविद्युत और गैस टर्बाइन विद्युत संयंत्र सम्मिलित हैं। कई गैस टरबाइन विद्युत संयंत्रों को प्राकृतिक गैस, ईंधन तेल और डीजल ईंधन से ईंधन दिया जा सकता है। जिससे संचालन के विकल्प में अधिक लचीलापन मिलता है। उदाहरण के लिए अधिकांश गैस टरबाइन संयंत्र मुख्य रूप से प्राकृतिक गैस जलाते हैं। ईंधन तेल की आपूर्ति और गैस की आपूर्ति बाधित होने की स्थिति में कभी-कभी डीजल को हाथ में रखा जाता है। अन्य गैस टर्बाइन केवल ही ईंधन जला सकते हैं।

लोड-निम्नलिखित विद्युत संयंत्र

इसके विपरीत लोड-निम्नलिखित विद्युत संयंत्र सामान्यतः दिन और शाम के समय चलते हैं और विद्युत आपूर्ति की बदलती मांग के सीधे उत्तर में संचालित होते हैं। जब विद्युत की मांग सबसे कम होती है। तो वे या तो बंद कर देते हैं या रात और सुबह के समय उत्पादन को बहुत कम कर देते हैं। ऑपरेशन के त्रुटिहीन घंटे कई कारकों पर निर्भर करते हैं। किसी विशेष संयंत्र के लिए सबसे महत्वपूर्ण कारकों में से यह है कि वह कितनी कुशलता से ईंधन को विद्युत में परिवर्तित कर सकता है। सबसे कुशल संयंत्र, जो प्रति किलोवाट-घंटे उत्पादित करने के लिए लगभग सदैव सबसे कम खर्चीले होते हैं, पहले ऑनलाइन लाए जाते हैं। जैसे-जैसे मांग बढ़ती है। अगले सबसे कुशल संयंत्रों को लाइन पर लाया जाता है और इसी तरह उस क्षेत्र में विद्युत ग्रिड की स्थिति विशेष रूप से उसकी कितनी आधार भार उत्पादन क्षमता है और मांग में भिन्नता भी बहुत महत्वपूर्ण है। परिचालन परिवर्तनशीलता के लिए अतिरिक्त कारक यह है कि मांग केवल रात और दिन के बीच भिन्न नहीं होती है। वर्ष के समय और सप्ताह के दिन में भी महत्वपूर्ण भिन्नताएँ हैं। मांग में बड़े बदलाव वाले क्षेत्र को विद्युत संयंत्र की क्षमता के बाद या पीकिंग पावर प्लांट की क्षमता के लिए बड़े लोड की आवश्यकता होगी क्योंकि बेस लोड पावर प्लांट केवल सबसे कम मांग के समय आवश्यक क्षमता के बराबर क्षमता को कवर कर सकते हैं।

लोड-निम्नलिखित विद्युत संयंत्र जलविद्युत ऊर्जा संयंत्र, डीजल जनरेटर विद्युत संयंत्र, संयुक्त चक्र गैस टरबाइन विद्युत संयंत्र और भाप टरबाइन विद्युत संयंत्र हो सकते हैं। जो प्राकृतिक गैस या भारी ईंधन तेल पर चलते हैं। चूंकि भारी ईंधन तेल संयंत्र बहुत छोटा भाग ऊर्जा मिश्रण बनाते हैं। गैस टर्बाइन का एक अपेक्षाकृत कुशल मॉडल, जो प्राकृतिक गैस पर चलता है, एक अच्छा लोड-फॉलोइंग प्लांट भी बना सकता है।

गैस टर्बाइन विद्युत संयंत्र

विद्युत के स्तर को समायोजित करने के स्थितियों में गैस टरबाइन विद्युत संयंत्र सबसे लचीले हैं। किन्तु संचालित करने के लिए सबसे महंगे भी हैं। इसलिए वे सामान्यतः अधिकतम विद्युत की मांग या संयुक्त चक्र या सह-उत्पादन विद्युत संयंत्रों के समय पीकिंग इकाइयों के रूप में उपयोग किए जाते हैं। जहां टर्बाइन निकास अपशिष्ट गर्मी का आर्थिक रूप से अतिरिक्त विद्युत और प्रक्रिया या अंतरिक्ष हीटिंग के लिए थर्मल ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जा सकता है।

डीजल और गैस इंजन विद्युत संयंत्र

डीजल और गैस इंजन विद्युत संयंत्रों को उनके उच्च समग्र लचीलेपन के कारण स्टैंड-बाय विद्युत उत्पादन के लिए बेस लोड के लिए प्रयोग किया जा सकता है। ग्रिड की मांगों को पूरा करने के लिए ऐसे विद्युत संयंत्र तेजी से प्रारम्भ किए जा सकते हैं। इन इंजनों को उनके लचीलेपन को जोड़ते हुए विभिन्न प्रकार के ईंधन पर कुशलता से संचालित किया जा सकता है।

डीजल और गैस के कुछ अनुप्रयोग निम्नलिखित हैं- बेस लोड पावर जनरेशन, विंड-डीजल, लोड फॉलोइंग, कोजेनरेशन और ट्राइजेनरेशन आदि।

हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट्स

पनविद्युत पावर प्लांट बेस लोड, लोड फॉलोइंग या पीकिंग पावर प्लांट के रूप में काम कर सकते हैं। उनके पास मिनटों में और कुछ स्थितियों में सेकंड में प्रारम्भ करने की क्षमता है। संयंत्र कैसे संचालित होता है और यह अधिक समय तक इसकी जल आपूर्ति पर निर्भर करता है क्योंकि कई संयंत्रों के पास निरंतर आधार पर अपनी पूरी क्षमता के साथ काम करने के लिए पर्याप्त पानी नहीं होता है। जहां पनविद्युत बांध या संबंधित जलाशय स्थित हैं। उन्हें प्रायः पीक टाइम के लिए हाइड्रो ड्रा को आरक्षित करते हुए बैकअप किया जा सकता है। यह पारिस्थितिक और यांत्रिक तनाव का परिचय देता है। इसलिए आज पहले की तुलना में कम अभ्यास किया जाता है। जल विद्युत के लिए उपयोग की जाने वाली झीलें और मानव निर्मित जलाशय सभी आकारों में आते हैं। जिसमें दिन की आपूर्ति (एक दैनिक शिखर विचरण) या वर्ष की आपूर्ति (मौसमी शिखर विचरण की अनुमति) के लिए पर्याप्त पानी होता है। जलाशय वाला संयंत्र, जो वार्षिक नदी प्रवाह से कम रखता है, वर्ष के मौसम के आधार पर अपनी परिचालन शैली को बदल सकता है। उदाहरण के लिए संयंत्र शुष्क मौसम के समय पीकिंग प्लांट के रूप में गीले मौसम के समय बेस लोड प्लांट के रूप में और मौसमों के बीच लोड-फॉलोइंग प्लांट के रूप में काम कर सकता है। बड़े जलाशय वाला संयंत्र गीले और सूखे मौसमों से स्वतंत्र रूप से काम कर सकता है। जैसे उच्च हीटिंग या कूलिंग सीज़न के समय अधिकतम क्षमता पर काम करना। जब विद्युत उत्पादन ग्रिड की आपूर्ति करता है और विद्युत ग्रिड पर व्यय या भार संतुलन में होता है। तो प्रत्यावर्ती धारा की आवृत्ति इसकी सामान्य दर (या तो 50 या 60 हर्ट्ज) पर होती है। अनिश्चित ग्रिड फ्रीक्वेंसी वाले इलेक्ट्रिक ग्रिड में अतिरिक्त राजस्व बनाने के लिए हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट का उपयोग किया जा सकता है। जब ग्रिड फ्रीक्वेंसी सामान्य से अधिक हो (उदाहरण के लिए भारतीय ग्रिड फ्रीक्वेंसी महीने या दिन में अधिकांश अवधि के लिए रेटेड 50 हर्टज से अधिक हो)[3] ग्रिड में अतिरिक्त भार (जैसे कृषि जल पंप) जोड़कर उपलब्ध अतिरिक्त विद्युत की व्यय की जा सकती है और यह नया ऊर्जा ड्रॉ आसान कीमत या बिना कीमत पर उपलब्ध है। चूंकि उस कीमत पर आपूर्ति जारी रखने की गारंटी नहीं हो सकती है जब ग्रिड फ्रीक्वेंसी सामान्य से कम हो जाती है। जिसके लिए उच्च कीमत की आवश्यकता होगी। सामान्य से कम फ्रीक्वेंसी की गिरावट को रोकने के लिए उपलब्ध हाइड्रो पावर प्लांट्स को नो लोड/नॉमिनल लोड ऑपरेशन में रखा जाता है और ग्रिड फ्रीक्वेंसी के अनुसार लोड को स्वचालित रूप से ऊपर या नीचे किया जाता है (अर्थात फ्रीक्वेंसी होने पर हाइड्रो यूनिट बिना लोड की स्थिति में चलेंगी) 50 हर्टज से ऊपर है और ग्रिड फ़्रीक्वेंसी 50 हर्टज से कम होने की स्थिति में पूरे लोड तक विद्युत उत्पन्न करता है)। इस प्रकार यूटिलिटी 50% से कम अवधि की हाइड्रो इकाइयों को लोड करके ग्रिड से दो या अधिक बार ऊर्जा खींच सकती है और उपलब्ध पानी के प्रभावी उपयोग को पारंपरिक पीक लोड ऑपरेशन के दोगुने से अधिक बढ़ाया जाता है।[4]

बोनविले पावर एडमिनिस्ट्रेशन डेली पीक लोड विथ लार्ज हाइड्रो, बेस लोड थर्मल जेनरेशन और इंटरमिटेंट विंड पावर। बेस लोड थर्मल से कुछ प्रतिक्रिया के साथ, हाइड्रो चोटियों का लोड-अनुसरण और प्रबंधन कर रहा है।[5]बड़े हाइड्रो, बेस लोड थर्मल उत्पादन और आंतरायिक पवन ऊर्जा के साथ दैनिक पीक लोड (बोनविले पावर एडमिनिस्ट्रेशन के लिए) का उदाहरण। बेस लोड थर्मल से कुछ प्रतिक्रिया के साथ हाइड्रो चोटियों का अनुसरण और प्रबंधन कर रहा है। ध्यान दें कि कुल उत्पादन सदैव कुल बीपीए भार से अधिक होता है क्योंकि अधिकांश समय बीपीए ऊर्जा का शुद्ध निर्यातक होता है। बीपीए भार में अन्य संतुलन प्राधिकरण क्षेत्रों के लिए निर्धारित ऊर्जा सम्मिलित नहीं है।[6]


कोयले से चलने वाले विद्युत संयंत्र

बड़े आकार के कोयले से चलने वाले थर्मल पावर प्लांटों को अलग-अलग विस्तार के लिए लोड निम्नलिखित या परिवर्तनीय लोड पावर स्टेशनों के रूप में भी प्रयोग किया जा सकता है। कोयले से चलने वाले विद्युत संयंत्रों में अच्छे प्रकार के कोयले का प्रयोग किया जाता था। एन्थ्रेसाइट ईंधन वाले संयंत्र सामान्यतः लिग्नाइट ईंधन वाले कोयला संयंत्रों की तुलना में अधिक लचीले होते हैं। कुछ विशेषताएं जो कोयला संयंत्रों में पाई जा सकती हैं। जिन्हें लोड के लिए अनुकूलित किया गया है। उनमें सम्मिलित हैं:

  • स्लाइडिंग प्रेशर ऑपरेशन: स्टीम जनरेटर का स्लाइडिंग प्रेशर ऑपरेशन पावर प्लांट को नेमप्लेट क्षमता के 75% तक पार्ट लोड ऑपरेशन पर ईंधन दक्षता में बहुत अधिक कमी के बिना विद्युत उत्पन्न करने की अनुमति देता है।
  • ओवर लोडिंग क्षमता: विद्युत संयंत्रों को सामान्यतः वर्ष में 5% अवधि के लिए नेम प्लेट रेटिंग से 5 से 7% ऊपर चलने के लिए डिजाइन किया जाता है।
  • उपयोगिता आवृत्ति गवर्नर कंट्रोल्स का पालन करती है। ग्रिड फ्रीक्वेंसी की आवश्यकताओंों के अनुरूप लोड जेनरेशन को अपने आप बदला जा सकता है।
  • सप्ताह में पांच दिनों के लिए दो शिफ्ट में दैनिक संचालन: इन पावर स्टेशनों के आवश्यक वार्म और हॉट स्टार्ट अप को फुल लोड ऑपरेशन प्राप्त करने के लिए कम समय लेने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इस प्रकार ये विद्युत संयंत्र सख्ती से बेस लोड विद्युत उत्पादन इकाइयां नहीं हैं।
  • एचपी / एलपी स्टीम बायपास तन्त्र: यह तकनीकि भाप टर्बो जनरेटर को लोड को जल्दी से कम करने की अनुमति देती है और बायलर को लोड की आवश्यकता को अंतराल के साथ समायोजित करने की अनुमति देती है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र

ऐतिहासिक रूप से परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को बेसलोड संयंत्रों के रूप में बनाया गया था। डिजाइन को सरल रखने के लिए क्षमता का पालन किए बिना उनके स्टार्टअप या शटडाउन में कई घंटे लगते थे क्योंकि उन्हें अधिकतम शक्ति पर संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया था और भाप जनरेटर को वांछित तापमान पर गर्म करने में समय लगता था।[2] परमाणु ऊर्जा उत्पादन को भी परमाणु विरोधी कार्यकर्ताओं द्वारा अनम्य के रूप में चित्रित किया गया है। जिन्होंने यह भी प्रमाणित किया कि संयंत्र विद्युत ग्रिड को रोक सकते हैं और नवीकरणीय ऊर्जा के विकास को खतरे में डाल सकते हैं।[7] हल्के जल रिएक्टरों वाले आधुनिक परमाणु संयंत्रों को 30-100% रेंज में 5%/मिनट ढलान के साथ 140 मेगावाट/मिनट तक की पैंतरेबाज़ी क्षमता के लिए डिज़ाइन किया गया है।[7] फ़्रांस और जर्मनी में परमाणु ऊर्जा संयंत्र लोड-निम्नलिखित मोड में काम करते हैं और इसलिए प्राथमिक और माध्यमिक आवृत्ति नियंत्रण में भाग लेते हैं। कुछ इकाइयां प्रति दिन एक या दो बड़े विद्युत परिवर्तनों के साथ चर भार कार्यक्रम का पालन करती हैं। कुछ डिज़ाइन रेटेड पावर के आसपास विद्युत के स्तर में तेजी से बदलाव की अनुमति देते हैं। क्षमता, जो आवृत्ति विनियमन के लिए प्रयोग करने योग्य है,[8] प्राथमिक परिपथ को पूर्ण शक्ति पर बनाए रखने और सह-उत्पादन के लिए अतिरिक्त शक्ति का उपयोग करने के लिए अधिक कुशल समाधान है।[9] जबकि अधिकांश परमाणु ऊर्जा संयंत्र 2000 की प्रारम्भ में पहले से ही शक्तिशाली भार निम्नलिखित क्षमताओं के साथ डिजाइन किए गए थे। हो सकता है कि उनका उपयोग विशुद्ध रूप से आर्थिक कारणों से नहीं किया गया हो। परमाणु ऊर्जा उत्पादन लगभग पूरी तरह से निश्चित और डूबने वाली व्ययों से बना है। इसलिए विद्युत उत्पादन कम हो रहा है और उत्पादन व्यय को महत्वपूर्ण रूप से कम नहीं करता है। इसलिए अधिकांश समय उन्हें पूरी शक्ति से चलाना अधिक प्रभावी था।[10][11] उन देशों में जहां बेसलोड मुख्य रूप से परमाणु (जैसे फ्रांस) था। अधिकतर पूरे विश्व में इस समय परमाणु ऊर्जा संयंत्र का प्रयोग किया जाता है। यह कोयले से अधिक सस्ती तथा अधिक ऊर्जा देने का साधन है।

उबलते पानी के रिएक्टर

उबलते पानी के रिएक्टर (बीडब्ल्यूआर) अपने विद्युत के स्तर को जल्दी से रेटेड पावर (10% / मिनट तक) के 60% तक कम करने के लिए पुनर्चक्रण जल प्रवाह की गति को बदल सकते हैं। जिससे वे रात भर लोड-निम्नलिखित के लिए उपयोगी हो जाते हैं। वे शक्ति में गहरी कटौती प्राप्त करने के लिए नियंत्रण रॉड हेरफेर का भी उपयोग कर सकते हैं। कुछ बीडब्ल्यूआर डिज़ाइनों में पुनरावर्तन पंप नहीं होते हैं और इन डिज़ाइनों को फॉलो लोड करने के लिए नियंत्रण रॉड हेरफेर पर पूरी तरह भरोसा करना चाहिए। जो संभवतः कम आदर्श है।[12] शिकागो इलिनोइस जैसे बाजारों में जहां स्थानीय यूटिलिटी का आधा बेड़ा बीडब्ल्यूआर है। चूंकि ऐसा करने के लिए संभावित रूप से कम आर्थिक लोड-फॉलो करना सामान्य है।

दाबित जल रिएक्टर

दाबित जल रिएक्टर (पीडब्ल्यूआर) विद्युत के स्तर को संशोधित करने के लिए मॉडरेटर/शीतलक, नियंत्रण रॉड हेरफेर और टरबाइन गति नियंत्रण (परमाणु रिएक्टर प्रौद्योगिकी देखें) में रासायनिक शिम (सामान्यतः बोरॉन) के संयोजन का उपयोग करते हैं। पीडब्ल्यूआर के लिए स्पष्ट रूप से लोड को ध्यान में रखते हुए डिज़ाइन नहीं किया गया है। लोड निम्नलिखित ऑपरेशन उतना सामान्य नहीं है। जितना कि यह बीडब्ल्यूआर के साथ है। चूंकि आधुनिक पीडब्ल्यूआर सामान्यतः व्यापक नियमित लोड को संभालने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं और विशेष रूप से फ्रेंच और जर्मन दोनों पीडब्लूआर ऐतिहासिक रूप से क्षमताओं के बाद बढ़े हुए लोड की अलग-अलग डिग्री के साथ डिजाइन किए गए हैं।[12]

फ्रांस में विशेष रूप से उनके पीडब्लूआर के साथ आक्रामक लोड का उपयोग करने का लंबा इतिहास है। जो लोड के अतिरिक्त प्राथमिक और माध्यमिक आवृत्ति नियंत्रण दोनों में सक्षम (और उपयोग किया जाता है)। फ्रांसीसी पीडब्ल्यूआर तथाकथित ग्रे कंट्रोल रॉड्स का उपयोग करते हैं। जिनमें न्यूट्रॉन अवशोषण क्षमता कम होती है और ब्लैक कंट्रोल रॉड्स के विपरीत रिएक्टर पावर को ठीक करने के लिए उपयोग किया जाता है। जिससे रासायनिक शिम नियंत्रण या पारंपरिक नियंत्रण रॉड्स की तुलना में अधिक तेजी से शक्ति का उपयोग किया जा सके।[2] इन रिएक्टरों में रेटेड शक्ति के 30-100% के बीच अपने उत्पादन को नियमित रूप से बदलने की क्षमता है। गतिविधियों के बाद लोड के समय 2-5% / मिनट तक शक्ति को ऊपर या नीचे करने के लिए और ±2- पर प्राथमिक और माध्यमिक आवृत्ति नियंत्रण में भाग लेने की क्षमता है। 3% (प्राथमिक आवृत्ति नियंत्रण) और ± 3–5% (द्वितीयक आवृत्ति नियंत्रण, मोड X में N4 रिएक्टरों के लिए ≥5%)। त्रुटिहीन डिज़ाइन और ऑपरेटिंग मोड के आधार पर कम विद्युत संचालन या तेज़ रैंपिंग को संभालने की उनकी क्षमता ईंधन चक्र के बहुत देर के चरणों के समय आंशिक रूप से सीमित हो सकती है।[12]

दाबित भारी जल रिएक्टर

आधुनिक कैंडू डिजाइनों में व्यापक भाप बाईपास क्षमताएं हैं। जो लोड के अलग प्रकार के लिए अनुमति देती हैं। जो आवश्यक नहीं कि रिएक्टर पावर आउटपुट में परिवर्तन सम्मिलित हो। ब्रूस न्यूक्लियर जनरेटिंग स्टेशन कैंडू दबावयुक्त भारी पानी रिएक्टर है। जो नियमित रूप से विस्तारित अवधि के लिए कंडेनसर को आंशिक रूप से बायपास भाप की क्षमता का उपयोग करता है। जबकि टरबाइन 300 मेगावाट प्रति यूनिट (आठ-इकाई संयंत्र के लिए कुल 2400 मेगावाट) प्रदान करने के लिए काम कर रहा है। लचीला (लोड निम्नलिखित) ऑपरेशन क्षमताओं का स्टीम बायपास संचालन के समय रिएक्टर की शक्ति को समान स्तर पर बनाए रखा जाता है। जो पूरी तरह से क्सीनन विषाक्तता और रिएक्टर पावर आउटपुट से जुड़ी अन्य चिंताओं से बचा जाता है।[13][14][15]


सौर ताप विद्युत संयंत्र

थर्मल स्टोरेज के साथ केंद्रित सौर ऊर्जा संयंत्र लोड-निम्नलिखित विद्युत संयंत्रों के लिए विकल्प के रूप में उभर रहे हैं।[16][17] वे लोड की मांग को पूरा कर सकते हैं और दिन में निकाली गई सौर ऊर्जा से अधिक पाए जाने पर बेस लोड पावर प्लांट के रूप में काम कर सकते हैं।[18] सौर तापीय भंडारण और फोटोवोल्टिक का उचित मिश्रण महंगी बैटरी भंडारण की आवश्यकता के बिना लोड में उतार-चढ़ाव से पूरी तरह सुमेलित हो सकता है।[19][20]


ईंधन सेल विद्युत संयंत्र

हाइड्रोजन आधारित ईंधन सेल विद्युत संयंत्र एकदम सही लोड-निम्नलिखित विद्युत संयंत्र हैं। जैसे आपातकालीन डीजी सेट या बैटरी स्टोरेज तन्त्र। इन्हें कुछ ही मिनटों में जीरो से फुल लोड तक चलाया जा सकता है। दूर के औद्योगिक उपभोक्ताओं के लिए हाइड्रोजन का परिवहन महंगा होने के कारण विभिन्न रासायनिक संयंत्रों से उपोत्पाद के रूप में उत्पादित अधिशेष हाइड्रोजन का उपयोग ईंधन सेल विद्युत संयंत्रों द्वारा विद्युत उत्पादन के लिए किया जाता है।[21] साथ ही इनसे वायु और जल प्रदूषण भी नहीं होता है। वास्तव में वे पीएम2.5 कणों को निकालकर परिवेशी वायु को साफ करते हैं और पीने और औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए शुद्ध पानी भी उत्पन्न करते हैं।

सौर पीवी और पवन ऊर्जा संयंत्र

See also: उपलब्धता-आधारित टैरिफ

सौर और पवन ऊर्जा संयंत्रों जैसे नवीकरणीय ऊर्जा से परिवर्तनीय शक्ति का उपयोग भार का पालन करने या भंडारण के विभिन्न साधनों की सहायता से ग्रिड आवृत्ति को स्थिर करने के लिए किया जा सकता है। उन देशों के लिए जो जीवाश्म ईंधन चरण-आउट कोयला बेसलोड संयंत्रों का चलन कर रहे हैं और पवन और सौर जैसे आंतरायिक ऊर्जा स्रोतों की ओर हैं। जिन्होंने अभी तक पूरी तरह से समार्ट ग्रिड उपायों को लागू नहीं किया है। जैसे मांग पक्ष प्रबंधन इस आपूर्ति में परिवर्तनों का तेजी से उत्तर देने के लिए हो सकता है समर्पित पीकिंग या लोड-निम्नलिखित विद्युत संयंत्रों और ग्रिड इंटरटी के उपयोग की आवश्यकता है। कम से कम जब तक पीक ब्लंटिंग और लोड शिफ्टिंग तंत्र व्यापक रूप से आपूर्ति से सुमेलित होने के लिए पर्याप्त रूप से लागू नहीं होते हैं। नीचे स्मार्ट ग्रिड विकल्प देखें।

2018 तक रिचार्जेबल बैटरी स्टोरेज जब विद्युत् वाहन बैटरी का पुन: उपयोग किए बिना इस उद्देश्य के लिए कस्टम-निर्मित नया संयुक्त राज्य अमेरिका में औसतन $209 प्रति किलोवाट खर्च होता है।[22] जब ग्रिड फ़्रीक्वेंसी वांछित या रेटेड मान से कम होती है। तो उत्पन्न की जा रही विद्युत (यदि कोई हो) और संग्रहीत बैटरी पावर को ग्रिड फ़्रीक्वेंसी बढ़ाने के लिए ग्रिड को खिलाया जाता है। जब ग्रिड फ्रीक्वेंसी वांछित या रेटेड वैल्यू से ऊपर होती है। तो उत्पन्न होने वाली विद्युत को फीड किया जाता है या ऊर्जा भंडारण के लिए बैटरी इकाइयों को अधिशेष ग्रिड पावर (सस्ते में उपलब्ध होने पर) खींचा जाता है। ग्रिड फ्रीक्वेंसी दिन में 50 से 100 बार रेटेड वैल्यू के ऊपर और नीचे उतार-चढ़ाव करती रहती है। जो लोड के प्रकार और इलेक्ट्रिकल ग्रिड में जेनरेटिंग प्लांट के प्रकार पर निर्भर करता है।[23] वर्तमान समय में ऑन लाइन ऑपरेटिंग रिजर्व के रूप में पावर ग्रिड स्थिरीकरण के लिए द्वितीयक शक्ति का उपयोग करने के लिए बैटरी इकाइयों, सौर ऊर्जा संयंत्रों आदि की व्यय में भारी कमी आई है।[24][25] तेजी से लोड परिवर्तनों का पालन करने के लिए नए अध्ययनों ने पवन और सौर संयंत्रों दोनों का भी मूल्यांकन किया है। जिवोर्जियन एट अल द्वारा किए गए अध्ययन ने प्वेर्टो रिको जैसे दोनों द्वीप विद्युत प्रणालियों में लोड निम्नलिखित और तेजी से भंडार प्रदान करने के लिए सौर संयंत्रों की क्षमता और कैलिफोर्निया में बड़ी विद्युत व्यवस्था को दिखाया है।[26] [27]

सौर और पवन सघन स्मार्ट ग्रिड

सौर और पवन उत्पादन की विकेन्द्रीकृत और रुक-रुक कर प्रकृति विशाल क्षेत्रों में सिग्नलिंग नेटवर्क बनाने पर जोर देती है। इनमें विवेकाधीन उपयोग वाले बड़े उपभोक्ता सम्मिलित हैं और तेजी से बहुत छोटे उपयोगकर्ता सम्मिलित हैं। सामूहिक रूप से इन सिग्नलिंग और संचार तकनीकों को स्मार्ट ग्रिड कहा जाता है। जब ये प्रौद्योगिकियां अधिकांश ग्रिड से जुड़े उपकरणों में पहुंचती हैं। तो कभी-कभी ऊर्जा इंटरनेट शब्द का उपयोग किया जाता है। चूंकि इसे सामान्यतः चीजों की इंटरनेट का पहलू माना जाता है।

2010 में यूएस एफईआरसी के अध्यक्ष जॉन वेलिंगहोफ ने ओबामा प्रशासन के दृष्टिकोण को रेखांकित किया। जो समर्पित लोड-निम्नलिखित विद्युत संयंत्रों पर स्मार्ट ग्रिड सिग्नलिंग को दृढ़ता से प्राथमिकता देते हैं। जो स्वाभाविक रूप से अक्षम के रूप में वर्णन करते हैं। अमेरिकी वैज्ञानिक में उन्होंने कुछ ऐसे उपायों को सूचीबद्ध किया। जो निम्न हैं-

  • एक निश्चित समय पर रेफ्रिजरेटर पर डीफ़्रॉस्ट चक्र को बंद करना ग्रिड संकेत दे सकता है। जब तक कि रेफ्रिजरेटर दिन के अंत में डीफ़्रॉस्ट हो जाता है। इसे उपभोक्ता के रूप में आप देखरेख नहीं करेंगे। किन्तु अंततः ग्रिड अधिक कुशलता से काम कर सकता है।
  • यदि आपने रेफ्रिजरेटर के साथ ऐसा नहीं किया होता। तो आप कोयला संयंत्र या दहन टरबाइन के ऊपर और नीचे चलने के साथ ऐसा करते और ऐसा करने से वह इकाई अधिक अक्षमता से चलती है।

उस समय ग्रिड में इलेक्ट्रिक वाहन बैटरी का एकीकरण प्रारम्भ हो रहा था। वेलिंगहोफ़ ने इन कारों का उल्लेख किया। जो अब डेलावेयर में भुगतान कर रही हैं: $7 से $10 प्रति दिन प्रति कार। उन्हें इन कारों का उपयोग करने के लिए प्रति वर्ष $3,000 से अधिक का भुगतान किया जा रहा है। जब वे चार्ज किए जाते हैं। तो ग्रिड पर विनियमन सेवा को नियंत्रित करते हैं।

इलेक्ट्रिक वाहन बैटरी वितरित लोड निम्नलिखित या भंडारण के रूप में समर्पित बैटरी भंडारण की बहुत अधिक व्यय के कारण वाहनों में चार्ज करते समय इलेक्ट्रिक वाहन बैटरी का उपयोग (स्मार्ट ग्रिड देखें) और स्थिर ग्रिड ऊर्जा भंडारण सरणियों में जीवन के अंत के रूप में पुन: उपयोग के रूप में जब वे अब पर्याप्त पकड़ नहीं रखते हैं। समर्पित विद्युत संयंत्रों के बाद सड़क उपयोग के लिए चार्ज लोड का पसंदीदा प्रकार बन गया है। इस तरह की स्थिर सरणियाँ संयुक्त भार-निम्नलिखित विद्युत संयंत्र के रूप में कार्य करती हैं और उनकी नियती से ऐसे वाहनों को खरीदने की सामर्थ्य में सुधार हो सकता है। ऑटोमोटिव उद्योग के अन्दर अपने उपयोगी जीवनकाल के अंत तक पहुँचने वाली बैटरियों को अभी भी अन्य अनुप्रयोगों के लिए 70 के बीच माना जा सकता है। इनकी मूल क्षमता का 80% अभी भी बचा हुआ है।[28] इस तरह की बैटरियों को प्रायः घरेलू सरणियों में फिर से उपयोग किया जाता है। जो मुख्य रूप से बैकअप के रूप में काम करती हैं। इसलिए ग्रिड स्थिरीकरण में अधिक आसानी से भाग ले सकती हैं। कुछ भी नहीं करने वाली ऐसी बैटरियों की संख्या तेजी से बढ़ रही है। उदा ऑस्ट्रेलिया में जहां प्रमुख विद्युत आउटेज के बाद टेस्ला पावरवॉल की मांग 30 गुना बढ़ गई।[29] आपूर्ति उपलब्ध होने पर घर और वाहन बैटरी सदैव और आवश्यक रूप से उत्तरदायी रूप से चार्ज की जाती हैं। जिसका अर्थ है कि वे सभी स्मार्ट ग्रिड में भाग लेते हैं क्योंकि उच्च भार (कांटो में आधे कारों के लिए जापानी अनुमान 7जीडब्लू से अधिक था) केवल एक एनालॉग ग्रिड पर प्रबंधित नहीं किया जा सकता है। ऐसा न हो कि असंगठित चार्जिंग के परिणामस्वरूप नया पीक-लोड का निर्माण हो सकता है।

यह देखते हुए कि चार्जिंग को प्रबंधित किया जाना चाहिए। इन बैटरियों को चार्ज करने में देरी करने या लोड करने के लिए आवश्यक होने पर कोई वृद्धिशील व्यय नहीं है। केवल सॉफ्टवेयर परिवर्तन और कुछ स्थितियों में पूर्ण चार्जिंग से कम या बैटरी पहनने की अतकनीकि के लिए भुगतान (उदाहरण के लिए $ 7) डेलावेयर में भुगतान की गई प्रति कार $ 10 प्रति दिन)।

रॉकी पर्वत संस्थान ने 2015 में बैटरी के ऐसे वितरित नेटवर्क के अनुप्रयोगों को सूचीबद्ध किया था[30] जिनके रूप में (आईएसओ / आरटीओ के लिए) ऊर्जा भंडारण सहित थोक विद्युत बाजारों में या उपयोगिता सेवाओं के लिए बोली लगा सकते हैं:

आरएमआई ने प्रमाणित किया कि बैटरी इन सेवाओं को अधिक मज़बूती से और उस तकनीक की तुलना में कम व्यय पर प्रदान कर सकती हैं। जो वर्तमान में उनमें से अधिकांश को थर्मल पावर प्लांट प्रदान करती हैं (ऊपर पुनः कोयला और गैस देखें) और यह भी कि ग्राहक मीटर के पीछे स्थापित भंडारण प्रणालियों को भेजा जा सकता है। उपयोगिताओं को आस्थगित या पर्याप्तता सेवाएं प्रदान करें। जैसे:

  • ट्रांसमिशन और डिस्ट्रीब्यूशन अपग्रेड डिफरल। जब लोड पूर्वानुमान संकेत देते हैं कि ट्रांसमिशन या वितरण नोड्स उनकी रेटेड लोड वहन क्षमता से अधिक हो जाएंगे। तो ऊर्जा भंडारण में वृद्धिशील निवेश का उपयोग नोड की क्षमता को प्रभावी ढंग से बढ़ाने और बड़े, अतिनिर्मित, महंगे उन्नयन से बचने के लिए किया जा सकता है।
  • संचरण भीड़ से राहत। दिन के कुछ निश्चित समय पर आईएसओ उपयोगिताओं को भीड़भाड़ वाली पारेषण लाइनों का उपयोग करने के लिए चार्ज करता है। भीड़भाड़ वाली लाइनों के डाउनस्ट्रीम में स्थित ऊर्जा भंडारण प्रणालियों को डिस्चार्ज करने से इन शुल्कों से बचा जा सकता है।
  • संसाधन पर्याप्तता। पीक जनरेशन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए दहन टर्बाइनों में उपयोग या निवेश करने के अतिरिक्त यूटिलिटीज ऊर्जा भंडारण जैसी अन्य संपत्तियों पर कॉल कर सकती हैं।

यह भी देखें

संदर्भ

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