ऊर्जा संग्रहण बैटरियां आज के विद्युत ग्रिड में बिजली की आपूर्ति और मांग के बीच संतुलन बनाए रखने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। जब सौर पैनलों या पवन टर्बाइनों से अतिरिक्त बिजली उत्पन्न होती है, क्योंकि उत्पादन किसी क्षण लोगों की आवश्यकता से अधिक होता है, तो ये बैटरियां उस अतिरिक्त ऊर्जा को सोख लेती हैं और इसे बर्बाद होने से बचाती हैं। बाद में, जब भारी मांग के समय, जैसे व्यस्त समय या गर्मियों के दिनों में, वे संग्रहित ऊर्जा को वापस सिस्टम में छोड़ देती हैं। अध्ययनों से पता चलता है कि बैटरी भंडारण स्थापित करने से ग्रिड की विश्वसनीयता में लगभग 15 प्रतिशत तक की वृद्धि हो सकती है, जिससे वोल्टेज स्तरों को स्थिर रखना और आवृत्तियों को एकसमान बनाए रखना संभव होता है। क्योंकि हमारे नेटवर्क पर अधिक से अधिक स्वच्छ ऊर्जा आती है, इस प्रकार के लचीले शक्ति प्रबंधन की बढ़ती महत्वता है, चूंकि हवा हमेशा नहीं चलती और धूप हर दिन नहीं निकलती, इसलिए विश्वसनीय बैकअप विकल्पों का होना अब से कहीं अधिक महत्वपूर्ण है।
उन लोगों के लिए जो विशेष समाधानों में रुचि रखते हैं, कई कंपनियां नवाचारपूर्ण ऊर्जा स्टोरेज बैटरीज उत्पादन कर रही हैं जो कुशल ऊर्जा संरक्षण और बदलती आपूर्ति-मांग की स्थितियों पर त्वरित प्रतिक्रिया देती हैं।
आजकल बेहतर ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी के कारण विकेंद्रीकृत ऊर्जा वितरण की संभावनाएं तेजी से बढ़ रही हैं। लोग और कंपनियां अब अपनी ऊर्जा का उत्पादन कर सकते हैं, उसे स्थानीय स्तर पर संग्रहित कर सकते हैं, और फिर अपनी आवश्यकता के अनुसार उसका उपयोग कर सकते हैं। यह हम सभी के द्वारा निर्भर किए जाने वाले बड़े केंद्रीय बिजली संयंत्रों पर निर्भरता को कम कर देता है। जब मुख्य ग्रिड में कोई समस्या आती है, तो स्थानीय ऊर्जा व्यवस्था वाले समुदाय अक्सर तूफान का बेहतर ढंग से सामना कर पाते हैं। उदाहरण के लिए सैन डिएगो में जहां पिछले साल गर्मियों में शहर भर में बिजली गुल होने के दौरान भी सौर ऊर्जा और भंडारण वाले पड़ोस लगातार काम करते रहे। इस मॉडल पर स्विच करने वाले अधिकांश स्थानों पर मुख्य बिजली लाइनों पर यातायात कम हो जाता है और आमतौर पर बिजली के लिए कम भुगतान करना पड़ता है। और माइक्रोग्रिड्स के बारे में भी सोचें। अच्छी भंडारण प्रौद्योगिकी से समर्थित ये छोटी स्व-संयुक्त बिजली प्रणालियां प्रमुख आउटेज के दौरान आवश्यक सेवाओं को जारी रखने में सक्षम बनाती हैं, जिसका अर्थ है कि अस्पताल चलते रहते हैं और किराने की दुकानें तब तक भोजन को ठंडा रख सकती हैं जब तक कि सामान्य बिजली वापस नहीं आ जाती।
इन सिस्टमों का समर्थन स्थानीय ऊर्जा उत्पादन और उपयोग को न केवल कम ऊर्जा लागतों में योगदान देता है, बल्कि यह निरंतरता लक्ष्यों और बुनियादी ढांचे की प्रतिरक्षा के साथ जुड़ता है, ऊर्जा स्वायत्तता में सुधार के लिए रास्ता बनाता है।
ऊर्जा भंडारण सौर पैनलों और पवन टर्बाइनों से मिलने वाली अस्थिर बिजली की समस्या के समाधान में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, यह सुनिश्चित करता है कि हमें बिजली उपलब्ध हो जब हमें वास्तव में आवश्यकता हो। भंडारण बैटरियां धूप वाले दिनों या हवादार रातों में उत्पादित अतिरिक्त बिजली को संग्रहित करके रखती हैं और तब तक इसे सुरक्षित रखती हैं जब तक कि सूर्य की रोशनी या हवा की आपूर्ति पर्याप्त नहीं होती। यह संतुलन विद्युत ग्रिड को अनियंत्रित होने से रोकता है, जो घरों और व्यवसायों द्वारा नवीकरणीय ऊर्जा की ओर परिवर्तन के साथ बढ़ती महत्वता का हो रहा है। हालिया अध्ययनों के अनुसार, इन बैटरी प्रणालियों को स्वच्छ ऊर्जा स्रोतों के साथ जोड़ने से कई मामलों में पुराने कोयला और गैस संयंत्रों पर निर्भरता को लगभग 30 प्रतिशत तक कम कर देता है। परिणाम? समुदायों में सभी जगह बिजली और उपकरणों को चिकनाई से चलाने के लिए जारी रखते हुए हमारे वातावरण में कम ग्रीनहाउस गैसों का उत्सर्जन।
ऊर्जा उत्पादित होने के समय को स्थानांतरित करना हमारे बिजली आपूर्ति नेटवर्क का सर्वोत्तम उपयोग करने के लिए बहुत महत्वपूर्ण हो रहा है। भंडारण बैटरियां कंपनियों को रात या प्रातःकाल में बनाई गई बिजली को संग्रहित करने की अनुमति देती हैं, जब मांग कम होती है, और फिर उस संग्रहित ऊर्जा को उस समय जारी करती हैं जब दोपहर और शाम के समय हर किसी को इसकी सबसे अधिक आवश्यकता होती है। यहां तक कि वित्तीय लाभ भी काफी महत्वपूर्ण है। बिजली कंपनियां उच्च कीमतों पर बेचकर अधिक आय कमाती हैं, जबकि सामान्य लोगों को अपने मासिक बिलों के लिए कुल मिलाकर कम भुगतान करना पड़ता है। ये बैटरी सिस्टम तब सबसे अच्छा काम करते हैं जब वे महंगे पीक समय के दौरान कार्यान्वित होते हैं, जिससे सभी क्षेत्रों में लागत कम हो जाती है। सौर और पवन फार्मों के लिए विशेष रूप से, इस प्रकार का समय प्रबंधन इन हरित परियोजनाओं को वास्तव में लाभदायक बनाता है। और जैसे-जैसे हम सभी जीवाश्म ईंधन से दूर जाने का प्रयास कर रहे हैं, ऊर्जा प्रवाह के समय पर बेहतर नियंत्रण एक साथ वातावरण और हमारी जेब दोनों के लिए सहायक होता है।
कैलिफोर्निया 2030 तक 80% नवीकरणीय ऊर्जा के लक्ष्य को प्राप्त करने का उद्देश्य रखता है, और ऊर्जा भंडारण इस संक्रमण के दौरान पावर ग्रिड को स्थिर रखने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। वास्तविक परिस्थितियों में परीक्षणों से पता चलता है कि जब बड़ी बैटरी स्थापनाएं शुरू होती हैं, तो वे सौर और पवन ऊर्जा के उतार-चढ़ाव को संभालने और जीवाश्म ईंधन पर निर्भरता को कम करने में मदद करती हैं। कुछ पायलट कार्यक्रमों ने वास्तव में पीक घंटों के दौरान लोगों द्वारा उपयोग की जाने वाली बिजली की मात्रा को कम किया है, जिससे साफ ऊर्जा स्रोतों की ओर बढ़ते समय बैटरियों को स्मार्ट निवेश की तरह दिखाई देती हैं। आगे देखते हुए, यदि कैलिफोर्निया राज्य में विद्युत सेवा की विश्वसनीयता को बनाए रखते हुए अपने हरित लक्ष्यों को प्राप्त करना चाहता है, तो ये भंडारण समाधान आवश्यक होंगे।
लिथियम आयन बैटरियों की लागत में पिछले कुछ वर्षों में काफी गिरावट आई है, वास्तव में 2010 के दशक की शुरुआत के मुकाबले लगभग 89% की गिरावट आई है। इतनी बड़ी बचत ने इन्हें अधिकांश ऊर्जा भंडारण आवश्यकताओं के लिए पसंदीदा विकल्प बना दिया है, जिसकी व्याख्या इस बात से होती है कि वे अब कारखानों से लेकर घरों तक हर जगह उपलब्ध हैं। लोग इन बैटरियों से प्यार करते हैं क्योंकि ये अच्छा काम करती हैं और वैकल्पिक तरीकों की तुलना में सस्ती होती हैं, जिससे वे छोटे घरों के लिए बैकअप पावर और बड़ी कंपनियों के लिए ग्रिड समर्थन के लिए व्यावहारिक विकल्प बन जाती हैं। उद्योग के आंकड़ों को देखने से एक ही कहानी स्पष्ट रूप से सामने आती है, लिथियम आयन के पास वर्तमान बाजार हिस्सेदारी का 90% से अधिक हिस्सा है, जो यह दर्शाता है कि कितनी कंपनियां इस तकनीक पर भरोसा करती हैं। इनकी लोकप्रियता का मतलब यह है कि आजकल जब कोई बिजली भंडारण की बात करता है, तो वह आमतौर पर लिथियम आयन सिस्टम का ही उल्लेख कर रहा होता है। ये बैटरियां वास्तव में पावर उत्पन्न करने के पुराने तरीकों को आज हमारे चारों ओर विकसित हो रहे नए हरित दृष्टिकोण से जोड़ देती हैं।
फ्लो बैटरियां और सॉलिड स्टेट बैटरियां पारंपरिक लिथियम आयन तकनीक के खिलाफ गंभीर प्रतियोगियों के रूप में उभर रही हैं, मुख्य रूप से क्योंकि ये अधिक समय तक चलती हैं और बेहतर सुरक्षा के साथ आती हैं। फ्लो बैटरियां बड़े पैमाने पर परियोजनाओं के लिए बहुत अच्छी तरह से काम करती हैं क्योंकि हम भंडारण क्षमता को अलग से शक्ति उत्पादन से बढ़ा सकते हैं, जो वर्तमान विकल्पों की तुलना में लंबे समय की ऊर्जा आवश्यकताओं को बेहतर ढंग से पूरा करती है। दूसरी ओर, सॉलिड स्टेट बैटरियां आग के जोखिम और अताप (ओवरहीटिंग) की समस्याओं को कम कर देती हैं, जिसके कारण ग्रिड अनुप्रयोगों के लिए इन्हें करीब से देखा जा रहा है। ये नई बैटरी प्रकारें छोटी जगहों में अधिक ऊर्जा संकुचित करती हैं। इन नवाचारों को खास बनाने का कारण केवल यह नहीं है कि वे अब क्या प्रदान करती हैं, बल्कि यह भी है कि वे स्मार्ट ग्रिड समाधानों की ओर निवेश की धनराशि को कैसे आकर्षित कर रही हैं। यह तथ्य कि दोनों दृष्टिकोण सुरक्षित संचालन प्रदान करते हैं और साथ ही स्केलेबल भी हैं, हमारी स्थायी ऊर्जा प्रणालियों के निर्माण में एक प्रमुख प्रगति का प्रतिनिधित्व करता है, जो वैश्विक प्रयासों में फिट बैठता है कि हरित ऊर्जा की ओर बढ़ा जाए।
स्थिर ऊर्जा भंडारण में पुरानी ईवी बैटरियों का उपयोग करना पर्यावरण के अनुकूल होने के साथ-साथ लागत को कम करने में भी सहायक होता है। शोध से पता चलता है कि जब कंपनियां इन बैटरियों को दोबारा उपयोग करती हैं बजाय उन्हें नए सिरे से बनाने के, तो वे सामग्री पर लागत बचाती हैं और हर जगह बढ़ रहे इलेक्ट्रॉनिक कचरे के ढेर को कम करने में सहायता करती हैं। हर साल लाखों इलेक्ट्रिक कारों के सड़कों पर आने के साथ, इस भंडार से बैकअप बिजली की आवश्यकताओं के लिए संभावनाएं बढ़ जाती हैं, खासकर तब जब शाम के समय बिजली की मांग बढ़ जाती है। सिर्फ उपयोग की गई बैटरियों को दोबारा जीवंत करने के अलावा, यह प्रथा पूरे ऊर्जा उद्योग में स्वच्छ संचालन का समर्थन करती है। इलेक्ट्रिक वाहनों की ओर बढ़ाव के साथ-साथ, इन खत्म हुई कार बैटरियों को ग्रिड भंडारण विकल्पों में बदलना उच्च खपत के समय आवश्यक समर्थन प्रदान करता है। इस प्रकार का बैटरी पुनर्चक्रण बिजली भार के प्रबंधन में सहायता करता है और हमें उस हरित ऊर्जा भविष्य के करीब लाता है जिसकी हर कोई बात करता है।
इन दिनों एशिया प्रशांत के पास विश्व ऊर्जा भंडारण बाजार का लगभग 45% हिस्सा है, जो इस क्षेत्र में स्पष्ट नेता बनाता है। इसका अधिकांश श्रेय चीन को जाता है, जो भंडारण सुविधाओं में अपने विशाल निवेश के माध्यम से काफी योगदान दे रहा है। आगे देखते हुए, बीजिंग अगले आधे दशक में लगभग 31 गीगावॉट क्षमता के नए बैटरी भंडारण की स्थापना करना चाहता है। इस तरह के विस्तार से विद्युत ग्रिड को स्थिर करने और चरम समय के दौरान उन्हें बेहतर ढंग से काम करने में मदद मिलेगी। भंडारण के लिए यह प्रयास केवल वर्तमान बिजली की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए नहीं है। यह इस बात का भी संकेत है कि एशियाई देश नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के प्रति कितना गंभीर हैं। क्षेत्र के सभी सरकारों ने व्यवसायों और घरेलू उपयोगकर्ताओं को भंडारण तकनीक तेजी से अपनाने के लिए विभिन्न प्रोत्साहन और नियमों की घोषणा की है। ये प्रयास निश्चित रूप से एशिया की वैश्विक ऊर्जा भंडारण की दृश्यता में प्रमुख खिलाड़ी के रूप में स्थिति को मजबूत करने में मदद कर रहे हैं।
उत्तरी अमेरिका में ऊर्जा भंडारण बाजार इस समय अद्भुत गति से बढ़ रहा है, जिसमें लगभग 29% की वार्षिक दर दर्ज की गई है। इस गति में अधिकांश हिस्सा नियामक परिवर्तनों से आया है, विशेष रूप से FERC ऑर्डर 841 के कारण, जो भंडारण प्रणालियों को सीधे ऊर्जा बाजारों में शामिल होने की अनुमति देता है। इसका क्या मतलब है? इसका अर्थ है नए विचारों के लिए द्वार खुलना और इस क्षेत्र में अधिक से अधिक नए खिलाड़ियों का ध्यान आकर्षित होना। उद्योग के पर्यवेक्षकों का मानना है कि इस तरह के नियमों के कारण महाद्वीप में भंडारण की सुविधाओं की स्थापना में और अधिक वृद्धि होगी। चीजों की तेजी से बढ़ती गति यह दर्शाती है कि उत्तरी अमेरिकी देश अपने विद्युत नेटवर्क में बेहतर भंडारण प्रौद्योगिकियों को शामिल करने के प्रति कितने गंभीर हैं। और ईमानदारी से, ऐसी कौन सी चीज है जो ना तो आपकी जेब के लिए अच्छी हो और ना ही पृथ्वी के लिए?
मध्य सदी तक वैश्विक ऊर्जा भंडारण क्षमता लगभग 278 गीगावॉट तक पहुंच सकती है, यह अनुमान हाल के प्रक्षेपण में दिया गया है। यह प्रकार की वृद्धि यह दर्शाती है कि आजकल कई देश ने स्वच्छ ऊर्जा के संबंध में क्या कदम उठाए हैं। सरकारें भंडारण विकास को समर्थन देने वाले कानून पारित कर रही हैं और साथ ही बेहतर बैटरियां बाजार में आ रही हैं। विभिन्न हिस्सों से ऊर्जा विशेषज्ञ अब भंडारण को एक महत्वपूर्ण तत्व मानने लगे हैं, यदि हम अपने जलवायु लक्ष्यों को प्राप्त करना चाहते हैं और नवीकरणीय स्रोतों में स्थानांतरित होने पर बिजली बनाए रखना चाहते हैं। जैसे-जैसे इस भंडारण क्षमता में वृद्धि हो रही है, यह स्पष्ट होता जा रहा है कि बिजली के कामकाज के लिए भविष्य में भंडारण क्यों इतना महत्वपूर्ण है। हम ऐसे बिजली नेटवर्क का निर्माण कर रहे हैं जो उतार-चढ़ाव को बेहतर ढंग से संभाल सकें और पृथ्वी को नुकसान पहुंचाए बिना अधिक समय तक चल सकें।
मशीन लर्निंग के चलते ऊर्जा वितरण संचालन को काफी मजबूती मिल रही है, क्योंकि बेहतर मांग पूर्वानुमान की मदद से बैटरी के उपयोग को अधिकतम किया जा सकता है। जब हम ऊर्जा खपत के पिछले पैटर्न को देखते हैं, तो ये स्मार्ट एल्गोरिथ्म यह तय करते हैं कि बिजली को कब संग्रहित करना है और कब छोड़ना है, जिससे खर्च में कमी आती है और पूरा सिस्टम बेहतर ढंग से काम करता है। कुछ शोध में तो वास्तविक आंकड़ों की ओर भी संकेत किया गया है - ग्रिड प्रबंधन में मशीन लर्निंग को शामिल करने से हाल के आंकड़ों के अनुसार लगभग 15% तक ऊर्जा लागत में बचत हुई है। इस विकास को इतना रोमांचक बनाने वाली बात यह है कि कैसे पूर्वानुमानित वितरण विभिन्न स्थानों पर बैटरी भंडारण प्रणालियों और समग्र स्मार्ट ग्रिड प्रदर्शन में सुधार करता रहता है।
वर्चुअल पावर प्लांट्स, या संक्षिप्त रूप में वीपीपी, ग्रिड पर ऊर्जा प्रबंधन के हमारे तरीके को बदल रहे हैं। ये सिस्टम बैटरियों और सौर पैनलों जैसे विभिन्न बिखरे हुए ऊर्जा स्रोतों को एक साथ लाते हैं ताकि वे एक साथ मिलकर एक बड़ी शक्ति इकाई के रूप में काम करें। इस दृष्टिकोण को विशेष बनाने वाली बात यह है कि यह बिजली की मांग को बेहतर ढंग से संतुलित करने में मदद करता है, ऊर्जा को उन क्षेत्रों में पहुंचाता है जहां इसकी सबसे अधिक आवश्यकता है, और वास्तव में पूरे ग्रिड सिस्टम को अवरोधों के प्रति अधिक सुदृढ़ बनाता है। हम यह देखना शुरू कर रहे हैं कि ये वर्चुअल पावर सेटअप हर जगह तेजी से बढ़ रहे हैं, जिसका अर्थ है कि छोटे व्यवसायों और भी व्यक्तिगत संपत्ति के मालिकों के लिए भी जल्द ही अतिरिक्त बिजली को बाजार में वापस बेचना संभव हो सकेगा, बजाय इसके कि वे केवल पारंपरिक उपयोगिताओं पर निर्भर रहें। वर्तमान स्थिति को देखते हुए, इस बात में कोई संदेह नहीं है कि वीपीपी प्रौद्योगिकी का नवीकरणीय ऊर्जा के भंडारण क्षमता को बढ़ाने में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगी, जिससे स्वच्छ ऊर्जा से अधिक पहुंच बन रही है।
ऊर्जा भंडारण के क्षेत्र में हाल के दिनों में 4-घंटे की अवधि वाली प्रणालियों की ओर एक दिलचस्प प्रवृत्ति देखने को मिल रही है। ये प्रणालियाँ बिजली ग्रिड को सबसे अहम समय पर स्थिर रखने और उन मुश्किल समयों में मांग में आए उतार-चढ़ाव को संभालने में मदद करती हैं, जो हमारे विद्युत नेटवर्क पर अत्यधिक दबाव डालते हैं। इन प्रणालियों को खास बनाता है कि ये बिजली की संग्रहित मात्रा को उस समय तुरंत उपलब्ध करा सकती हैं, जब इसकी सबसे अधिक आवश्यकता होती है, जैसे कालांतर या खपत में अचानक आए उछाल के समय। उद्योग विश्लेषकों ने हाल के दिनों में इस मुद्दे पर जोरदार राय रखी है और विभिन्न क्षेत्रों में इन प्रणालियों के व्यापक क्रियान्वयन की वकालत कर रहे हैं, क्योंकि ये प्रणालियाँ चाहे अस्पतालों के लिए बैकअप बिजली की आवश्यकता हो या ऊर्जा उपयोग में दैनिक उतार-चढ़ाव को सुचारु करने की आवश्यकता हो, दोनों में ही अच्छा प्रदर्शन करती हैं। क्योंकि हमारे ऊर्जा मिश्रण में नवीकरणीय स्रोतों का प्रभुत्व बढ़ रहा है, इसलिए विश्वसनीय भंडारण विकल्पों के होने का महत्व तेजी से बढ़ रहा है। यह प्रवृत्ति अपनी गति को कम करने का कोई संकेत नहीं दे रही है, क्योंकि दुनिया भर के समुदाय बुद्धिमान ग्रिड बुनियादी ढांचे में निवेश के मूल्य को पहचान रहे हैं।
