বিদ্যুৎ সঞ্চয় সিস্টেম (BESS) অফ-গ্রিড বিদ্যুৎ সিস্টেমের স্থিতিশীলতা উন্নত করতে পারে কি?

অফ-গ্রিড স্থিতিশীলতার জন্য BESS-এর মৌলিক ধারণা

কেন অফ-গ্রিড সিস্টেমগুলি ঝুঁকিপূর্ণ: গ্রিড ইনারশিয়ার অভাব এবং সীমিত ফল্ট রাইড-থ্রু ক্ষমতা

গ্রিড-স্বাধীন সিস্টেমগুলিতে সাধারণ পাওয়ার গ্রিডে পাওয়া বড় আকারের ঘূর্ণায়মান জেনারেটরগুলি থেকে যে ধরনের ঘূর্ণন জড়তা পাওয়া যায়, সেই ধরনের ঘূর্ণন জড়তা থাকে না। এই জড়তা সিস্টেমের জন্য একটা ধরনের শক অ্যাবজর্বারের মতো কাজ করে, যা চাহিদার হঠাৎ পরিবর্তন বা উৎপাদনের অপ্রত্যাশিত হ্রাসের সময় স্থিতিশীলতা বজায় রাখতে সাহায্য করে। যখন এই প্রাকৃতিক বাফারটি অনুপস্থিত থাকে, ছোট ছোট সমস্যাগুলি দ্রুত নিয়ন্ত্রণের বাইরে চলে যেতে পারে এবং ফ্রিক uency স্তরগুলি বিপজ্জনকভাবে দ্রুত ওঠানামা করতে পারে। ব্যাপারটিকে আরও জটিল করে তোলে এটি যে, অফ-গ্রিড সেটআপের অনেকগুলিই যা 'ফল্ট রাইড থ্রু' (দোষ সহ্য করার) ক্ষমতা নামে পরিচিত, তার অভাবে ভুগছে। স্ট্যান্ডার্ড নিরাপত্তা প্রোটোকলগুলি সাধারণত ভোল্টেজ কমে যাওয়া বা সংক্ষিপ্ত সময়ের জন্য ফ্রিকুয়েন্সি দোলন হওয়ার সময় ইনভার্টারগুলিকে বন্ধ করে দেয় বা কিছু লোডে বিদ্যুৎ সরবরাহ বন্ধ করে দেয়, বরং সম্ভব হলে সবকিছু চালিয়ে রাখার চেষ্টা করে না। এটি বিশেষভাবে সমস্যাত্মক হয়ে ওঠে দূরবর্তী অঞ্চলগুলিতে, যেখানে কোনও বিকল্প বিদ্যুৎ উৎস স্থানীয়ভাবে উপলব্ধ নেই। ফলস্বরূপ, এই ছোট বিঘ্নগুলি প্রায়শই সম্পূর্ণ বিদ্যুৎ বিচ্ছিন্নতায় পরিণত হয়। এই সমস্ত সহজাত দুর্বলতার কারণে, অফ-গ্রিড অপারেশনগুলিকে সময়ের সাথে সাথে নির্ভরযোগ্য ও শক্তিশালী রাখতে হলে শুরু থেকেই বিশেষ স্থিতিশীলকরণ ব্যবস্থা অন্তর্ভুক্ত করা আবশ্যিক।

কোর বিইএসএস ক্ষমতা: দ্রুত প্রতিক্রিয়া, উভমুখী শক্তি প্রবাহ এবং শক্তি সময়-স্থানান্তর

বিইএসএস (BESS) সিস্টেমগুলি এই সমস্যাগুলির সমাধান করে তিনটি প্রধান উপায়ে, যা বাস্তবে উল্লেখযোগ্য পার্থক্য আনে। প্রথম বিষয়টি হলো এদের প্রতিক্রিয়ার গতি—যা অত্যন্ত দ্রুত। সাধারণত এদের প্রতিক্রিয়া সময় ১০০ মিলিসেকেন্ডের কম হয়। এই দ্রুত প্রতিক্রিয়ার ফলে ফ্রিকোয়েন্সি যখন স্থিতিশীল সীমার বাইরে চলে যায়, তখন এরা তৎক্ষণাৎ শক্তি সরবরাহ করতে পারে বা শক্তি শোষণ করতে পারে, যার ফলে সম্ভাব্য সিস্টেম অস্থিতিশীলতা নিয়ন্ত্রণের মধ্যেই থেকে যায়। অন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য হলো এদের দ্বিমুখী শক্তি প্রবাহের ক্ষমতা। অর্থাৎ, চার্জিং ও ডিসচার্জিং-এর মধ্যে পরিবর্তন বাস্তব সময়ে নিরবিঘ্নে ঘটে, যা নবায়নযোগ্য শক্তির উৎসগুলির পরিবর্তনশীল উৎপাদন এবং ভোক্তাদের পরিবর্তনশীল চাহিদার মধ্যে ভারসাম্য বজায় রাখতে সাহায্য করে। এছাড়া, সৌর প্যানেল বা বাতাসের টারবাইনগুলি থেকে অতিরিক্ত শক্তি সংগ্রহ করে রাখার ক্ষমতাও রয়েছে—যখন বিদ্যুৎ চাহিদা কম থাকে। এই সঞ্চিত শক্তি পিক ঘন্টাগুলিতে বা যখন বাতাস না বইছে এবং সূর্য না উঠেছে, তখন অত্যন্ত কার্যকর হয়। ২০২৩ সালে মাইক্রোগ্রিড ইনস্টিটিউট এবং এনআরইএল-এর সম্প্রতি প্রকাশিত কিছু গবেষণা অনুসারে, এই পদ্ধতির ফলে স্বাধীন মাইক্রোগ্রিড বিশিষ্ট বিচ্ছিন্ন সম্প্রদায়গুলিতে ডিজেল জেনারেটর ব্যবহার ৩০ থেকে ৫০ শতাংশ পর্যন্ত কমে যায়।

BESS-চালিত ফ্রিকোয়েন্সি এবং ভোল্টেজ স্থিতিশীলকরণ

সিনথেটিক ইনারশিয়া এবং ড্রুপ নিয়ন্ত্রণ: ইনভার্টার-প্রধান মাইক্রোগ্রিডগুলির জন্য কম্পেনসেশন

ইনভার্টার-ভিত্তিক মাইক্রোগ্রিডগুলি বিশেষ করে সেইসব অঞ্চলে ক্রমশ বেশি জনপ্রিয় হয়ে উঠছে যেখানে অফ-গ্রিড সেটআপে নবায়নযোগ্য শক্তির অবদান প্রধান। এই সিস্টেমগুলিতে ঐতিহ্যবাহী গ্রিডগুলির মতো প্রাকৃতিক ঘূর্ণন জড়তা থাকে না, ফলে উৎপাদিত ও ব্যবহৃত শক্তির মধ্যে অসামঞ্জস্য দেখা দিলে হঠাৎ করে ফ্রিকোয়েন্সির পরিবর্তন ঘটার সম্ভাবনা খুব বেশি। ব্যাটারি এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেমগুলি (BESS) একে ‘সিনথেটিক ইনারশিয়া’ (কৃত্রিম জড়তা) বলা হয় এমন একটি প্রক্রিয়া অনুকরণ করে এই সমস্যার সমাধান করে। মূলত, পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সগুলি ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তনের হার (RoCoF) সনাক্ত করে এবং তারপর খুব দ্রুত সিস্টেমে শক্তি সরবরাহ করে অথবা সিস্টেম থেকে শক্তি টেনে নেয়, যার ফলে RoCoF-এর হার নিয়ন্ত্রণহীন সিস্টেমের তুলনায় অর্ধেকের বেশি কমে যায়। এছাড়া, ‘ড্রুপ কন্ট্রোল’ নামক একটি পদ্ধতিও রয়েছে যা বিভিন্ন শক্তি উৎসকে স্বয়ংক্রিয়ভাবে কাজের ভার ভাগ করে নিতে সাহায্য করে। যখন ফ্রিকোয়েন্সি কমে যায়, তখন ব্যাটারিগুলি সঞ্চিত শক্তি মুক্ত করে সিস্টেমকে স্থিতিশীল রাখে; আবার যখন সিস্টেমে অতিরিক্ত শক্তি থাকে, তখন সেগুলি সেই শক্তি শোষণ করে নেয়। এই সমস্ত বৈশিষ্ট্যগুলি একত্রে কাজ করে পুরনো ধরনের সিঙ্ক্রোনাস মেশিনগুলির মতো আচরণ করে—যার ফলে জেনারেটর বিফল হলে বা লোড হঠাৎ পরিবর্তিত হলেও সবকিছু মসৃণভাবে চলতে থাকে, এবং সাধারণত বেশিরভাগ সময়ে কোনো ম্যানুয়াল হস্তক্ষেপের প্রয়োজন হয় না।

ডায়নামিক রিয়্যাক্টিভ পাওয়ার সাপোর্ট এবং BESS EMS-এর মাধ্যমে সক্রিয় ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ

ভোল্টেজ অস্থিতিশীলতা এখনও অনেক অফ-গ্রিড সিস্টেমকে প্রভাবিত করছে যেগুলো বাতাস ও সৌর শক্তির মতো নবায়নযোগ্য উৎসের উপর ভারী নির্ভরশীল। ঐতিহ্যগত ভোল্টেজ রেগুলেটরগুলো এই সিস্টেমগুলোর অত্যন্ত দ্রুত পরিবর্তনগুলো মোকাবেলা করার জন্য নির্মিত হয়নি। ব্যাটারি এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেম (BESS) এবং উন্নত এনার্জি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম (EMS)-এর সমন্বয় এই সমস্যার কার্যকর সমাধান প্রদান করে। এই সিস্টেমগুলো নিয়মিত বিদ্যুৎ প্রবাহের স্বাধীনভাবে কাজ করতে সক্ষম গতিশীল প্রতিক্রিয়াশীল পাওয়ার সমর্থন প্রদান করে। EMS সিস্টেমটি গ্রিডে যা কিছু ঘটছে তা চলমানভাবে পর্যবেক্ষণ করে এবং ভোল্টেজ পতন, চূড়ান্ত বৃদ্ধি বা অস্বাভাবিক তরঙ্গরূপের মতো সমস্যাগুলো প্রায় তৎক্ষণাৎ সমাধান করার জন্য ধারক বা আবিষ্ট ভ্যার (VARs) মোবাইল করতে পারে। সৌর উৎপাদনে হঠাৎ পতন বা শক্তিশালী বাতাসের ঝাঁক আসার সময় সিস্টেমটি প্রতিক্রিয়াশীল পাওয়ারকে বাফার করে। এটি অবাঞ্ছিত হারমোনিক্সগুলোও ফিল্টার করে এবং স্বয়ংক্রিয়ভাবে সামঞ্জস্য করে যাতে ভোল্টেজ স্থিতিশীল থাকে—সাধারণ মাত্রার প্রায় ২% মধ্যে—এবং ব্যাকআপ ডিজেল জেনারেটর চালু করার প্রয়োজন হয় না। IEEE PES মাইক্রোগ্রিড কমিটির প্রতিবেদন অনুযায়ী, এই বৈশিষ্ট্যগুলো ভোল্টেজ-সম্পর্কিত বিদ্যুৎ বিচ্ছিন্নতাকে প্রায় ৭০% পর্যন্ত কমিয়ে দেয়। এছাড়া, স্থিতিশীলতা বজায় রাখা মানে সংবেদনশীল যন্ত্রপাতির আয়ু বৃদ্ধি পায়, কারণ এগুলো চলমান ওঠানামার কারণে চাপের মুখে পড়ে না।

কার্যকরী স্থিতিস্থাপকতা: শীর্ষ কাটানো থেকে ব্ল্যাক স্টার্ট পর্যন্ত

বুদ্ধিমান ব্যাটারি এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেম (BESS) ডিসপ্যাচের মাধ্যমে লোড ব্যালান্সিং এবং ডিজেল জেনারেটর এড়ানো

যখন নবায়নযোগ্য শক্তি উৎপাদন বৃদ্ধি ও হ্রাস পায় এবং বিদ্যুৎ চাহিদা অপ্রত্যাশিতভাবে ওঠানামা করে, তখন অফ-গ্রিড সিস্টেমগুলির জন্য বাস্তবিক সমস্যা সৃষ্টি হয়, বিশেষ করে যেসব সিস্টেম এখনও ব্যাকআপ পাওয়ারের জন্য ডিজেল জেনারেটরের উপর ভারী নির্ভরশীল। ব্যাটারি এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেম (BESS) এই সমস্যাগুলি সমাধান করে স্মার্ট অ্যালগরিদম ব্যবহার করে, যা কখন শক্তি সঞ্চয় করা বা মুক্ত করা উচিত তা পূর্বাভাস দিতে পারে; ফলে এই সিস্টেমগুলি বিনা BESS-এর তুলনায় লোড কার্ভগুলিকে প্রায় ৬০ থেকে ৮০ শতাংশ পর্যন্ত সমতল করতে সক্ষম হয়। এই সিস্টেমগুলি সৌর প্যানেল বা বাতাসের টারবাইন থেকে অতিরিক্ত বিদ্যুৎ সংগ্রহ করে যখন উৎপাদন অতিরিক্ত হয়, এবং পরে চাহিদা বৃদ্ধি পেলে সেই বিদ্যুৎ আবার গ্রিডে ফেরত দেয়। এর ফলে কোম্পানিগুলি শক্তির স্থিতিশীল মাত্রা বজায় রাখতে তাদের ব্যয়বহুল ডিজেল জেনারেটরগুলি সারাক্ষণ চালু রাখতে বাধ্য হয় না। একটি খনন কোম্পানি BESS স্থাপনের পর তাদের বার্ষিক জ্বালানি বিল প্রায় ৭ লক্ষ মার্কিন ডলার কমিয়েছে এবং ডিজেল ইঞ্জিনের চালু সময়কে আগের তুলনায় মাত্র ৮% এ নামিয়ে আনতে সক্ষম হয়েছে, যদিও প্রয়োজনীয় অপারেশনগুলি নিরবিচ্ছিন্নভাবে চালিয়ে যাওয়া হয়েছে। শক্তি ব্যবহার বাস্তব সময়ে ট্র্যাক করার এবং তদনুযায়ী সময়সূচী সামঞ্জস্য করার ক্ষমতার ফলে জেনারেটরগুলিকে যতবার প্রয়োজন ততবার চালু ও বন্ধ করার প্রয়োজন হয় না, যা আসলে তাদের আয়ু বৃদ্ধি করে এবং কোনো সমস্যা দীর্ঘ সময় ধরে চললে যথেষ্ট ব্যাকআপ পাওয়ার উপলব্ধ রাখার নিশ্চয়তা দেয়।

কালো স্টার্ট ক্ষমতা: বাইরের সহায়তা ছাড়াই গুরুত্বপূর্ণ অফ-গ্রিড অবকাঠামো পুনরুদ্ধার করা

অফ-গ্রিড সিস্টেমগুলি কখনও কখনও সম্পূর্ণরূপে ব্যর্থ হতে পারে, কিন্তু ব্যাটারি এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেম (BESS) একটি বিশেষ ক্ষমতা প্রদান করে যার নাম 'স্বায়ত্তশাসিত ব্ল্যাক স্টার্ট' ক্ষমতা। এই সিস্টেমগুলি আসলে বাইরের গ্রিড সহায়তা বা কোনও ব্যক্তির দ্বারা জেনারেটরগুলি ম্যানুয়ালি চালু করার প্রয়োজন ছাড়াই গুরুত্বপূর্ণ অবকাঠামোতে বিদ্যুৎ পুনরায় সরবরাহ করতে পারে। ঐতিহ্যগত ডিজেল ইউনিটগুলির জন্য জ্বালানি প্রাইমিং, ইঞ্জিন ক্র্যাঙ্কিং এবং সবকিছু সঠিকভাবে সিঙ্ক্রোনাইজ করা—এসব অনেকগুলি ধাপ প্রয়োজন। BESS এই সমস্ত ঝামেলা এড়িয়ে যায় এবং প্রায় তৎক্ষণাৎ স্থিতিশীল ভোল্টেজ ও ফ্রিকোয়েন্সি প্রদান করে, যা মাইক্রোগ্রিড কন্ট্রোলারগুলিকে পুনরায় চালু করতে এবং ধীরে ধীরে অগ্রাধিকার প্রাপ্ত লোডগুলি পুনরায় সক্রিয় করতে সাহায্য করে। একটি বাস্তব উদাহরণ হিসেবে বড় শহরগুলি থেকে দূরে অবস্থিত একটি হাসপাতালের কথা বলা যায়। সম্পূর্ণ বিদ্যুৎ বিচ্ছিন্নতার পর, BESS মাত্র ২৮ সেকেন্ডের মধ্যে সার্জিক্যাল লাইট এবং লাইফ সাপোর্ট সিস্টেমগুলি পুনরায় চালু করে দেয়। এটা কীভাবে কাজ করে? এই প্রক্রিয়াটি নিয়ন্ত্রণ যোগাযোগ পুনরায় সংযুক্ত করা দিয়ে শুরু হয়, তারপর আমরা যাকে 'অত্যাবশ্যকীয় লোড' বলি (সাধারণত মোট ক্ষমতার ১০% এর কম) সেগুলিকে চালু করা হয়। শেষে, স্থানীয় জেনারেশন সম্পদগুলিকে পুনরায় অনলাইনে আনা হয়। নতুন প্রজন্মের BESS মডেলগুলিতে প্রি-চার্জড সার্কিট, অন্তর্নির্মিত আইল্যান্ডিং ডিটেকশন এবং গভীরভাবে ডিসচার্জ হওয়ার পরেও বিশ্বস্ত থাকার জন্য শক্তিশালী ফার্মওয়্যারের মতো বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এই সমস্ত উন্নতির ফলে জ্বালানি সরবরাহের উপর নির্ভরশীলতা কমে যায় এবং পুনরায় চালু করার সময় কয়েক ঘণ্টা থেকে সর্বোচ্চ দুই মিনিটের মধ্যে হ্রাস পায়।

FAQ বিভাগ

BESS কি?

ব্যাটারি এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেম (BESS) হলো এমন প্রযুক্তি যা পরে ব্যবহারের জন্য শক্তি সঞ্চয় করে, যা বিদ্যুৎ সরবরাহ ব্যবস্থাকে স্থিতিশীল রাখতে এবং চাহিদা ও উৎপাদনের মধ্যে ভারসাম্য বজায় রাখতে সহায়তা করে।

অফ-গ্রিড সিস্টেমগুলি কেন ঝুঁকিপূর্ণ?

অফ-গ্রিড সিস্টেমগুলিতে গ্রিড ইনারশিয়া অনুপস্থিত এবং প্রায়শই ফল্ট রাইড-থ্রু ক্ষমতার সমস্যা হয়, যার ফলে ঘন ঘন বিদ্যুৎ অস্থিতিশীলতা এবং বিদ্যুৎ বিচ্ছিন্নতা ঘটে।

অফ-গ্রিড সিস্টেমগুলিকে স্থিতিশীল করতে BESS কীভাবে সহায়তা করে?

BESS দ্রুত প্রতিক্রিয়া, উভমুখী বিদ্যুৎ প্রবাহ এবং শক্তির সময়-স্থানান্তর প্রদান করে, যা ফ্রিক uয়েন্সি ও ভোল্টেজ স্থিতিশীল করতে সহায়তা করে এবং ডিজেল জেনারেটরের উপর নির্ভরশীলতা কমায়।

ব্ল্যাক স্টার্ট ক্ষমতা কী?

ব্ল্যাক স্টার্ট ক্ষমতা বলতে BESS-এর সক্ষমতাকে বোঝায় যা কোনও বাহ্যিক সহায়তা ছাড়াই স্বাধীনভাবে গুরুত্বপূর্ণ অফ-গ্রিড অবকাঠামোতে বিদ্যুৎ পুনরুদ্ধার করতে পারে।