पवन-सौर पूरक विद्युत प्रणाली

परिचय

पवन-सौर पूरक विद्युत प्रणाली, विद्युत उत्पादन अनुप्रयोग प्रणालियों का एक समूह है। यह प्रणाली सौर सेल वर्गाकार, पवन टरबाइन (एसी विद्युत को डीसी विद्युत में परिवर्तित करके) का उपयोग करके उत्सर्जित विद्युत को बैटरी बैंक में संग्रहीत करती है। जब उपयोगकर्ता को बिजली की आवश्यकता होती है, तो इन्वर्टर बैटरी बैंक में संग्रहीत डीसी विद्युत को एसी विद्युत में परिवर्तित कर देता है और इसे ट्रांसमिशन लाइन के माध्यम से उपयोगकर्ता के लोड तक पहुँचा देता है। यह दो प्रकार के विद्युत उत्पादन उपकरण, पवन टरबाइन और सौर सेल सरणी, हैं जो एक साथ विद्युत उत्पन्न करते हैं।

पवन-सौर पूरक विद्युत प्रणाली को ऑफ-ग्रिड पवन-सौर पूरक विद्युत प्रणाली और बड़े पैमाने पर ग्रिड से जुड़े पवन-सौर पूरक विद्युत प्रणाली में विभाजित किया गया है।

हेएफएफ-ग्रिड पवन-सौर पूरक विद्युत प्रणाली

संरचना

पवन-सौर पूरक विद्युत प्रणाली मुख्य रूप से पवन टरबाइन, सौर फोटोवोल्टिक सेल सेट, नियंत्रक, बैटरी, इन्वर्टर, एसी-डीसी लोड और अन्य भागों से बनी होती है। यह प्रणाली पवन, सौर और बैटरी प्रौद्योगिकियों और सिस्टम इंटेलिजेंट नियंत्रण प्रौद्योगिकी को एकीकृत करने वाली एक समग्र नवीकरणीय ऊर्जा विद्युत उत्पादन प्रणाली है।

छोटी पवन-सौर ऊर्जा प्रणाली

(1) पवन ऊर्जा उत्पादन भाग पवन ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए पवन टरबाइन का उपयोग करता है, और फिर यांत्रिक ऊर्जा को पवन टरबाइन के माध्यम से विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है, और फिर नियंत्रक के माध्यम से बैटरी को चार्ज करता है और इन्वर्टर के माध्यम से लोड को बिजली की आपूर्ति करता है;
(2) फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन भाग प्रकाश ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए सौर पैनल के फोटोवोल्टिक प्रभाव का उपयोग करता है, फिर बैटरी को चार्ज करता है, और लोड को बिजली की आपूर्ति करने के लिए इन्वर्टर के माध्यम से प्रत्यक्ष धारा को प्रत्यावर्ती धारा में परिवर्तित करता है;
(3) इन्वर्टर प्रणाली में कई इन्वर्टर होते हैं, जो बैटरी में डीसी पावर को मानक 220V एसी पावर में परिवर्तित करते हैं ताकि एसी पावर लोड उपकरणों का सामान्य उपयोग सुनिश्चित हो सके। इसमें स्वचालित वोल्टेज स्थिरीकरण का कार्य भी होता है, जो पवन-सौर पूरक विद्युत प्रणाली की विद्युत आपूर्ति की गुणवत्ता में सुधार कर सकता है;
(4) नियंत्रण भाग सूर्य की तीव्रता, पवन ऊर्जा की तीव्रता और भार में परिवर्तन के अनुसार बैटरी बैंक की कार्यशील स्थिति को लगातार स्विच और समायोजित करता है। एक ओर, समायोजित विद्युत ऊर्जा सीधे डीसी या एसी लोड को भेजी जाती है। दूसरी ओर, अतिरिक्त बिजली भंडारण के लिए बैटरी बैंक को भेजी जाती है। जब बिजली उत्पादन लोड की मांग को पूरा नहीं कर पाता है, तो नियंत्रक बैटरी की शक्ति को लोड तक भेजता है, जिससे पूरे सिस्टम की निरंतरता और स्थिरता सुनिश्चित होती है;
(5) बैटरी वाला भाग कई बैटरियों से बना होता है, जो सिस्टम में दो प्रमुख भूमिकाएँ निभाता है: ऊर्जा विनियमन और भार संतुलन। यह पवन ऊर्जा उत्पादन प्रणाली और फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन प्रणाली से प्राप्त विद्युत ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है और बिजली आपूर्ति अपर्याप्त होने पर उपयोग के लिए संग्रहीत करता है।
पवन ऊर्जा और सौर विकिरण के आधार पर, पवन-सौर पूरक विद्युत उत्पादन प्रणाली निम्नलिखित तीन तरीकों से काम कर सकती है: पवन टरबाइन अकेले लोड को विद्युत आपूर्ति करती है; फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन प्रणाली अकेले लोड को विद्युत आपूर्ति करती है; पवन टरबाइन और फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन प्रणाली संयुक्त रूप से लोड को विद्युत आपूर्ति करती है।

अनुप्रयोग परिदृश्य

(1) पवन-सौर पूरक सार्वजनिक प्रकाश व्यवस्था

यह प्रणाली लैंप की आपूर्ति के लिए पूरी तरह से पवन और सौर ऊर्जा का उपयोग करती है (कोई बाहरी पावर ग्रिड नहीं)। इस प्रणाली में पवन और सौर ऊर्जा, दोनों उत्पादों के लाभ हैं, और यह पवन और सौर ऊर्जा से संचालित होती है, और बिजली बैटरी में संग्रहीत होती है, जिसे स्विच द्वारा बुद्धिमानी से नियंत्रित किया जाता है और बिना किसी मैनुअल संचालन के बाहरी प्रकाश में परिवर्तन को स्वचालित रूप से महसूस कर लेती है। कोई मैनुअल संचालन नहीं, मुख्य रूप से ग्रामीण संयुक्त सड़कों, राजमार्गों, शहरी सड़कों, तटबंधों और भूदृश्य सड़कों में उपयोग किया जाता है।

विशेषताएं: शून्य बिजली लागत, शून्य उत्सर्जन, ऊर्जा की बचत, पर्यावरण संरक्षण, भविष्य के प्रकाश विकास की महत्वपूर्ण दिशाओं में से एक; प्राकृतिक संसाधनों का उपयोग अपनी खुद की बिजली उत्पन्न करने के लिए, कोई बाहरी बिजली की आपूर्ति नहीं; स्वतंत्र बिजली की आपूर्ति, कोई अन्य सहायक ट्रांसमिशन उपकरण नहीं; अपनी खुद की बिजली उत्पादन, संचालन के लिए बिजली खर्च की आवश्यकता नहीं है।

(2) पवन-सौर पूरक तेल क्षेत्र बिजली आपूर्ति प्रणाली

इसमें पवन और सौर ऊर्जा आपूर्ति प्रणाली, पारेषण उपकरण आदि शामिल हैं। यह पवन और सौर ऊर्जा का उपयोग बिजली उत्पन्न करने के लिए करता है, और फिर पूरक लाभ प्राप्त करने के लिए दोनों को मिलाता है। इसका उपयोग कुआँ क्षेत्र में बिजली आपूर्ति के लिए किया जाता है, जैसे पंपिंग मशीन, पानी पंप, ड्यूटी रूम, स्ट्रीट लाइट, हीटिंग भट्टी आदि, जिससे कुआँ क्षेत्र की ऊर्जा खपत बहुत कम हो जाती है।

(3) घरेलू बिजली आपूर्ति प्रणाली

इसका उपयोग मुख्य रूप से बिजली विहीन ग्रामीण घरों, विला अवकाश गृहों, मछली पकड़ने वाली नौकाओं और घरेलू ग्रिड से जुड़ी प्रणालियों के लिए किया जाता है।

(4) पवन-सौर पूरक वितरित बिजली स्टेशन प्रणाली

मुख्य रूप से वितरित बिजली स्टेशन, ग्राहक-पक्ष ग्रिड से जुड़े, द्वीप, बिजली गांव केंद्रीकृत बिजली की आपूर्ति के बिना सीमा गार्ड पदों में उपयोग किया जाता है।

(5) पवन-सौर पूरक ऑफ-ग्रिड स्वतंत्र विद्युत आपूर्ति प्रणाली

मुख्य रूप से संचार बेस स्टेशनों, गैस स्टेशनों, टोल स्टेशनों, खेतों आदि में उपयोग किया जाता है।

(6) पवन-सौर पूरक निगरानी और संकेत प्रणाली

मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है: यातायात निगरानी, निर्देश प्रणाली; सुरक्षा और रक्षा निगरानी; तेल, गैस, बिजली लाइन निगरानी प्रणाली; वन अग्नि निगरानी, आदि।

पूरक पवन और सौर ऊर्जा उत्पादन के अकेले पवन या फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन की तुलना में निम्नलिखित लाभ हैं:

(1) कम सिविल निर्माण और स्थापना लागत;
(2) दिन और रात के पूरक और मौसमी पूरक की विशेषताओं के साथ, प्रणाली स्थिर, विश्वसनीय और लागत प्रभावी है;
(3) विद्युत सुविधाओं के रखरखाव का कार्यभार और संबंधित लागत और व्यय बहुत कम हो जाते हैं;
(4) प्राकृतिक आपदाओं की स्थिति में स्वतंत्र विद्युत आपूर्ति से सभी उपयोगकर्ताओं की विद्युत खपत प्रभावित नहीं होगी;
(5) कम वोल्टेज बिजली की आपूर्ति, सुरक्षित संचालन और सरल रखरखाव।
(6) प्रणाली एक दूसरे से स्वतंत्र है और बड़े पैमाने पर बिजली कटौती और उच्च सुरक्षा से बचने के लिए इसे स्वयं नियंत्रित किया जा सकता है;
(7) बड़े पावर ग्रिड की स्थिरता की कमी की भरपाई करना, और दुर्घटनाओं के मामले में बिजली की आपूर्ति जारी रखना, केंद्रीकृत बिजली आपूर्ति के लिए एक अपरिहार्य और महत्वपूर्ण पूरक बनना;
(8) सबस्टेशन बनाने, उच्च और निम्न वोल्टेज लाइनें और उच्च और निम्न वोल्टेज वितरण प्रणाली आदि लगाने से छूट;
(9) क्षेत्रीय बिजली की गुणवत्ता और प्रदर्शन की वास्तविक समय में निगरानी की जा सकती है, जो ग्रामीण, देहाती और पहाड़ी क्षेत्रों में निवासियों को बिजली की आपूर्ति करने, बड़े, मध्यम और छोटे शहरों या वाणिज्यिक क्षेत्रों को विकसित करने के लिए आदर्श है, जिससे पर्यावरण संरक्षण पर दबाव बहुत कम हो जाता है;
(10) कम या कोई ट्रांसमिशन और वितरण हानि नहीं, वितरण स्टेशनों के निर्माण की कोई आवश्यकता नहीं, अतिरिक्त ट्रांसमिशन और वितरण लागत को कम करना या टालना, कम सिविल निर्माण और स्थापना लागत;

पवन-सौर पूरक ग्रिड-कनेक्टेड विद्युत प्रणाली

परिचय

सौर और पवन ऊर्जा सार्वभौमिक प्राकृतिक संसाधन हैं, लेकिन साथ ही नवीकरणीय ऊर्जा का एक अक्षय स्रोत भी हैं। समय और मौसम के अनुसार सौर और पवन ऊर्जा में प्रबल पूरकता होती है: दिन में अच्छी धूप और कम हवा, रात में कम रोशनी और तेज़ हवा; गर्मियों में तेज़ धूप और कम हवा, और सर्दियों में कम धूप और तेज़ हवा। यह पूरकता पवन/प्रकाश पूरक विद्युत उत्पादन प्रणाली को संसाधनों के मामले में सर्वश्रेष्ठ बनाती है, जिससे निरंतर और स्थिर विद्युत उत्पादन संभव हो सकता है।

इसके अलावा, पवन ऊर्जा और फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन प्रणालियाँ बैटरी और इन्वर्टर भागों में आम हो सकती हैं। पवन-सौर पूरक विद्युत उत्पादन प्रणाली को उपयोगकर्ता के विद्युत भार और प्राकृतिक संसाधनों के अनुसार सर्वोत्तम रूप से कॉन्फ़िगर किया जा सकता है, जिससे प्रणाली की विश्वसनीयता सुनिश्चित हो सकती है, विद्युत उत्पादन की लागत कम हो सकती है और उपयोगकर्ता की विद्युत माँग पूरी हो सकती है। यह सबसे उचित, विश्वसनीय, सुरक्षित, किफायती और पर्यावरण-अनुकूल विद्युत आपूर्ति प्रणाली है।

पवन-सौर पूरक विद्युत उत्पादन प्रणाली में सौर पैनल, पवन टर्बाइन, नियंत्रक, बैटरी बैंक और इनवर्टर शामिल होते हैं; उनमें से, फोटोवोल्टिक प्रणाली और पवन ऊर्जा प्रणाली सौर और पवन ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करती है, फिर नियंत्रक के माध्यम से बैटरी को चार्ज करती है, और अंत में इनवर्टर के माध्यम से बिजली का उपयोग करने वाले लोड को बिजली की आपूर्ति करती है।

सिस्टम घटक संरचना：

सौर पेनल: एक धातु स्टैंड पर तारों के माध्यम से एक साथ जुड़े हुए कई सौर सेल मॉड्यूल का संग्रह।
पवन टरबाइन: एक विद्युत उत्पादन प्रणाली जिसमें पवन टरबाइन, जनरेटर और नियंत्रण घटक आदि शामिल होते हैं।
नियंत्रक: सिस्टम नियंत्रण उपकरण। इसका मुख्य कार्य बैटरी की चार्जिंग और ओवर-डिस्चार्ज सुरक्षा को नियंत्रित करना है। यह सिस्टम की इनपुट और आउटपुट पावर को नियंत्रित और वितरित करने के साथ-साथ सिस्टम द्वारा दिए गए अन्य निगरानी कार्यों को भी नियंत्रित करता है।
बैटरी बैंक: विद्युत ऊर्जा भंडारण के लिए एक उपकरण जो श्रृंखला में जुड़ी कई बैटरियों से बना होता है।
इन्वर्टर: विद्युत इलेक्ट्रॉनिक उपकरण जो डीसी पावर को एसी पावर में परिवर्तित करता है।
एसी लोड: एसी पावर द्वारा संचालित एक उपकरण या उपकरण।
डीसी लोड: डीसी बिजली द्वारा संचालित उपकरण या युक्ति।
ग्रिड-कनेक्टेड नियंत्रक: यह इन्वर्टर को राष्ट्रीय सार्वजनिक ग्रिड से जोड़ता है और अतिरिक्त बिजली को ग्रिड तक पहुंचा सकता है या ग्रिड से लोड तक बिजली की आपूर्ति कर सकता है।
बिजली मीटरिंग उपकरण: विद्युत उत्पादन प्रणाली और सार्वजनिक ग्रिड में प्रसारित होने वाली बिजली की मात्रा को रिकॉर्ड करता है।

महत्व

1. पवन ऊर्जा को सौर ऊर्जा के साथ मिलाकर विद्युत उत्पादन दक्षता में सुधार किया जाएगा तथा अधिक विद्युत उत्पादन क्षमता सृजित की जाएगी
2. भूमि संसाधनों को बर्बाद किए बिना भूमि का अधिक पूर्ण उपयोग करें
3. स्थानीय क्षेत्र में अधिक रोजगार के अवसर लाना और स्थानीय विकास को बढ़ावा देना
4. नियंत्रण और प्रबंधन को केंद्रीकृत करना आसान, संचालन और रखरखाव की कम लागत
5. गैर-नवीकरणीय संसाधनों के उपयोग को कम करना, ऊर्जा की बचत और उत्सर्जन में कमी लाना, तथा पर्यावरण प्रदूषण की समस्याओं को कम करना
6. ऊर्जा आपूर्ति में वृद्धि और अनुचित ऊर्जा खपत संरचना में सुधार
7. दिन और रात पूरक, मौसमी पूरक विशेषताओं, स्थिर और विश्वसनीय प्रणाली, उच्च लागत प्रदर्शन के साथ;
8. विद्युत सुविधाओं के रखरखाव का कार्यभार और संबंधित लागत और व्यय बहुत कम हो जाते हैं;
9. कुछ घटक सामान्य हैं, जिससे निर्माण की लागत कम हो जाती है

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