নেট-জিরো ভবিষ্যতে দীর্ঘমেয়াদি শক্তি সঞ্চয়ের মূল্য: ইউরোপের কেন শুধু ব্যাটারির চেয়েও বেশি কিছু দরকার

ইউরোপজুড়ে নবায়নযোগ্য শক্তি নিয়ে আলোচনা উৎপাদন ক্ষমতা থেকে শক্তির প্রাপ্যতার দিকে সরে গেছে। সৌর খামার দুপুরে প্রচুর বিদ্যুৎ উৎপাদন করতে পারে। বায়ু বিদ্যুৎ কেন্দ্র রাতে অতিরিক্ত বিদ্যুৎ উৎপাদন করতে পারে। কিন্তু বিদ্যুতের চাহিদা খুব কমই একই ধরণ অনুসরণ করে।

প্রকল্প উন্নয়নকারী, EPC ঠিকাদার, শক্তি সঞ্চয় প্রকৌশলী এবং ইউটিলিটি অপারেটরদের জন্য চ্যালেঞ্জ এখন আর শুধু পরিচ্ছন্ন বিদ্যুৎ উৎপাদন নয়। চ্যালেঞ্জ হলো তা দক্ষতার সঙ্গে সঞ্চয় করা এবং গ্রিডের যখন সবচেয়ে বেশি প্রয়োজন তখন সরবরাহ করা।

এখানেই দীর্ঘমেয়াদি শক্তি সঞ্চয় (LDES) ক্রমশ গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে।

প্রচলিত ব্যাটারি শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থা (BESS) সাধারণত 2 ঘণ্টা বা 4 ঘণ্টা ডিসচার্জ সময় দেয়, কিন্তু দীর্ঘমেয়াদি শক্তি সঞ্চয় প্রযুক্তি 6, 8, 10, 12 ঘণ্টা এবং এমনকি 24 ঘণ্টারও বেশি সময় বিদ্যুৎ সরবরাহের জন্য তৈরি। নবায়নযোগ্য শক্তির অংশ বাড়ার সঙ্গে এবং ইউরোপ নেট-জিরো বিদ্যুৎ ব্যবস্থার দিকে এগোলে এর গুরুত্ব আরও বাড়ে।

প্রচলিত গ্রিড অবকাঠামো কেন নতুন চ্যালেঞ্জের মুখে

ঐতিহাসিকভাবে ইউরোপীয় গ্রিড কয়লা, গ্যাস, জলবিদ্যুৎ ও পারমাণবিক শক্তির মতো পূর্বানুমানযোগ্য উৎপাদন উৎসের ওপর নির্ভর করত। অপারেটররা চাহিদা অনুযায়ী উৎপাদন বাড়াতে বা কমাতে পারত।

নবায়নযোগ্য শক্তির উৎসগুলো ভিন্নভাবে কাজ করে:

• দিনের আলোয় সৌর বিদ্যুৎ উৎপাদন সর্বোচ্চ হয়।
• বায়ু বিদ্যুৎ উৎপাদন আবহাওয়ার অবস্থার ওপর নির্ভর করে।
• চাহিদার সর্বোচ্চ স্তর প্রায়ই সূর্যাস্তের পর দেখা যায়।
• ঋতুভেদে উৎপাদনের ধরনে উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন হয়।
• গ্রিডে জটের কারণে নবায়নযোগ্য বিদ্যুৎ উৎপাদন সীমিত করতে হয়।

কিছু অঞ্চলে নবায়নযোগ্য শক্তির সংযুক্তি 40%, 50% বা এমনকি 70% ছাড়িয়ে গেলে ফ্রিকোয়েন্সি স্থিতিশীলতা, ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ এবং প্রয়োজনমতো প্রেরণযোগ্য বিদ্যুৎ বজায় রাখা ক্রমশ জটিল হয়ে ওঠে।

এতে এমন নমনীয় বিদ্যুৎ সঞ্চয় সমাধানের চাহিদা বাড়ে, যা উৎপাদন ও ব্যবহারের মধ্যবর্তী দীর্ঘ সময়ের ব্যবধান পূরণ করতে পারে।

দীর্ঘমেয়াদি শক্তি সঞ্চয় বোঝা

দীর্ঘমেয়াদি শক্তি সঞ্চয় বলতে এমন ব্যবস্থা বোঝায় যা দীর্ঘ সময় ধরে অবিচ্ছিন্নভাবে বিদ্যুৎ ডিসচার্জ করতে পারে, সাধারণত 6 ঘণ্টার বেশি।

LDES সমর্থনকারী প্রযুক্তির মধ্যে রয়েছে:

• বৃহৎ আকারের LiFePO4 ব্যাটারি ব্যবস্থা
• ফ্লো ব্যাটারি
• সংকুচিত বায়ু শক্তি সঞ্চয়
• পাম্পড হাইড্রো স্টোরেজ
• তাপীয় শক্তি সঞ্চয়
• হাইড্রোজেনভিত্তিক সঞ্চয় ব্যবস্থা

বর্তমানে ইউরোপজুড়ে চালু অধিকাংশ বাণিজ্যিক ও ইউটিলিটি-স্কেল প্রকল্পে লিথিয়াম ব্যাটারি শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থা এখনও সবচেয়ে পরিণত এবং বাণিজ্যিকভাবে সহজলভ্য বিকল্প।

বিভিন্ন গ্রিড অবস্থায় LDES-এর মূল্য

পরিস্থিতি 1: উচ্চ নবায়নযোগ্য শক্তি অংশের গ্রিড

জার্মানি, স্পেন, ডেনমার্ক ও নেদারল্যান্ডসের মতো দেশগুলো দ্রুত সৌর ও বায়ু শক্তি স্থাপন বাড়াচ্ছে।

তীব্র রোদ বা উচ্চ বায়ু গতির সময় বিদ্যুৎ উৎপাদন প্রায়ই তাৎক্ষণিক চাহিদার চেয়ে বেশি হয়। সঞ্চয় না থাকলে মূল্যবান নবায়নযোগ্য বিদ্যুৎ উৎপাদন সীমিত করতে হয়।

8MW/32MWh বা 10MW/40MWh ব্যাটারি শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থা দুপুরের অতিরিক্ত সৌর বিদ্যুৎ শোষণ করে সন্ধ্যার পিক চাহিদার সময় বিদ্যুৎ সরবরাহ করতে পারে, ফলে জীবাশ্ম জ্বালানিভিত্তিক পিকার প্ল্যান্টের ওপর নির্ভরতা কমে।

পরিস্থিতি 2: দুর্বল গ্রিড অঞ্চল ও দূরবর্তী সম্প্রদায়

অনেক শিল্প স্থাপনা, দ্বীপ, খনি কার্যক্রম এবং দূরবর্তী সম্প্রদায় সীমিত গ্রিড অবকাঠামোযুক্ত এলাকায় পরিচালিত হয়।

এসব স্থানে প্রায়ই দেখা যায়:

• ভোল্টেজ অস্থিতিশীলতা
• বিদ্যুৎ বিভ্রাট
• সীমিত সঞ্চালন ক্ষমতা
• উচ্চ ডিজেল জ্বালানি ব্যয়

সৌর PV ব্যবস্থা ও হাইব্রিড ইনভার্টারের সঙ্গে দীর্ঘমেয়াদি সঞ্চয় স্থিতিশীল মাইক্রোগ্রিড পরিচালনা সম্ভব করে এবং জ্বালানি খরচ কমায়।

সাধারণ কনফিগারেশনে থাকতে পারে:

• 500kW সৌর অ্যারে + 1MWh ব্যাটারি
• 1MW সৌর ব্যবস্থা + 4MWh সঞ্চয়
• 5MW নবায়নযোগ্য মাইক্রোগ্রিড + 20MWh সঞ্চয়

এটি পরিচালন ব্যয় ও কার্বন নিঃসরণ কমানোর পাশাপাশি শক্তি নিরাপত্তা উন্নত করে।

পরিস্থিতি 3: শিল্প ও বাণিজ্যিক স্থাপনা

ইউরোপজুড়ে উৎপাদন কারখানাগুলো ক্রমবর্ধমানভাবে অস্থির বিদ্যুৎ মূল্যের মুখোমুখি হচ্ছে।

যেসব শিল্প ব্যবহারকারী পরিচালনা করেন:

• CNC যন্ত্রপাতি
• কোল্ড স্টোরেজ স্থাপনা
• ডেটা সেন্টার
• স্বয়ংক্রিয় উৎপাদন লাইন
• বৈদ্যুতিক যানবাহন চার্জিং হাব

তাদের প্রায়ই সার্বক্ষণিক স্থিতিশীল বিদ্যুৎ প্রয়োজন হয়।

দীর্ঘমেয়াদি সঞ্চয় যেসব সুবিধা দেয়:

• পিক চাহিদা হ্রাস
• সময়ভিত্তিক বিদ্যুৎ মূল্য ব্যবধান থেকে লাভ
• ব্যাকআপ বিদ্যুৎ সহায়তা
• সৌর বিদ্যুতের স্ব-ব্যবহারের উচ্চ হার
• গ্রিড নির্ভরতা হ্রাস

উদাহরণস্বরূপ, 500kW হাইব্রিড ইনভার্টার ব্যবস্থা এবং 1MWh, 2MWh বা 5MWh সঞ্চয় ব্যাংকযুক্ত কোনো স্থাপনা বিদ্যুৎ মূল্যের ওঠানামার সময় পরিচালন নমনীয়তা উল্লেখযোগ্যভাবে বাড়াতে পারে।

দীর্ঘমেয়াদি সঞ্চয়ের অর্থনীতি

একটি সাধারণ ভুল ধারণা হলো, বেশি সময়ের সঞ্চয় মানেই কেবল বেশি ব্যয়।

বাস্তবে অর্থনৈতিক কার্যকারিতা ব্যবহারের ধরন অনুযায়ী নির্ভর করে।

ব্যাটারি সেলের খরচ ক্রমাগত কমা এবং শক্তি ব্যবস্থাপনা ব্যবস্থা আরও বুদ্ধিমান হওয়ার সঙ্গে সঙ্গে প্রকল্পের জীবনকালজুড়ে সরবরাহ করা প্রতি কিলোওয়াট-ঘণ্টা শক্তির ব্যয় ধারাবাহিকভাবে উন্নত হচ্ছে।

অনেক বাণিজ্যিক ও ইউটিলিটি-স্কেল প্রকল্পে অর্থনৈতিক সুবিধা এখন শুধু বিদ্যুৎ সাশ্রয়ের মধ্যে সীমাবদ্ধ নয়; এর মধ্যে আরও রয়েছে:

• ক্যাপাসিটি মার্কেটে অংশগ্রহণ
• গ্রিড সহায়ক সেবা
• ডিমান্ড চার্জ হ্রাস
• কার্বন হ্রাস প্রণোদনা
• শক্তি স্বাধীনতা

হাইব্রিড শক্তি সঞ্চয় কীভাবে কর্মক্ষমতা উন্নত করে

অনেক আধুনিক প্রকল্প হাইব্রিড শক্তি সঞ্চয় স্থাপত্যের মধ্যে একাধিক প্রযুক্তি একত্রিত করে।

একটি সাধারণ হাইব্রিড শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থায় থাকতে পারে:

• সৌর PV মডিউল (430W, 550W, 600W, 700W)
• হাইব্রিড ইনভার্টার (5kW, 8kW, 10kW, 15kW, 50kW, 100kW)
• LiFePO4 ব্যাটারি ব্যাংক (51.2V, 102.4V, 512V, 768V)
• শক্তি ব্যবস্থাপনা ব্যবস্থা (EMS)
• ব্যাকআপ জেনারেটর

এই স্তরভিত্তিক স্থাপত্য দক্ষতা, প্রতিক্রিয়ার গতি, নির্ভরযোগ্যতা এবং পরিচালন ব্যয়ের মধ্যে ভারসাম্য রেখে শক্তি ব্যবস্থা অপ্টিমাইজ করতে সহায়তা করে।

গ্রিড ডিকার্বনাইজেশনের ভবিষ্যৎ সঞ্চয়ের ওপর নির্ভরশীল

শূন্য-নিঃসরণ বিদ্যুৎ ব্যবস্থা অর্জনের জন্য শুধু আরও সৌর প্যানেল ও বায়ু টারবাইন স্থাপনই যথেষ্ট নয়।

নবায়নযোগ্য বিদ্যুৎ উৎপাদনকে এমন সঞ্চয় অবকাঠামো দিয়ে সহায়তা করতে হবে যা ঘণ্টা, দিন এবং সম্ভাব্যভাবে ঋতুর মধ্যে বিদ্যুৎ স্থানান্তর করতে পারে।

দীর্ঘমেয়াদি শক্তি সঞ্চয় নবায়নযোগ্য শক্তির ব্যবহার সর্বাধিক করার পাশাপাশি গ্রিডের নির্ভরযোগ্যতা বজায় রাখতে প্রয়োজনীয় নমনীয়তা দেয়। ইউটিলিটি, শিল্প অপারেটর, EPC ঠিকাদার এবং সঞ্চয় ইন্টিগ্রেটরদের জন্য এটি ভবিষ্যতের শক্তি ব্যবস্থা নকশার একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান হয়ে উঠছে।

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্ন

1. কোনটিকে দীর্ঘমেয়াদি শক্তি সঞ্চয় বলা হয়?

শিল্পের অধিকাংশ সংজ্ঞা অনুযায়ী 6 ঘণ্টার বেশি ডিসচার্জ সময়ের সঞ্চয় ব্যবস্থাকে দীর্ঘমেয়াদি শক্তি সঞ্চয় হিসেবে শ্রেণিবদ্ধ করা হয়।

2. LiFePO4 কি দীর্ঘমেয়াদি সঞ্চয় প্রকল্পের জন্য উপযুক্ত?

হ্যাঁ। LiFePO4 ব্যাটারি ব্যবস্থার সাইকেল লাইফ বেশি, নিরাপত্তা কার্যকারিতা শক্তিশালী এবং বাণিজ্যিক ও ইউটিলিটি-স্কেল শক্তি সঞ্চয় প্রকল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

3. সৌর শক্তি স্থানান্তরের জন্য কত সময়ের সঞ্চয় সুপারিশ করা হয়?

সাধারণত 4 থেকে 8 ঘণ্টার সঞ্চয় দুপুরের সৌর উৎপাদনকে সন্ধ্যার চাহিদার সময়ে কার্যকরভাবে স্থানান্তর করতে সহায়তা করে।

4. দীর্ঘমেয়াদি সঞ্চয় কি ডিজেল জেনারেটর প্রতিস্থাপন করতে পারে?

অনেক ব্যবহারে সৌর উৎপাদনের সঙ্গে দীর্ঘমেয়াদি ব্যাটারি সঞ্চয় ডিজেল জেনারেটরের চালু থাকার সময় উল্লেখযোগ্যভাবে কমাতে বা সম্পূর্ণভাবে দূর করতে পারে।

5. নবায়নযোগ্য শক্তি সংযুক্তির জন্য দীর্ঘমেয়াদি সঞ্চয় কেন গুরুত্বপূর্ণ?

এটি অতিরিক্ত নবায়নযোগ্য উৎপাদন শোষণ করতে এবং নবায়নযোগ্য উৎপাদন কমলে বিদ্যুৎ সরবরাহ করতে সহায়তা করে, ফলে গ্রিড স্থিতিশীলতা ও নবায়নযোগ্য শক্তির ব্যবহার উন্নত হয়।

6. দীর্ঘমেয়াদি সঞ্চয় প্রকল্পে EMS কী ভূমিকা রাখে?

একটি শক্তি ব্যবস্থাপনা ব্যবস্থা চার্জিং, ডিসচার্জিং, ডিমান্ড রেসপন্স এবং শক্তি বাণিজ্য কৌশল অপ্টিমাইজ করে, যাতে সিস্টেমের মূল্য সর্বাধিক হয়।

7. বড় সঞ্চয় ব্যবস্থায় সাধারণত কোন ব্যাটারি ভোল্টেজ প্ল্যাটফর্ম ব্যবহৃত হয়?

প্রকল্পের আকার অনুযায়ী সাধারণ ব্যাটারি আর্কিটেকচারের মধ্যে 51.2V, 102.4V, 512V, 614V, 768V এবং 1500V DC ব্যবস্থা রয়েছে।