ফোটোভোল্টাইক পাওয়ার জেনারেশন সিস্টেমের গঠন এবং কাজের নীতি

প্রতিদীপ্তি বিদ্যুৎ (PV) প্রক্রিয়ার উপাদান এবং কাজের নীতি

একটি প্রতিদীপ্তি বিদ্যুৎ (PV) প্রক্রিয়া মূলত PV মডিউল, একটি কন্ট্রোলার, একটি ইনভার্টার, ব্যাটারি এবং অন্যান্য অ্যাক্সেসরিগুলি (গ্রিড-সংযুক্ত সিস্টেমের জন্য ব্যাটারি প্রয়োজন হয় না) দিয়ে গঠিত। পাবলিক পাওয়ার গ্রিডের উপর নির্ভর করে কিনা তার উপর ভিত্তি করে PV সিস্টেমগুলিকে অফ-গ্রিড এবং গ্রিড-সংযুক্ত ধরনে বিভক্ত করা হয়। অফ-গ্রিড সিস্টেমগুলি বিদ্যুৎ সরবরাহ কোম্পানির গ্রিড ছাড়াই স্বাধীনভাবে কাজ করে। তারা শক্তি সঞ্চয় করার জন্য ব্যাটারি সহ থাকে যাতে সিস্টেমের স্থিতিশীল বিদ্যুৎ সরবরাহ নিশ্চিত করা যায়, এবং সৌর উৎপাদন যথেষ্ট না থাকলে রাতে বা দীর্ঘ মেঘাচ্ছন্ন/বৃষ্টিপ্রধান দিনে লোডের জন্য বিদ্যুৎ সরবরাহ করতে পারে।

সিস্টেমের ধরন যাই হোক না কেন, কাজের নীতি একই থাকে: PV মডিউলগুলি সূর্যালোককে প্রত্যক্ষ বিদ্যুৎ (DC) তে রূপান্তর করে, যা পরে একটি ইনভার্টার দ্বারা বিকল্প বিদ্যুৎ (AC) তে রূপান্তর করা হয়, যা বিদ্যুৎ ব্যবহার বা গ্রিড সংযোগে সক্ষম করে।

1. প্রতিদীপ্তি বিদ্যুৎ (PV) মডিউল

PV মডিউলগুলি পুরো বিদ্যুৎ উৎপাদন সিস্টেমের মূল উপাদান। তারা একক প্রতিদীপ্তি কোষগুলি যোগ করে তৈরি করা হয়, যা লেজার বা তার কাটার মেশিন ব্যবহার করে বিভিন্ন আকারে কাটা হয়। একটি একক সৌর কোষের ভোল্টেজ এবং বিদ্যুৎ উত্পাদন খুব কম হওয়ায়, প্রথমে বিভিন্ন কোষগুলিকে সিরিজে যুক্ত করা হয় যাতে উচ্চতর ভোল্টেজ পাওয়া যায়, তারপর সমান্তরালে যুক্ত করা হয় যাতে বিদ্যুৎ বাড়ানো যায়। এই সেটআপটি একটি ব্লকিং ডায়োড (রিভার্স কারেন্ট প্রবাহ প্রতিরোধ করার জন্য) দিয়ে সম্পূর্ণ করা হয়, এবং স্টেইনলেস স্টিল, অ্যালুমিনিয়াম বা অ-ধাতু উপকরণের ফ্রেমের মধ্যে প্যাক করা হয়। এটি সামনে টেম্পারড গ্লাস দিয়ে, পিছনে ব্যাকশিট দিয়ে, নাইট্রোজেন গ্যাস দিয়ে পূর্ণ করা হয়, এবং হারমেটিকভাবে সীল করা হয়। বিভিন্ন PV মডিউলগুলি সিরিজ এবং সমান্তরালে যুক্ত হয় এবং একটি PV অ্যারে (সৌর অ্যারে নামেও পরিচিত) গঠন করে।

কাজের নীতি: যখন সূর্যালোক সৌর কোষের অর্ধপরিবাহী p-n জংশনে পড়ে, তখন ইলেকট্রন-হোল জোড়া তৈরি হয়। p-n জংশনের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের প্রভাবে, হোলগুলি p-অঞ্চলে এবং ইলেকট্রনগুলি n-অঞ্চলে চলে যায়। যখন সার্কিট বন্ধ হয়, তখন বিদ্যুৎ প্রবাহ হয়। PV মডিউলের প্রধান কাজ হল সৌর শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তর করা, যা ব্যাটারিতে সঞ্চিত করা হয় বা সরাসরি বৈদ্যুতিক লোডে বিদ্যুৎ সরবরাহ করা হয়।

PV মডিউলের প্রকার:

• একক-ক্রিস্টাল সিলিকন: দক্ষতা ≈ 18%, সর্বোচ্চ 24% — সব প্রকারের PV মধ্যে সবচেয়ে উচ্চ। সাধারণত টেম্পারড গ্লাস এবং ওয়াটারপ্রুফ রেজিন দিয়ে প্যাক করা হয়, যা তাদের দীর্ঘস্থায়ী এবং দীর্ঘজীবী (জীবনকাল পর্যন্ত 25 বছর) করে।

• বহু-ক্রিস্টাল সিলিকন: দক্ষতা ≈ 14%। একক-ক্রিস্টালের মতো তৈরি প্রক্রিয়া, কিন্তু কম দক্ষতা, কম খরচ, এবং কম জীবনকাল। তবে, এটি তৈরি করা সহজ, কম শক্তি খরচ হয়, এবং কম উৎপাদন খরচ, যা এর ব্যাপক গ্রহণ ঘটায়।

• অমোরফাস সিলিকন (থিন-ফিল্ম): দক্ষতা ≈ 10%। সম্পূর্ণ ভিন্ন থিন-ফিল্ম প্রক্রিয়া ব্যবহার করে তৈরি, যা কম সিলিকন এবং শক্তি প্রয়োজন। এর প্রধান সুবিধা হল কম আলোর শর্তে ভাল পারফরমেন্স।

2. কন্ট্রোলার (অফ-গ্রিড সিস্টেমে ব্যবহৃত)

সৌর চার্জ কন্ট্রোলার একটি স্বয়ংক্রিয় ডিভাইস যা ব্যাটারির ওভারচার্জিং এবং ওভারডিসচার্জিং প্রতিরোধ করে। এটি একটি উচ্চ-গতির CPU মাইক্রোপ্রসেসর এবং উচ্চ-প্রেসিশন A/D কনভার্টার সহ প্রদান করা হয়, যা একটি মাইক্রোকম্পিউটার-ভিত্তিক ডেটা অ্যাকুইজিশন এবং মনিটরিং নিয়ন্ত্রণ সিস্টেম হিসাবে কাজ করে। এটি দ্রুত বাস্তব-সময়ের পরিচালনা তথ্য সংগ্রহ করতে, সিস্টেমের অবস্থা নিয়ন্ত্রণ করতে, এবং ঐতিহাসিক তথ্য সংরক্ষণ করতে পারে, যা সিস্টেম ডিজাইন এবং উপাদানের বিশ্বস্ততা মূল্যায়নের জন্য সঠিক এবং যথেষ্ট তথ্য প্রদান করে। এটি বহু পিভি উপ-স্টেশনের মধ্যে কেন্দ্রীয় ব্যবস্থাপনা এবং দূর নিয়ন্ত্রণের জন্য সিরিয়াল যোগাযোগ সমর্থন করে।

3. ইনভার্টার

একটি ইনভার্টার সৌর প্যানেল দ্বারা উৎপাদিত ডি.সি. বিদ্যুৎকে এ.সি. বিদ্যুতে রূপান্তর করে, যা প্রামাণিক এ.সি. চালিত যন্ত্রপাতির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ করে। PV ইনভার্টার একটি গুরুত্বপূর্ণ ব্যালেন্স-অফ-সিস্টেম (BOS) উপাদান এবং সর্বোচ্চ শক্তি বিন্দু ট্র্যাকিং (MPPT) এবং দ্বীপ সুরক্ষা সহ বিশেষ বৈশিষ্ট্য রয়েছে।

সৌর ইনভার্টারের প্রকার:

• স্ট্যান্ড-অ্যালোন ইনভার্টার: অফ-গ্রিড সিস্টেমে ব্যবহৃত। PV অ্যারে ব্যাটারিতে চার্জ করে, এবং ইনভার্টার ব্যাটারি থেকে ডি.সি. বিদ্যুৎ নিয়ে এ.সি. লোডগুলিকে সরবরাহ করে। অনেক স্ট্যান্ড-অ্যালোন ইনভার্টার বিদ্যমান এ.সি. বিদ্যুৎ ব্যবহার করে ব্যাটারি চার্জ করার জন্য বিল্ট-ইন ব্যাটারি চার্জার রয়েছে। এই ইনভার্টারগুলি গ্রিডের সাথে সংযুক্ত নয় এবং দ্বীপ সুরক্ষার প্রয়োজন হয় না।

• গ্রিড-টাইড ইনভার্টার: এ.সি. বিদ্যুৎ বিদ্যুৎ সরবরাহ কোম্পানির গ্রিডে ফেড করে। এর আউটপুট তরঙ্গ গ্রিডের পর্যায়, ফ্রিকোয়েন্সি এবং ভোল্টেজের সাথে মিলে যেতে হয়। গ্রিড বিচ্ছিন্ন হলে সুরক্ষার জন্য এটি স্বয়ংক্রিয়ভাবে বন্ধ হয়। এটি গ্রিড বিচ্ছিন্ন হলে ব্যাক-আপ বিদ্যুৎ সরবরাহ করে না।

• ব্যাটারি ব্যাক-আপ ইনভার্টার: একটি বিশেষ ইনভার্টার যা ব্যাটারিকে প্রাথমিক শক্তি উৎস হিসাবে ব্যবহার করে এবং একটি চার্জার রয়েছে যা ব্যাটারিগুলিকে পুনরায় চার্জ করে। অতিরিক্ত শক্তি গ্রিডে ফেড করা যেতে পারে। গ্রিড বিচ্ছিন্ন হলে এটি নির্দিষ্ট সার্কিটগুলিকে এ.সি. বিদ্যুৎ সরবরাহ করতে পারে, এবং এতে দ্বীপ সুরক্ষা রয়েছে।

4. ব্যাটারি (গ্রিড-সংযুক্ত সিস্টেমে প্রয়োজন হয় না)

ব্যাটারি একটি PV সিস্টেমের শক্তি সঞ্চয় ইউনিট। সাধারণ প্রকারগুলি হল সীল করা লেড-অ্যাসিড, ভারী লেড-অ্যাসিড, জেল এবং নিকেল-ক্যাডমিয়াম অ্যালকালাইন ব্যাটারি। সীল করা লেড-অ্যাসিড এবং জেল ব্যাটারি সবচেয়ে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

কাজের নীতি: দিনের সময়, সূর্যালোক PV মডিউলগুলিতে পড়ে, ডি.সি. ভোল্টেজ উৎপাদন করে এবং আলোক শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তর করে। এই শক্তি কন্ট্রোলারে প্রেরণ করা হয়, যা ওভারচার্জিং প্রতিরোধ করে, এবং পরে ব্যাটারিতে সঞ্চিত করা হয় যখন প্রয়োজন হয়।