বিমূর্ত
ফটোভোলটাইক (PV) সিস্টেমের পাওয়ার জেনারেশন দক্ষতার উন্নতিকে সীমাবদ্ধ করে মডিউলের অমিল একটি মূল প্রযুক্তিগত বাধা। এর সারমর্ম হল একটি সিরিজ সার্কিটে পিভি মডিউলগুলির অসামঞ্জস্যপূর্ণ আউটপুট স্রোতের কারণে সৃষ্ট "বালতি প্রভাব"। ইন্টারন্যাশনাল এনার্জি এজেন্সি (IEA) ফটোভোলটাইক পাওয়ার সিস্টেমস প্রোগ্রাম (PVPS) এর পরিসংখ্যান অনুসারে, PV পাওয়ার প্ল্যান্টে অমিলের কারণে বিশ্বব্যাপী গড় বিদ্যুত উৎপাদন ক্ষতি 5% থেকে 15% পর্যন্ত, এবং এমনকি জটিল ভূখণ্ড বা দুর্বল অপারেশন এবং রক্ষণাবেক্ষণের গাছগুলিতে 20% ছাড়িয়ে যেতে পারে। তাদের মধ্যে, পাহাড়ী এলাকা এবং ছাদের মতো জটিল ইনস্টলেশন পরিস্থিতিতে অমিলের প্রধান কারণ হল টিল্ট অ্যাঙ্গেলের পার্থক্য, যা মোট অমিলের ক্ষতির প্রায় 40%-60% জন্য দায়ী।
1.পিভি মডিউল অমিলের মৌলিক নীতি এবং শারীরিক প্রক্রিয়া
1.1 PV মডিউলের বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য
একটি PV মডিউলের আউটপুট বৈশিষ্ট্যগুলি তার বর্তমান-ভোল্টেজ (I{{1}V) বক্ররেখা এবং পাওয়ার-ভোল্টেজ (P-V) বক্ররেখা দ্বারা নির্ধারিত হয়। স্ট্যান্ডার্ড টেস্ট শর্তের অধীনে (STC: irradiance 1000W/m², কোষের তাপমাত্রা 25 ডিগ্রি , AM1.5 স্পেকট্রাম), একটি একক মডিউলের একটি অনন্য সর্বোচ্চ পাওয়ার পয়েন্ট (MPP) রয়েছে।
একটি পিভি মডিউলের সংক্ষিপ্ত-সার্কিট কারেন্ট (আইএসসি) কোষের পৃষ্ঠে সৌর বিকিরণ ঘটনার প্রায় সমানুপাতিক, যা টিল্ট কোণের পার্থক্যের কারণে বর্তমান অমিলের মূল ভৌত ভিত্তি। সূত্রটি এভাবে প্রকাশ করা হয়:
Isc ≈ Isc_STC ×(G/GSTC)
কোথায়:
• Isc: প্রকৃত শর্ট{0}}সার্কিট কারেন্ট (A)
• Isc_STC: প্রমিত পরীক্ষার শর্তে শর্ট সার্কিট কারেন্ট (A)
• G: প্রকৃত ঘটনা বিকিরণ (W/m²)
• G_STC: স্ট্যান্ডার্ড টেস্ট ইরেডিয়েন্স (1000W/m²)
যখন একাধিক মডিউল একটি স্ট্রিং গঠনের জন্য সিরিজে সংযুক্ত করা হয়, তখন Kirchhoff এর বর্তমান আইন অনুযায়ী,একটি সিরিজ সার্কিটের সমস্ত মডিউল একই কারেন্টে কাজ করতে হবে; যখন স্ট্রিংয়ের মোট ভোল্টেজ প্রতিটি মডিউলের অপারেটিং ভোল্টেজের সমষ্টির সমান। এই বৈশিষ্ট্যটি নির্ধারণ করে যে সিরিজ সিস্টেমগুলি বর্তমান পার্থক্যের জন্য অত্যন্ত সংবেদনশীল।
"ব্যারেল প্রভাব" ("দুর্বল লিঙ্ক" বা "বাটলনেক প্রভাব" নামেও পরিচিত) সিরিজ-সংযুক্ত পিভি মডিউলগুলিতে যা ঘটে তার জন্য একটি নিখুঁত উপমা। একটি শৃঙ্খলে সংযুক্ত ব্যারেলগুলির একটি সিরিজ কল্পনা করুন, প্রতিটি আলাদা ক্ষমতা সহ। অন্যান্য যত বড়ই হোক না কেন সমগ্র সিস্টেমের মধ্য দিয়ে যে পরিমাণ পানি প্রবাহিত হতে পারে তা ক্ষুদ্রতম ক্ষমতার ব্যারেল দ্বারা সীমিত-।
একটি পিভি স্ট্রিং-এ, মডিউলগুলি বৈদ্যুতিকভাবে সিরিজে সংযুক্ত থাকে, যার অর্থ তাদের সকলের মধ্য দিয়ে একই কারেন্ট প্রবাহিত হতে হবে। সর্বনিম্ন বিকিরণ প্রাপ্ত মডিউল (একটি সাবঅপ্টিমাল কোণের কারণে) সর্বনিম্ন কারেন্ট উৎপন্ন করবে। এটি সম্পূর্ণ স্ট্রিং এর বর্তমানকে সর্বনিম্ন পারফর্মারের সাথে মেলে, যার ফলে উচ্চতর পারফর্মিং মডিউলগুলি তাদের সম্ভাব্যতার নিচে কাজ করে। বিদ্যুতের ক্ষয়ক্ষতি যথেষ্ট হতে পারে, যা স্বতন্ত্র হ্রাসের সহজ যোগফলকে ছাড়িয়ে যায়।
2. পিভি মডিউল অমিলের প্রধান কারণ
মডিউল অমিলের কারণগুলি জটিল এবং বৈচিত্র্যময়, এবং দুটি বিভাগে বিভক্ত করা যেতে পারে: জন্মগত অমিল এবং অর্জিত অমিল।
2.1 জন্মগত অমিল: ফ্যাক্টরি প্যারামিটার পার্থক্য
এমনকি একই ব্যাচে উত্পাদিত মডিউলগুলির বৈদ্যুতিক কার্যক্ষমতার পরামিতিগুলির মধ্যে সামান্য পার্থক্য রয়েছে যেমন সেমিকন্ডাক্টর উপাদানের বিশুদ্ধতা এবং উত্পাদন প্রক্রিয়ার ওঠানামার কারণে। মডিউল নির্মাতারা সাধারণত মডিউলগুলিতে পাওয়ার গ্রেডিং (বিনিং) সঞ্চালন করে, তবে একই পাওয়ার বিনের মধ্যে থাকা মডিউলগুলিতে এখনও ±2.5% এর মধ্যে বর্তমান পার্থক্য থাকতে পারে।
এই ধরনের ফ্যাক্টরি প্যারামিটার পার্থক্যের কারণে অমিলের ক্ষতি হয় সাধারণত 2%-3%, যা একটি মৌলিক অমিল ক্ষতি যা সমস্ত PV সিস্টেমে সম্পূর্ণরূপে এড়ানো যায় না।
2.2 অর্জিত অমিল: অপারেটিং এনভায়রনমেন্ট এবং অপারেশন এবং মেইনটেন্যান্স ফ্যাক্টর
এই মূল কারণ হল প্রকৃত সিস্টেমের অমিলের ক্ষতি মৌলিক মানের থেকে অনেক বড়, বিশেষ করে সহ:
• অসামঞ্জস্যপূর্ণ কাত কোণ এবং আজিমুথ কোণ(নীচে গভীরভাবে বিশ্লেষণ করা হবে)
• শেডিং অমিল: আশেপাশের ভবন, গাছ, পর্বত ইত্যাদি থেকে স্থায়ী ছায়া এবং মেঘ, পাখি ইত্যাদি থেকে গতিশীল ছায়া।
• ময়লা এবং বার্ধক্য অমিল: অসম ময়লা যেমন ধুলো, তুষার, মডিউল পৃষ্ঠে পাখির ফোঁটা, এবং দীর্ঘ- অপারেশনের পরে বার্ধক্যের হারের পার্থক্য
• তাপমাত্রার অমিল: মডিউলের বিভিন্ন তাপ অপচয়ের অবস্থার কারণে অসম তাপমাত্রা
3. কাত কোণের পার্থক্যের কারণে অমিলের গভীরতা প্রক্রিয়া এবং পরিমাণগত বিশ্লেষণ
টিল্ট এঙ্গেল অমিল বলতে একই সিরিজের স্ট্রিং-এর বিভিন্ন মডিউলের অসঙ্গতিপূর্ণ ইনস্টলেশন টিল্ট কোণ (মডিউল সমতল এবং অনুভূমিক সমতলের মধ্যে কোণ) বোঝায়, যার ফলে প্রতিটি মডিউল দ্বারা প্রাপ্ত বিভিন্ন পরিমাণে সৌর বিকিরণ ঘটে এবং ফলে আউটপুট কারেন্টে পার্থক্য হয়। এটি পাহাড়ী পিভি এবং বিতরণ করা ছাদের পিভি সিস্টেমে সবচেয়ে সাধারণ এবং সহজেই উপেক্ষিত ধরনের অমিল।
3.1 মূল কারণ ইনস্টলেশন কোণের পার্থক্যগুলি এটিকে বাড়িয়ে তোলে:
• ইরেডিয়েন্স ভ্যারিয়েশন: একটি ভিন্ন কোণে কাত হওয়া একটি মডিউল কম সরাসরি সূর্যালোক ক্যাপচার করে, বিশেষ করে পিক আওয়ারে। উদাহরণস্বরূপ, বিভিন্ন পিচ সহ একটি ঢালু ছাদে, সর্বোত্তম কাত অবস্থায় দক্ষিণ{1}}মুখী মডিউলগুলি ভাল পারফর্ম করতে পারে, যখন অন্যগুলি অগভীর বা খাড়া কোণে কম পারফর্ম করে।
• দৈনিক এবং ঋতু প্রভাব: কোণগুলি শুধুমাত্র সর্বোচ্চ আউটপুট নয়, সারাদিনের কর্মক্ষমতাকে প্রভাবিত করে। নন-অভিন্ন কাতগুলি অমিল IV বক্ররেখার দিকে পরিচালিত করে (বর্তমান-ভোল্টেজের বৈশিষ্ট্য), অসামঞ্জস্য ক্ষতি বাড়ায়।
• অন্যান্য ফ্যাক্টরগুলির সাথে কম্পাউন্ডিং: কোণ পার্থক্য ছায়াকরণ প্রভাব বা তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্টকে আরও খারাপ করতে পারে, কারণ খারাপভাবে কোণযুক্ত মডিউলগুলি ভিন্নভাবে গরম হতে পারে.
3.2 টিল্ট অ্যাঙ্গেল ডিফারেন্স এবং মডিউল আউটপুট কারেন্টের মধ্যে পরিমাণগত পারস্পরিক সম্পর্ক
আমরা বিভিন্ন কাত কোণে মোট সমতল বিকিরণ সঠিকভাবে গণনা করে কাত কোণের পার্থক্য এবং বর্তমান পার্থক্যের মধ্যে সম্পর্ক পরিমাপ করতে পারি। গ্রহণ30 ডিগ্রি N অক্ষাংশ অঞ্চল(চীনের ইয়াংজি নদীর অববাহিকা) উদাহরণ হিসাবে, নিম্নলিখিত সারণীটি সর্বোত্তম কাত কোণের (প্রায় 30 ডিগ্রি) সাথে সম্পর্কিত বিভিন্ন ইনস্টলেশন টিল্ট কোণের জন্য বার্ষিক মোট বিকিরণ এবং ছোট-বর্তমান পার্থক্য দেখায়:
ইনস্টলেশন টিল্ট কোণ (ডিগ্রী) | বার্ষিক মোট বিকিরণ (kWh/m²) | সর্বোত্তম কাত কোণের সাথে সম্পর্কিত বিকিরণ পার্থক্য (%) | সংক্ষিপ্ত-বর্তমান পার্থক্য (%) |
| 10 | 1285 | -12.3 | -12.3 |
| 15 | 1352 | -7.7 | -7.7 |
| 20 | 1401 | -4.4 | -4.4 |
| 25 | 1432 | -2.3 | -2.3 |
| 30 (অনুকূল) | 1466 | 0 | 0 |
| 35 | 1451 | -1.0 | -1.0 |
| 40 | 1420 | -3.1 | -3.1 |
| 45 | 1373 | -6.3 | -6.3 |
| 50 | 1312 | -10.5 | -10.5 |
মূল উপসংহার:
1. 30 ডিগ্রী N অক্ষাংশ অঞ্চলে, সর্বোত্তম কাত কোণ থেকে প্রতি 5 ডিগ্রী বিচ্যুতির জন্য, বার্ষিক বিকিরণ প্রায় 2%-4% হ্রাস পায়, যা শর্ট-সার্কিট কারেন্টের 2%-4% হ্রাসের সাথে সম্পর্কিত।
2. যখন কাত কোণের পার্থক্য 20 ডিগ্রীতে পৌঁছায় (যেমন, 30 ডিগ্রী বনাম 10 ডিগ্রী), বার্ষিক বর্তমান পার্থক্য 12% অতিক্রম করতে পারে।
3. তাত্ক্ষণিক বর্তমান পার্থক্য বার্ষিক গড় পার্থক্য থেকে অনেক বড়. উদাহরণস্বরূপ, গ্রীষ্মের অয়নকালের দুপুরে, সৌর উচ্চতা কোণ প্রায় 83.5 ডিগ্রী, যে সময়ে 10 ডিগ্রী টিল্ট কোণ সহ একটি মডিউল দ্বারা প্রাপ্ত সরাসরি বিকিরণ 30 ডিগ্রী টিল্ট কোণ সহ একটি মডিউল দ্বারা প্রাপ্ত হওয়া থেকে প্রায় 15% বেশি; শীতকালীন অয়নকালে দুপুরে, সৌর উচ্চতা কোণ প্রায় 36.5 ডিগ্রী, এবং 10 ডিগ্রী টিল্ট কোণ সহ একটি মডিউল দ্বারা প্রাপ্ত সরাসরি বিকিরণ 30 ডিগ্রী টিল্ট কোণ সহ একটি মডিউল দ্বারা প্রাপ্ত হওয়া থেকে প্রায় 25% কম।
4. মডিউল অমিলের জন্য মূলধারার সমাধানের তুলনা
মডিউল অমিল সমস্যার লক্ষ্য করে, শিল্পে বিভিন্ন সমাধান তৈরি করা হয়েছে, যার মূল ধারণা হলসীমাবদ্ধতা ভঙ্গ করুন যে "সিরিজ স্রোত অবশ্যই সামঞ্জস্যপূর্ণ হতে হবে"বাবর্তমান পার্থক্য কমিয়ে দিন.
4.1 টিল্ট অ্যাঙ্গেল অমিলের জন্য বিশেষ ডিজাইন অপ্টিমাইজেশান
এটি হল সবচেয়ে মৌলিক এবং সর্বনিম্ন{0}}মূল্যের সমাধান, এবং সেই পরিমাপ যা সকল প্রকল্পের প্রথমে গ্রহণ করা উচিত:
1. "একই কাত কোণ, একই স্ট্রিং" নীতিটি কঠোরভাবে বাস্তবায়ন করুন: এই কাত কোণ অমিল প্রতিরোধের জন্য সুবর্ণ নিয়ম. একই কাত কোণ এবং অজিমুথ কোণ সহ মডিউলগুলি একই স্ট্রিংয়ে সিরিজে সংযুক্ত করা উচিত এবং বিভিন্ন টিল্ট কোণ/অভিযোজন সহ মডিউলগুলিকে কখনও সিরিজে একসাথে সংযুক্ত করা উচিত নয়।
2. যুক্তিসঙ্গতভাবে স্ট্রিং দৈর্ঘ্য ছোট করুন: বড় কাত কোণ পার্থক্য সহ এলাকায়, যথাযথভাবে স্ট্রিং দৈর্ঘ্য ছোট করা (22-24 মডিউল থেকে 18-20 মডিউল) অমিলের প্রভাব পরিসীমা কমাতে পারে।
3. বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল MPPT চ্যানেল বিভাগ অপ্টিমাইজ করুন: বিভিন্ন টিল্ট অ্যাঙ্গেল জোন থেকে স্ট্রিংগুলিকে বিভিন্ন MPPT চ্যানেলের সাথে সংযুক্ত করুন, যাতে প্রতিটি MPPT চ্যানেল একই টিল্ট অ্যাঙ্গেল দিয়ে স্ট্রিংগুলির সর্বাধিক পাওয়ার পয়েন্ট ট্র্যাক করে৷
4.2 স্ট্রিং ইনভার্টার: মাল্টি-এমপিপিটি ইনভার্টার
প্রথাগত কেন্দ্রীয় ইনভার্টারগুলিতে সাধারণত 1-2টি MPPT চ্যানেল থাকে, যখন আধুনিক স্ট্রিং ইনভার্টারগুলি সাধারণত একাধিক স্বাধীন MPPT চ্যানেল দিয়ে সজ্জিত থাকে (6-12 বা তারও বেশি)। প্রতিটি MPPT চ্যানেল স্বাধীনভাবে বিভিন্ন স্ট্রিংয়ের সর্বোচ্চ পাওয়ার পয়েন্ট ট্র্যাক করতে পারে, এইভাবে একটি একক MPPT চ্যানেলে অমিলের প্রভাবকে সীমাবদ্ধ করে।
কাত কোণ অমিলের উপর প্রভাব: কার্যকরভাবে বিভিন্ন কাত কোণ অঞ্চলের মধ্যে অমিল সমস্যা সমাধান করতে পারে, কিন্তু এখনও একই জোনের স্ট্রিংগুলির মধ্যে টিল্ট কোণের পার্থক্যগুলি সমাধান করতে পারে না৷
4.3 মডিউল-লেভেল পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স (MLPE) প্রযুক্তি
এটি বর্তমানে সবচেয়ে কার্যকরী প্রযুক্তিগত সমাধান টিল্ট অ্যাঙ্গেল অমিল সমাধানের জন্য, প্রধানত পাওয়ার অপ্টিমাইজার এবং মাইক্রোইনভার্টার সহ:
1. পাওয়ার অপ্টিমাইজার
পাওয়ার অপ্টিমাইজারগুলি প্রতিটি মডিউলের পিছনে ইনস্টল করা হয়, একটি মডিউলের সাথে একটি-এর সাথে-সংগতি করে৷ এটি স্বাধীনভাবে প্রতিটি মডিউলের অপারেটিং ভোল্টেজ এবং কারেন্ট সামঞ্জস্য করতে পারে, প্রতিটি মডিউল তার নিজস্ব সর্বোচ্চ পাওয়ার পয়েন্টে কাজ করে এবং তারপর সিরিজ সার্কিটে সরাসরি কারেন্ট আউটপুট করে।
কাত কোণ অমিলের উপর প্রভাব: স্ট্রিং এর মধ্যে যেকোন টিল্ট এঙ্গেল পার্থক্যের কারণে সৃষ্ট বর্তমান অমিলকে সম্পূর্ণরূপে দূর করতে পারে, প্রতিটি মডিউলকে তার সর্বোচ্চ কারেন্ট আউটপুট করার অনুমতি দেয়। পরিমাপ করা তথ্য দেখায় যে পাহাড়ী বিদ্যুত কেন্দ্রে বৃহৎ কাত কোণ পার্থক্য সহ, পাওয়ার অপ্টিমাইজারের ব্যবহার 15%-20% শক্তি উৎপাদন বৃদ্ধি করতে পারে।
2. মাইক্রোইনভার্টার
মাইক্রোইনভার্টারগুলি প্রতিটি মডিউলের পিছনে সরাসরি ইনস্টল করা হয়, মডিউল দ্বারা সরাসরি কারেন্ট আউটপুটকে সরাসরি বিকল্প কারেন্টে রূপান্তর করে, যা পরে গ্রিডের সমান্তরালে সংযুক্ত থাকে। প্রতিটি মডিউল একটি স্বাধীন বিদ্যুৎ উৎপাদন ইউনিট, সিরিজ বর্তমান সীমাবদ্ধতা থেকে সম্পূর্ণ মুক্ত।
কাত কোণ অমিলের উপর প্রভাব: সম্পূর্ণভাবে সমস্ত কাত কোণ অমিল সমস্যা সমাধান করে, এবং প্রতিটি মডিউল টিল্ট কোণের পার্থক্য নির্বিশেষে স্বাধীনভাবে কাজ করতে পারে।
আমাদের কোম্পানি উপরে উল্লিখিত সমস্ত সমাধান এবং সম্পূর্ণ সিস্টেম প্রদান করতে পারে। আপনি তাদের প্রয়োজন হলে, আমাদের সাথে যোগাযোগ করুন!
PV প্রযুক্তির ক্রমাগত অগ্রগতির সাথে, মডিউল অমিল সমস্যার সমাধানগুলিও ক্রমাগত উদ্ভাবন এবং বিকাশ করছে:
1. উচ্চ দক্ষতা MLPE প্রযুক্তি: নতুন-জেনারেশন পাওয়ার অপ্টিমাইজার এবং মাইক্রোইনভার্টারগুলির রূপান্তর দক্ষতা 99% ছাড়িয়ে গেছে, আরও কম স্ব-বিদ্যুতের ব্যবহার এবং ক্রমাগত কমছে খরচের সাথে৷
2. স্মার্ট মডিউল প্রযুক্তি: স্মার্ট মডিউল গঠনের জন্য মডিউলগুলির সাথে পাওয়ার অপ্টিমাইজার বা মাইক্রোইনভার্টারকে একীভূত করা, ইনস্টলেশন প্রক্রিয়াকে সরল করা এবং সিস্টেমের নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করা।
3. ডিজিটাল টুইন প্রযুক্তি: PV পাওয়ার প্ল্যান্টের একটি ভার্চুয়াল মডেল তৈরি করতে ডিজিটাল টুইন প্রযুক্তি ব্যবহার করে, বিভিন্ন কাজের অবস্থার মধ্যে সঠিকভাবে অমিল ক্ষয়ক্ষতির অনুকরণ করা এবং প্রাথমিক সতর্কতা এবং সর্বোত্তম নিয়ন্ত্রণ উপলব্ধি করা।
4. নতুন ব্যাটারি প্রযুক্তি: যেমন শিংল্ড মডিউল, অর্ধ-কাটা মডিউল, স্লাইসড মডিউল ইত্যাদি, সেল সেগমেন্টেশন এবং অপ্টিমাইজড সংযোগ পদ্ধতির মাধ্যমে ছায়া ও অমিলের প্রভাব কমায়৷ উদাহরণ স্বরূপ, অর্ধ-কাট মডিউল প্রায় 50% শেডিংয়ের কারণে পাওয়ার লস কমাতে পারে।
পিভি সিস্টেমে মডিউল অমিল একটি অনিবার্য ঘটনা,যার মধ্যে কাত কোণের পার্থক্য জটিল ইনস্টলেশন পরিস্থিতিতে অমিলের প্রধান কারণ, এবং এর ফলে বিদ্যুৎ উৎপাদনের ক্ষতি 15% এর বেশি পৌঁছতে পারে। টিল্ট কোণের পার্থক্য সরাসরি মডিউলগুলির দ্বারা প্রাপ্ত সৌর বিকিরণের পরিমাণকে প্রভাবিত করে মডিউলগুলির অসামঞ্জস্যপূর্ণ আউটপুট স্রোতের দিকে নিয়ে যায় এবং তারপর সিরিজ সার্কিটের "বালতি প্রভাব" এর মাধ্যমে পুরো স্ট্রিংটির শক্তি উৎপাদনকে সীমাবদ্ধ করে।
বিভিন্ন ধরনের পিভি পাওয়ার প্ল্যান্টের জন্য, ভূখণ্ডের অবস্থা, কাত কোণের পার্থক্যের আকার এবং বিনিয়োগ বাজেটের মতো বিষয়গুলি অনুসারে সবচেয়ে উপযুক্ত অমিল সমাধান নির্বাচন করা উচিত। গ্রাউন্ড-মাউন্ট করা পাওয়ার প্ল্যান্টগুলি মাল্টি-এমপিপিটি স্ট্রিং ইনভার্টারকে অগ্রাধিকার দিতে পারে; জটিল পরিস্থিতিতে যেমন পাহাড়ি এলাকা এবং ছাদের বড় কাত কোণ পার্থক্য সহ, মডিউল-স্তরের পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স প্রযুক্তি উল্লেখযোগ্য বিদ্যুৎ উৎপাদন উন্নতি এবং বিনিয়োগের রিটার্ন আনবে।
