সৌর প্রযুক্তির দ্রুত বিকাশের সাথে, ফটোভোলটাইক শক্তি উৎপাদন বিশ্বব্যাপী গুরুত্বপূর্ণ সবুজ শক্তি সমাধানগুলির মধ্যে একটি হয়ে উঠেছে। আবাসিক ছাদে, শিল্প পার্ক বা বড় আকারের সৌরবিদ্যুৎ কেন্দ্রে, ফটোভোলটাইক সিস্টেমগুলি একটি উল্লেখযোগ্য ভূমিকা পালন করে৷ একই সময়ে, ফটোভোলটাইক সিস্টেমের নিরাপত্তার বিষয়গুলি ধীরে ধীরে মনোযোগ আকর্ষণ করছে। ডিসি আর্ক, একটি বৈদ্যুতিক ঘটনা হিসাবে যা ফটোভোলটাইক সিস্টেমের স্থায়িত্বকে প্রভাবিত করতে পারে, প্রতিটি অনুশীলনকারী এবং ব্যবহারকারীর দ্বারা সাবধানে বোঝার যোগ্য।
1. ডিসি আর্ক স্ট্রাইকিং এর অর্থ
ডাইরেক্ট কারেন্ট আরসিং, নাম অনুসারে, এমন ঘটনাকে বোঝায় যেখানে একটি সরাসরি কারেন্ট সার্কিটে কারেন্ট পাথ হঠাৎ বাধাগ্রস্ত হলে যোগাযোগ বিন্দুর মধ্যে একটি চাপ তৈরি হয়।
একটি বৈদ্যুতিক চাপ হল এক ধরনের গ্যাস নিঃসরণ ঘটনা। যখন একটি গ্যাস আয়নিত হয়, এটি একটি পরিবাহী চ্যানেল গঠন করে, যার ফলে একটি বৈদ্যুতিক চাপ তৈরি হয়। ফটোভোলটাইক ডিসি সার্কিটে, যখন সার্কিটে একটি ছোট ফাঁক দেখা দেয়, তখন পুরো ফাঁক জুড়ে ডিসি ভোল্টেজ এর মধ্যে একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি করবে। যখন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি একটি নির্দিষ্ট স্তরে পৌঁছায়, তখন বায়ুর অণুগুলি আয়নিত হয়। বায়ুর অণুগুলি পরমাণু দ্বারা গঠিত, যা ধনাত্মক চার্জযুক্ত নিউক্লিয়াস এবং নেতিবাচক চার্জযুক্ত ইলেকট্রন নিয়ে গঠিত। একটি শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের অধীনে, ইলেকট্রনগুলি নিউক্লিয়াস থেকে মুক্ত হয়ে মুক্ত ইলেকট্রন হওয়ার জন্য যথেষ্ট শক্তি অর্জন করে। এই মুক্ত ইলেকট্রনগুলি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে ত্বরান্বিত হয়, অন্যান্য বায়ুর অণুর সাথে সংঘর্ষ করে, আরও অণু আয়নিত করে, যার ফলে প্রচুর পরিমাণে মুক্ত ইলেকট্রন এবং ধনাত্মক আয়ন তৈরি হয়। এই প্রক্রিয়াটি গ্যাস ব্রেকডাউন হিসাবে পরিচিত। একবার গ্যাস ভেঙে গেলে, একটি বৈদ্যুতিক চাপ তৈরি হয়।
ডিসি আর্ক স্ট্রাইকিং প্রক্রিয়া:
প্রত্যক্ষ কারেন্টের জন্য, যেহেতু এটির কোন শূন্য ক্রসিং পয়েন্ট নেই এবং বর্তমান দিক পরিবর্তন হয় না, তাই চাপটি ক্রমাগত শক্তি গ্রহণ করতে পারে, যার ফলে এটি নিজেই নির্বাপিত করা কঠিন করে তোলে।
সার্কিট সংযোগ পদ্ধতি এবং চাপের অবস্থান অনুসারে, আর্কগুলিকে সিরিজ আর্ক এবং সমান্তরাল আর্কগুলিতে ভাগ করা যেতে পারে (গ্রাউন্ডিং আর্ককে একটি বিশেষ ধরণের সমান্তরাল চাপ হিসাবে গণ্য করা যেতে পারে)। সিরিজ আর্ক সাধারণত একটি একক লাইভ কন্ডাক্টরের মধ্যে ঘটে। যেহেতু কন্ডাক্টরের মধ্যে ব্যবধান ছোট এবং অনেক কন্ডাক্টর আছে, সংঘটনের ফ্রিকোয়েন্সি বেশি; অধিকন্তু, যেহেতু সিরিজ আর্ক সিগন্যালটি দুর্বল এবং সহজেই শব্দ দ্বারা মুখোশিত, তাই এটি সনাক্ত করা কঠিন এবং, যদি সময়মতো সুরাহা না করা হয় তবে সহজেই আগুনের কারণ হতে পারে। সমান্তরাল আর্ক সাধারণত বিভিন্ন লাইভ কন্ডাক্টরের মধ্যে ঘটে। যেহেতু কন্ডাক্টরগুলির মধ্যে ব্যবধান বড় এবং পথটি জটিল, সংঘটনের ফ্রিকোয়েন্সি কম। বর্তমানে, ফিউজ এবং সার্কিট ব্রেকারগুলির মতো প্রতিরক্ষামূলক ব্যবস্থাগুলি সমান্তরাল আর্কের প্রভাবকে কার্যকরভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে পারে।
2.এর কারণডিসি আর্ক স্ট্রাইকিং
2.1 সংযোগ উপাদান সমস্যা
সংযোগ উপাদানগুলি ফটোভোলটাইক সিস্টেমের সবচেয়ে সাধারণ সমস্যাগুলির মধ্যে একটি এবং এটি ডিসি আরসিংয়ের একটি প্রধান কারণ।
- আলগা, অক্সিডাইজড বা জীর্ণ সংযোগকারীগুলি (যেমন MC4 প্লাগ) সাধারণ সমস্যা: দীর্ঘ-মেয়াদী ব্যবহারের সময়, কম্পন এবং তাপমাত্রার পরিবর্তনের মতো কারণগুলির কারণে সংযোগকারীগুলি আলগা হয়ে যেতে পারে৷ ঢিলেঢালা সংযোগকারীগুলি যোগাযোগের প্রতিরোধ বাড়াতে পারে, কারেন্ট যাওয়ার সময় প্রচুর পরিমাণে তাপ উৎপন্ন করে, যার ফলে সংযোগকারীর তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়। উচ্চ তাপমাত্রা সংযোগকারীর অক্সিডেশন এবং পরিধানকে ত্বরান্বিত করে, একটি দুষ্ট চক্র তৈরি করে যা অবশেষে ফাঁকের দিকে নিয়ে যায়, যা আর্কিংকে ট্রিগার করতে পারে।
- তারের জয়েন্ট ক্রিম্পিং মানসম্মত নয়: অপর্যাপ্ত ক্রিমিং ফোর্স বা ফুটো তারের জয়েন্টগুলিতে দুর্বল যোগাযোগের দিকে নিয়ে যেতে পারে, যা একইভাবে যোগাযোগের প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ায়, উচ্চ তাপমাত্রা তৈরি করে এবং এর ফলে আর্কিং হতে পারে।
2.2 কন্ডাক্টর সমস্যা
কারেন্ট প্রেরণের জন্য ফটোভোলটাইক সিস্টেমে তারগুলি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান এবং তাদের গুণমান এবং অবস্থা সরাসরি সিস্টেমের নিরাপদ অপারেশনকে প্রভাবিত করে।
- তারের নিরোধক স্তরের ক্ষতি কন্ডাকটর এবং গ্রাউন্ডিং বডি বা ধাতব সমর্থনগুলির মধ্যে একটি ব্যবধান সৃষ্টি করতে পারে, যা আর্কিং হতে পারে: যান্ত্রিক ক্ষতি বা রাসায়নিক ক্ষয়ের মতো কারণগুলির কারণে ইনস্টলেশন বা ব্যবহারের সময় তারের নিরোধক ক্ষতিগ্রস্ত হতে পারে।
- বাহ্যিক শক্তির (যেমন ইঁদুর কুঁচকে যাওয়া বা যান্ত্রিক ঘর্ষণ) দ্বারা তারের ক্ষতি হতে পারে, যার ফলে স্থানীয় এক্সপোজার হয়, যা আর্ক স্ট্রেচিং এর অন্যতম কারণ: কিছু বহিরঙ্গন ফটোভোলটাইক পাওয়ার স্টেশনে, সময়ে সময়ে তারের উপর ইঁদুর কুঁচকে থাকে।
2.3 পরিবেশ এবং বার্ধক্যজনিত কারণ
পরিবেশগত কারণ এবং সরঞ্জাম বার্ধক্য এছাড়াও ফটোভোলটাইক সিস্টেমে DC arcing এর গুরুত্বপূর্ণ কারণ।
- উচ্চ তাপমাত্রা এবং উচ্চ আর্দ্রতার দীর্ঘায়িত এক্সপোজার উপাদানের বার্ধক্যকে ত্বরান্বিত করতে পারে, যার ফলে নিরোধক কর্মক্ষমতা হ্রাস পায়: উচ্চ-তাপমাত্রার পরিবেশে, উপাদানগুলির উপাদানগুলি তাপীয় বার্ধক্যের মধ্য দিয়ে যায়, যার ফলে তাদের কার্যক্ষমতা ধীরে ধীরে হ্রাস পায়; উচ্চ-আর্দ্রতার পরিবেশে, উপাদানগুলি স্যাঁতসেঁতে হতে পারে, যা তাদের নিরোধক বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করে।
- সংযোগ বিন্দুতে ধুলো এবং ক্ষয় তৈরি হয়, যা বৈদ্যুতিক ধারাবাহিকতা ব্যাহত করতে পারে এবং ফাঁক স্রাবের কারণ হতে পারে: শক্তিশালী ক্ষয়কারী ধুলোময় পরিবেশে, সংযোগ বিন্দুতে প্রচুর পরিমাণে ধুলো এবং ক্ষয়কারী পদার্থ জমে থাকে। এই উপাদানগুলি বৈদ্যুতিক প্রবাহের সঞ্চালনে বাধা দিতে পারে, সংযোগ বিন্দুতে প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়াতে পারে, উচ্চ তাপমাত্রা তৈরি করতে পারে এবং সম্ভাব্য আর্কিং ঘটাতে পারে।
3. ফটোভোলটাইক্সে ডিসি আর্কের সনাক্তকরণ প্রযুক্তি এবং প্রয়োগ
3.1আর্ক ফল্ট সার্কিট ইন্টারপ্টার (AFCI/এএফডিডি)
|
প্যারামিটার |
স্পেসিফিকেশন |
|
কমপ্লায়েন্স স্ট্যান্ডার্ড |
IEC/EN62606, IEC/EN61009, GB/T31143-2014, GB14048.2 |
|
রেট ওয়ার্কিং ভোল্টেজ |
AC 230V / AC 110V |
|
রেট ফ্রিকোয়েন্সি |
50Hz/60Hz |
|
রেট করা বর্তমান (এ) |
6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63A |
|
খুঁটির সংখ্যা |
1P / 2P |
|
রেটেড ইমপালস প্রতিরোধ ভোল্টেজ Uimp |
4kV |
|
রেট করা শর্ট-সার্কিট ব্রেকিং ক্যাপাসিটি |
4.5kA |
|
রেট ট্রিপিং কারেন্ট ইন |
10mA~500mA সামঞ্জস্যযোগ্য |
|
রেট করা হয়নি{0}}ট্রিপিং কারেন্ট ইনো |
0.5 ইঞ্চি |
|
ট্রিপিং কার্ভ |
0.5 ইঞ্চি |
|
অপারেশন টাইপ |
তাত্ক্ষণিক, বিলম্বিত, সিলেক্টিভিটি সহ |
|
ফুটো টাইপ |
এসি, এ |
|
সামঞ্জস্যযোগ্য ওভারভোল্টেজ পরিসীমা |
250 - 280V |
|
সামঞ্জস্যযোগ্য আন্ডারভোল্টেজ পরিসীমা |
180 - 120V |
|
যোগাযোগ মোড |
RF2.4G ক্যান বাস |
|
মৌলিক সুরক্ষা ফাংশন |
লোড সাপ্লাই সার্কিটে শর্ট সার্কিট, ওভারলোড, আর্ক এবং লিকেজ ত্রুটির ক্ষেত্রে সময়মত বিদ্যুৎ সরবরাহ ব্যাহত করতে পারে |
|
অন্যান্য কার্যকরী বৈশিষ্ট্য |
Equipped with LED status indicator, fault memory, LED indicator function for load (>2A), ফুটো অ্যালার্ম ফাংশন, বেতার নেটওয়ার্কিং এবং শক্তি ব্যবস্থাপনা ফাংশন উপলব্ধি করতে সক্ষম |
একটি AFCI-এর কাজ হল একটি চাপ ঘটলে সাথে সাথে 'বিদ্যুত সনাক্ত করা এবং কেটে দেওয়া', আগুনকে ছড়িয়ে পড়া থেকে রোধ করা।
এটি সাধারণত DC কম্বাইনার বক্স, ইনভার্টার বা সার্কিট ব্রেকারগুলির সাথে রিয়েল টাইমে বর্তমান সংকেত নিরীক্ষণের জন্য একত্রিত করা হয়। যখন একটি চাপ ঘটে, বর্তমান তরঙ্গরূপ নির্দিষ্ট উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি শব্দ এবং বিকৃতি প্রদর্শন করে। AFCI এই অস্বাভাবিক সংকেত সনাক্ত করতে অ্যালগরিদম ব্যবহার করে এবং দ্রুত সার্কিট সংযোগ বিচ্ছিন্ন করে।
উপরের বর্তমান বর্ণালী তরঙ্গরূপে দেখানো হয়েছে, লাল একটি বৈদ্যুতিক চাপের ঘটনাকে নির্দেশ করে, যেখানে কোন চাপ নেই নীলের সাথে স্পষ্টভাবে বৈপরীত্য।
একটি সাধারণ বৈদ্যুতিক ব্যবস্থায়, ব্যাকগ্রাউন্ড এলোমেলো শব্দ সাধারণত 200 kHz এর উপরে ফ্রিকোয়েন্সিতে লক্ষণীয়ভাবে পরিবর্তিত হয়। বিপরীতে, বৈদ্যুতিক সিস্টেমে ইনভার্টারের মতো কন্ট্রোলার সার্কিটগুলি সাধারণত 50 kHz এর নিচে স্পেকট্রাতে কাজ করে। উল্লেখ করার মতো নয়, AC পাওয়ার সাপ্লাই সিগন্যাল নিজেই 50/60 Hz এর আরও কম ফ্রিকোয়েন্সিতে। অতএব, FFT অ্যালগরিদম ব্যবহার করে সনাক্ত করা ক্যাবল কারেন্টকে ফ্রিকোয়েন্সি ডোমেনে রূপান্তর করে এবং তারপরে 30 kHz এবং 100 kHz এর মধ্যে ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ড বিশ্লেষণ করে, সার্কিট সিস্টেমের স্বাভাবিক অপারেশন এবং অস্বাভাবিক আর্কিং অবস্থার মধ্যে কার্যকরভাবে পার্থক্য করা সম্ভব।
প্রধান কাঠামো
AFCI আর্ক ফল্ট সার্কিট ব্রেকারগুলিতে প্রধানত একটি ব্রেকার মডিউল, লিকেজ মডিউল, পাওয়ার মডিউল, সিগন্যাল কন্ডিশনিং মডিউল, ট্রিপ ইউনিট মডিউল এবং কমিউনিকেশন ইন্টারফেস মডিউল থাকে।
- পাওয়ার মডিউল: AFCI/AFDD-এর ভিতরে প্রাসঙ্গিক ডিভাইসগুলিতে পাওয়ার সরবরাহ করে।
- সিগন্যাল কন্ডিশনিং মডিউল: প্রধান সার্কিটে বর্তমান সংকেত একটি লাইন কারেন্ট ট্রান্সফরমারের মাধ্যমে সিগন্যাল কন্ডিশনিং মডিউলে প্রেরণ করা হয়। প্রক্রিয়াকরণের জন্য মাইক্রোকন্ট্রোলারে পাঠানোর আগে মডিউলটি সংকেতকে প্রসারিত করে, সংশোধন করে এবং ফিল্টার করে।
- ট্রিপিং মডিউল: AFCI আর্ক ফল্ট সার্কিট ব্রেকারে, ট্রিপিং মডিউলের ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক কাঠামো একটি নতুন শক্তি সংরক্ষণ প্রযুক্তি গ্রহণ করে, সুইচ ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক সিস্টেমের মূল ক্ষতি এবং ছোট-সার্কিট লস কমিয়ে দেয়, যার ফলে শক্তি সঞ্চয় হয়। ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক সিস্টেমে শক্তির প্রভাব কমাতে একটি বাফারিং ডিভাইস যোগ করা হয়, সুইচের ক্লোজিং কর্মক্ষমতা উন্নত করে এবং এর পরিষেবা জীবন বাড়ানো হয়। ট্রিপিং মডিউলের অপারেটিং মেকানিজম প্রধান কন্ট্রোল চিপ MCU দ্বারা শনাক্ত করা ফল্ট সিগন্যাল পেতে পারে এবং কয়েল সার্কিটকে কন্ট্রোলিং কন্টাক্টের মাধ্যমে ব্যাহত করতে পারে, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক মেকানিজম প্রধান সার্কিট ভেঙ্গে দিয়ে। ত্রুটি সাফ হওয়ার পরে, অপারেটিং বোতাম টিপে মডিউলটি পুনরায় সেট করে।
- কমিউনিকেশন ইন্টারফেস মডিউল: এই মডিউলটি রিমোট মনিটরিং সক্ষম করে টার্মিনাল কম্পিউটারে বর্তমান, ভোল্টেজ, কারেন্ট ফেজ এবং আর্ক সিগন্যালের মতো ডেটার রিয়েল টাইম ট্রান্সমিশন করতে দেয়।
কাজের নীতি
AFCI আর্ক ফল্ট সার্কিট ব্রেকারের প্রধান কন্ট্রোল চিপ MCU রিয়েল টাইমে প্রধান সার্কিটে বর্তমান সংকেত নিরীক্ষণ করে। যখন প্রধান সার্কিটে একটি আর্ক ফল্ট সনাক্ত করা হয়, তখন মাইক্রোকন্ট্রোলার একটি ট্রিপ সংকেত পাঠায় এবং ট্রিপ সার্কিট ট্রিপ অপারেশন চালায়।
3.2 ইনফ্রারেড থার্মাল ইমেজিং প্রযুক্তি
ইনফ্রারেড থার্মাল ইমেজিং প্রযুক্তি একটি ইনফ্রারেড ক্যামেরার মাধ্যমে সংযোগ বিন্দুতে অস্বাভাবিক গরম শনাক্ত করে, যার ফলে সম্ভাব্য চাপ ঝুঁকি আগে থেকেই চিহ্নিত করা যায়। দুর্বল যোগাযোগ প্রায়ই স্থানীয় উচ্চ তাপমাত্রার সাথে থাকে, এবং ইনফ্রারেড তাপীয় ইমেজিং এই উচ্চ-তাপমাত্রা এলাকাগুলিকে স্পষ্টভাবে প্রদর্শন করতে পারে, রক্ষণাবেক্ষণ কর্মীদের একটি স্বজ্ঞাত রেফারেন্স প্রদান করে।
4. ফটোভোলটাইক্সে ডিসি আর্ক ফল্টের জন্য প্রতিরক্ষামূলক ব্যবস্থা এবং বাস্তবায়ন
4.1 স্ট্যান্ডার্ড ইনস্টলেশন
ফোটোভোলটাইক সিস্টেমে ডিসি আর্কিং প্রতিরোধের ভিত্তি হল সঠিক ইনস্টলেশন। ইনস্টলেশন প্রক্রিয়া চলাকালীন, নিশ্চিত করুন যে সংযোগকারী এবং তারের জয়েন্টগুলি আলগা সংযোগ এড়াতে দৃঢ়ভাবে ক্রিম করা হয়েছে। কানেকশন পয়েন্টে ন্যূনতম যোগাযোগের প্রতিরোধ নিশ্চিত করার জন্য নির্দিষ্ট ফোর্স দিয়ে কাজ করা, ক্রিমিংয়ের জন্য পেশাদার টুল ব্যবহার করা উচিত।
একই সময়ে, যান্ত্রিক ক্ষতির ঝুঁকি কমাতে মানগুলি পূরণ করে এমন নিরোধক উপকরণগুলি বেছে নিন। তারগুলি ইনস্টল করার সময়, নিরোধক স্তরের ক্ষতি রোধ করতে অতিরিক্ত বাঁকানো এবং প্রসারিত হওয়া এড়িয়ে চলুন।
4.2 উপাদান নির্বাচন
বার্ধক্য এবং উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধী সংযোগকারী এবং তারগুলি চয়ন করুন, এবং বিশেষ করে কঠোর পরিবেশে, উপাদানগুলির সুরক্ষা স্তর উন্নত করে (যেমন IP65/IP67)৷ উপাদান নির্বাচন করার সময়, ফটোভোলটাইক পাওয়ার স্টেশনের পরিবেশগত অবস্থা যেমন তাপমাত্রা, আর্দ্রতা এবং ক্ষয়কারীতা সম্পূর্ণরূপে বিবেচনা করুন।
উদাহরণস্বরূপ, উচ্চ-তাপমাত্রার এলাকায় ফটোভোলটাইক পাওয়ার প্ল্যান্টে, উচ্চ তাপমাত্রায় স্থিতিশীল কর্মক্ষমতা বজায় রাখতে পারে এমন সংযোগকারী এবং তারগুলি বেছে নেওয়া উচিত; উপকূলীয় অঞ্চলের মতো অত্যন্ত ক্ষয়কারী পরিবেশে, ক্ষয় প্রতিরোধের উপাদানগুলি নির্বাচন করা উচিত।
4.3সিস্টেম ডিজাইন অপ্টিমাইজেশান
ফটোভোলটাইক সিস্টেমে ডিসি আর্কিং প্রতিরোধের জন্য সিস্টেম ডিজাইন অপ্টিমাইজেশন অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। নকশা প্রক্রিয়া চলাকালীন, অত্যধিক উচ্চ ডিসি ভোল্টেজগুলি এড়ানো গুরুত্বপূর্ণ (যা অবশ্যই নিরাপত্তা মান মেনে চলতে হবে), দীর্ঘ তারের রান কমানো এবং গ্যাপ ডিসচার্জের সম্ভাবনা কমিয়ে আনা গুরুত্বপূর্ণ।
ফোটোভোলটাইক মডিউলগুলির বিন্যাস এবং তারের রাউটিংকে যুক্তিসঙ্গতভাবে পরিকল্পনা করুন, যার লক্ষ্য তারের দৈর্ঘ্য কমিয়ে আনা এবং তারের বাঁক এবং জয়েন্টের সংখ্যা হ্রাস করা। একই সময়ে, সার্কিটের কোনো অস্বাভাবিকতার ক্ষেত্রে অবিলম্বে বিদ্যুৎ বন্ধ করার জন্য উপযুক্ত প্রতিরক্ষামূলক ডিভাইসগুলি ইনস্টল করা উচিত, যেমন ফিউজ, সার্কিট ব্রেকার এবং আর্ক ফল্ট সুরক্ষা ডিভাইস।