आईआईटी गुवाहाटी ने ईवी चार्जिंग के लिए सौर ऊर्जा का उपयोग करने हेतु अनुकूलित वोल्टेज नियंत्रण दृष्टिकोण विकसित किया

भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान, गुवाहाटी के शोधकर्ताओं ने सक्रिय बिजली वितरण नेटवर्क के लिए अनुकूलित नियंत्रण योजनाएँ विकसित की हैं जो फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन और इलेक्ट्रिक वाहन चार्जिंग स्टेशनों के समन्वित संचालन को सक्षम कर सकती हैं। यह शोध हाल ही में 'सस्टेनेबल एनर्जी, ग्रिड्स एंड नेटवर्क्स' की प्रतिष्ठित पत्रिका में प्रकाशित हुआ था, और यह सक्रिय बिजली वितरण योजना में इलेक्ट्रिक वाहनों की भागीदारी का मार्ग प्रशस्त करने के अलावा आंतरायिक फोटोवोल्टिक (पीवी) प्रणालियों द्वारा उत्पन्न वोल्टेज को विनियमित करने में मदद करेगा। अधिकारियों के अनुसार, इलेक्ट्रिक वाहनों (ईवी) को परिवहन क्षेत्र से कार्बन उत्सर्जन का समाधान माना जा रहा है।

अगर इन वाहनों को चार्ज करने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली बिजली भी सौर ऊर्जा जैसे नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों पर आधारित हो, तो इलेक्ट्रिक वाहनों की स्थिरता को बढ़ाया जा सकता है। हालाँकि, सौर ऊर्जा रुक-रुक कर आती है, जिससे बिजली वितरण नेटवर्क में वोल्टेज में उतार-चढ़ाव की समस्याएँ पैदा होती हैं।

उन्होंने कहा, “वर्तमान में ईवी चार्जिंग असमन्वित है, जिसके कारण वितरण नेटवर्क में कम वोल्टेज आता है और इससे संबंधित दक्षता में कमी आती है। नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन और इलेक्ट्रिक वाहन ऊर्जा स्रोतों से अधिकतम लाभ प्राप्त करने के लिए बिजली वितरण प्रणाली के लिए एक समन्वित नियंत्रण दृष्टिकोण की आवश्यकता है। पीवी और ईवी इनवर्टर को सिस्टम वोल्टेज को विनियमित करने के लिए अन्य वोल्टेज विनियमन उपकरणों (वीआरडी) के साथ समन्वय में काम करने की आवश्यकता है,” आईआईटी गुवाहाटी के इलेक्ट्रॉनिक्स और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग विभाग (ईईई) के एसोसिएट प्रोफेसर, संजीव गांगुली ने कहा।

उन्होंने कहा, “हमने उच्च पीवी उत्पादन और उच्च ईवी चार्जिंग के कारण क्रमशः ओवर-वोल्टेज और अंडर-वोल्टेज समस्याओं को कम करने के लिए बिजली वितरण नेटवर्क का एक अनुकूलन-आधारित समन्वित वोल्टेज नियंत्रण दृष्टिकोण विकसित किया है। अनुसंधान दल ने ईवी और अन्य उपकरणों की चार्जिंग को शेड्यूल करने के लिए तीन-चरण मॉडल पूर्वानुमान नियंत्रण (एमपीसी) दृष्टिकोण विकसित किया है।”

तीन चरणों में शामिल हैं – दो अलग-अलग समय पैमानों में वोल्ट-वार उपकरणों का समन्वय, स्थानीय नियंत्रक द्वारा प्रतिक्रियाशील शक्ति सेटपॉइंट्स का रिसेप्शन, और परिचालन लागत और ग्राहक संतुष्टि के बीच संतुलन के अनुसार ईवी चार्ज शेड्यूलिंग।

शोधार्थी अरुणिमा दत्ता ने कहा, “हमारा तीन-चरणीय मॉडल, नियंत्रण संसाधनों के न्यूनतम उपयोग और बिजली की खपत की लागत के साथ बस वोल्टेज परिमाण और ईवी बैटरी की चार्ज-स्थिति (एसओसी) को सुरक्षित सीमाओं के भीतर बनाए रखने में मदद करता है।”

आईआईटी गुवाहाटी टीम द्वारा विकसित दृष्टिकोण निष्क्रिय बिजली वितरण से सक्रिय वितरण में परिवर्तन के लिए एक रूपरेखा भी प्रदान करता है। सौर ऊर्जा उत्पादन और ईवी दोनों ही बिजली वितरण को निष्क्रिय अवस्था (ग्रिड से उपभोक्ता तक बिजली का एकतरफा प्रवाह) से सक्रिय प्रणाली में परिवर्तित करने में सक्षम कर सकते हैं, जिसमें ग्रिड से उपयोग के बिंदु तक बिजली का द्विदिश प्रवाह होता है, और इसके विपरीत।

“उदाहरण के लिए, जबकि ग्रिड-टू-व्हीकल (G2V) मॉडल बहुत सीधा है, जिसमें एक वाहन को ग्रिड द्वारा आपूर्ति की गई बिजली से चार्ज किया जाता है, वहीं इसके विपरीत – व्हीकल-टू-ग्रिड (V2G) में इलेक्ट्रिक कार की बैटरी से ऊर्जा को वापस पावर ग्रिड में भेजा जाता है।

एक अन्य शोधकर्ता चंदन कुमार ने कहा, “हमारे द्वारा विकसित मॉडल वितरण नेटवर्क के प्रत्येक नोड के वोल्टेज को स्वीकार्य ऊपरी और निचली सीमाओं के भीतर रखते हुए इलेक्ट्रिक वाहनों के इष्टतम G2V और V2G संचालन का ढांचा प्रदान करता है। इलेक्ट्रिक वाहनों की चार्जिंग/डिस्चार्जिंग को वास्तविक समय बिजली मूल्य निर्धारण के संबंध में इष्टतम रूप से निर्धारित किया गया है।”