19वीं सदी के उत्तरार्ध से, बिजली वितरण प्रणालियाँ (जिन्हें अक्सर ग्रिड कहा जाता है) दुनिया में बिजली का प्राथमिक स्रोत रही हैं।जब ये ग्रिड बनाए जाते हैं, तो वे काफी सरलता से काम करते हैं - बिजली पैदा करते हैं और इसे घरों, इमारतों और जहां भी बिजली की आवश्यकता होती है, वहां भेजते हैं।
लेकिन जैसे-जैसे बिजली की मांग बढ़ती है, एक अधिक कुशल ग्रिड की आवश्यकता होती है।दुनिया भर में अब उपयोग में आने वाली आधुनिक "स्मार्ट ग्रिड" बिजली वितरण प्रणालियाँ दक्षता को अनुकूलित करने के लिए अत्याधुनिक तकनीक पर निर्भर करती हैं।यह पेपर स्मार्ट ग्रिड की परिभाषा और इसे स्मार्ट बनाने वाली प्रमुख प्रौद्योगिकियों की पड़ताल करता है।
क्या हैस्मार्ट ग्रिड प्रौद्योगिकी?
स्मार्ट ग्रिड एक बिजली वितरण बुनियादी ढांचा है जो उपयोगिता प्रदाताओं और ग्राहकों के बीच दो-तरफ़ा संचार प्रदान करता है।स्मार्ट ग्रिड प्रौद्योगिकियों को सक्षम करने वाली डिजिटल प्रौद्योगिकियों में पावर/करंट सेंसर, नियंत्रण उपकरण, डेटा केंद्र और स्मार्ट मीटर शामिल हैं।
कुछ स्मार्ट ग्रिड दूसरों की तुलना में अधिक स्मार्ट हैं।कई देशों ने अप्रचलित वितरण ग्रिडों को स्मार्ट ग्रिड में बदलने पर बहुत प्रयास किया है, लेकिन परिवर्तन जटिल है और इसमें वर्षों या दशकों का समय लगेगा।
स्मार्ट ग्रिड प्रौद्योगिकियों और स्मार्ट ग्रिड घटकों के उदाहरण
स्मार्ट मीटर - स्मार्ट ग्रिड के निर्माण में स्मार्ट मीटर पहला कदम है।स्मार्ट मीटर ग्राहकों और उपयोगिता उत्पादकों को उपयोग बिंदु पर ऊर्जा खपत डेटा प्रदान करते हैं।वे उपयोगकर्ताओं को ऊर्जा की बर्बादी को कम करने के लिए सचेत करने के लिए ऊर्जा की खपत और लागत की जानकारी प्रदान करते हैं और प्रदाताओं को पूरे ग्रिड में वितरण भार को अनुकूलित करने में मदद करते हैं।स्मार्ट मीटर में आम तौर पर तीन मुख्य उपप्रणालियाँ होती हैं: बिजली की खपत को मापने के लिए एक बिजली प्रणाली, स्मार्ट मीटर के अंदर प्रौद्योगिकी का प्रबंधन करने के लिए एक माइक्रोकंट्रोलर, और ऊर्जा खपत/कमांड डेटा भेजने और प्राप्त करने के लिए एक संचार प्रणाली।इसके अलावा, कुछ स्मार्ट मीटरों में सुरक्षा उद्देश्यों के लिए मीटर के स्थान को इंगित करने के लिए बैकअप पावर (जब मुख्य वितरण लाइन बंद हो) और जीएसएम मॉड्यूल हो सकते हैं।
पिछले दशक में स्मार्ट मीटर में वैश्विक निवेश दोगुना हो गया है।2014 में, स्मार्ट मीटर में वैश्विक वार्षिक निवेश 11 मिलियन डॉलर था।स्टेटिस्टा के अनुसार, स्मार्ट मीटर लागू करने से सिस्टम दक्षता में होने वाले लाभ को ध्यान में रखते हुए, 2019 तक वैश्विक स्मार्ट मीटर निवेश 21 मिलियन डॉलर तक पहुंच जाएगा।
स्मार्ट लोड नियंत्रण स्विच और वितरण स्विचबोर्ड - जबकि स्मार्ट मीटर उपयोगिता प्रदाताओं को वास्तविक समय डेटा प्रदान कर सकते हैं, वे स्वचालित रूप से ऊर्जा के वितरण को नियंत्रित नहीं करते हैं।चरम उपयोग अवधि के दौरान या विशिष्ट क्षेत्रों में बिजली वितरण को अनुकूलित करने के लिए, विद्युत उपयोगिताएँ बुद्धिमान लोड नियंत्रण स्विच और स्विचबोर्ड जैसे बिजली प्रबंधन उपकरणों का उपयोग करती हैं।यह तकनीक अनावश्यक वितरण को कम करके या स्वीकार्य उपयोग समय सीमा से अधिक हो चुके भार को स्वचालित रूप से प्रबंधित करके महत्वपूर्ण मात्रा में ऊर्जा बचाती है।चरम उपयोग अवधि के दौरान या विशिष्ट क्षेत्रों में बिजली वितरण को अनुकूलित करने के लिए, विद्युत उपयोगिताएँ बुद्धिमान लोड नियंत्रण स्विच और स्विचबोर्ड जैसे बिजली प्रबंधन उपकरणों का उपयोग करती हैं।यह तकनीक अनावश्यक वितरण को कम करके या स्वीकार्य उपयोग समय सीमा से अधिक हो चुके भार को स्वचालित रूप से प्रबंधित करके महत्वपूर्ण मात्रा में ऊर्जा बचाती है।
उदाहरण के लिए, वड्सवर्थ, ओहियो शहर, 1916 में निर्मित एक विद्युत वितरण प्रणाली का उपयोग करता है। वड्सवर्थ शहर ने निर्माता, इट्रॉन के साथ साझेदारी की हैस्मार्ट लोड नियंत्रण स्विच(एसएलसीएस), चरम बिजली उपयोग अवधि के दौरान घरों में चक्रीय एयर कंडीशनिंग कंप्रेसर के लिए एसएलसीएस स्थापित करके सिस्टम बिजली के उपयोग को 5,300 मेगावाट घंटे तक कम करने के लिए।पावर सिस्टम ऑटोमेशन - वितरण श्रृंखला में हर लिंक को नियंत्रित करने के लिए अत्याधुनिक आईटी बुनियादी ढांचे का उपयोग करके, स्मार्ट ग्रिड तकनीक द्वारा पावर सिस्टम ऑटोमेशन सक्षम किया जाता है।उदाहरण के लिए, स्वचालित पावर सिस्टम बुद्धिमान डेटा संग्रह सिस्टम (स्मार्ट मीटर के समान), पावर कंट्रोल सिस्टम (जैसे स्मार्ट लोड कंट्रोल स्विच), विश्लेषणात्मक उपकरण, कंप्यूटिंग सिस्टम और पावर सिस्टम एल्गोरिदम को नियोजित करते हैं।इन प्रमुख घटकों का संयोजन ग्रिड (या एकाधिक ग्रिड) को आवश्यक सीमित मानवीय संपर्क के साथ स्वचालित रूप से समायोजित और अनुकूलित करने की अनुमति देता है।
स्मार्ट ग्रिड कार्यान्वयन
जब स्मार्ट ग्रिड में डिजिटल, दो-तरफा संचार और स्वचालन प्रौद्योगिकियों को लागू किया जाता है, तो कई बुनियादी ढांचे में बदलाव से ग्रिड दक्षता अधिकतम हो जाएगी।स्मार्ट ग्रिड के कार्यान्वयन ने निम्नलिखित बुनियादी ढांचे में बदलाव को सक्षम किया है：
1.विकेन्द्रीकृत ऊर्जा उत्पादन
क्योंकि स्मार्ट ग्रिड ऊर्जा वितरण की लगातार निगरानी और नियंत्रण कर सकता है, इसलिए बिजली पैदा करने के लिए अब किसी एक बड़े बिजली संयंत्र की आवश्यकता नहीं है।इसके बजाय, बिजली का उत्पादन कई विकेन्द्रीकृत बिजली स्टेशनों, जैसे पवन टरबाइन, सौर फार्म, आवासीय फोटोवोल्टिक सौर पैनल, छोटे जलविद्युत बांध आदि द्वारा किया जा सकता है।
2.खंडित बाज़ार
स्मार्ट ग्रिड इंफ्रास्ट्रक्चर पारंपरिक केंद्रीकृत प्रणालियों में ऊर्जा को बुद्धिमानी से साझा करने के साधन के रूप में कई ग्रिडों के कनेक्शन का भी समर्थन करता है।उदाहरण के लिए, अतीत में, नगर पालिकाओं के पास अलग-अलग उत्पादन सुविधाएं थीं जो पड़ोसी नगर पालिकाओं से जुड़ी नहीं थीं।स्मार्ट ग्रिड बुनियादी ढांचे के कार्यान्वयन के साथ, नगर पालिकाएं बिजली कटौती की स्थिति में उत्पादन निर्भरता को खत्म करने के लिए एक साझा उत्पादन योजना में योगदान कर सकती हैं।
3.छोटे पैमाने पर प्रसारण
ग्रिड में सबसे बड़ी ऊर्जा बर्बादी में से एक लंबी दूरी पर ऊर्जा का वितरण है।यह ध्यान में रखते हुए कि स्मार्ट ग्रिड उत्पादन और बाजारों को विकेंद्रीकृत करते हैं, स्मार्ट ग्रिड के भीतर शुद्ध वितरण दूरी काफी कम हो जाती है, जिससे वितरण अपशिष्ट कम हो जाता है।उदाहरण के लिए, कल्पना कीजिए, एक छोटा सा सामुदायिक सौर फार्म जो समुदाय की दिन की बिजली की जरूरतों का 100% उत्पन्न करता है, केवल 1 किमी दूर।स्थानीय सौर फार्म के बिना, समुदाय को 100 किलोमीटर दूर एक बड़े बिजली संयंत्र से बिजली प्राप्त करने की आवश्यकता हो सकती है।दूर स्थित बिजली संयंत्रों से ट्रांसमिशन के दौरान देखी गई ऊर्जा हानि स्थानीय सौर फार्मों से होने वाली ट्रांसमिशन हानि से सौ गुना अधिक हो सकती है।
4.दोतरफा वितरण
स्थानीय सौर फार्मों के मामले में, ऐसी स्थिति हो सकती है जहां सौर फार्म समुदाय की खपत से अधिक ऊर्जा उत्पन्न कर सकता है, जिससे ऊर्जा अधिशेष पैदा हो सकता है।इस अतिरिक्त ऊर्जा को स्मार्ट ग्रिड में वितरित किया जा सकता है, जिससे दूर के बिजली संयंत्रों से मांग को कम करने में मदद मिलेगी।
इस मामले में, दिन के समय ऊर्जा सौर फार्म से मुख्य गैर-सामुदायिक ग्रिड में प्रवाहित होती है, लेकिन जब सौर फार्म निष्क्रिय होता है, तो ऊर्जा मुख्य ग्रिड से उस समुदाय में प्रवाहित होती है।इस द्वि-दिशात्मक ऊर्जा प्रवाह की निगरानी और अनुकूलन बिजली वितरण एल्गोरिदम द्वारा किया जा सकता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि उपयोग के दौरान किसी भी समय कम से कम ऊर्जा बर्बाद हो।
द्वि-दिशात्मक वितरण और विकेंद्रीकृत ग्रिड सीमाओं के साथ एक स्मार्ट ग्रिड बुनियादी ढांचे में, उपयोगकर्ता माइक्रो-जनरेटर के रूप में कार्य करने में सक्षम हैं।उदाहरण के लिए, व्यक्तिगत घरों को स्टैंड-अलोन फोटोवोल्टिक सौर प्रणालियों से सुसज्जित किया जा सकता है जो उपयोग में होने पर बिजली उत्पन्न करते हैं।यदि आवासीय पीवी प्रणाली अतिरिक्त ऊर्जा उत्पन्न करती है, तो इस ऊर्जा को बड़े ग्रिड तक पहुंचाया जा सकता है, जिससे बड़े केंद्रीकृत बिजली संयंत्रों की आवश्यकता कम हो जाती है।
स्मार्ट ग्रिड का महत्व
व्यापक आर्थिक स्तर पर, बिजली की खपत को कम करने के लिए स्मार्ट ग्रिड महत्वपूर्ण हैं।कई स्थानीय उपयोगिता प्रदाता और सरकारें स्मार्ट ग्रिड को अपनाने में भाग लेने के लिए उदार और आक्रामक उपाय पेश करती हैं क्योंकि यह वित्तीय और पर्यावरण की दृष्टि से फायदेमंद है।स्मार्ट ग्रिड को अपनाकर, ऊर्जा उत्पादन को विकेंद्रीकृत किया जा सकता है, इस प्रकार ब्लैकआउट के जोखिम को खत्म किया जा सकता है, बिजली प्रणाली संचालन लागत को कम किया जा सकता है और अनावश्यक ऊर्जा बर्बादी को खत्म किया जा सकता है।
पोस्ट समय: मार्च-15-2023