সূত্র: ines-solaire.org
INES-এ CEA লেটি-এ CEA পরীক্ষাগার দ্বারা তৈরি GaN ট্রানজিস্টর দিয়ে তৈরি একটি 400W ফটোভোলটাইক মাইক্রোইনভার্টারের প্রথম প্রোটোটাইপ তৈরি করেছে।
এটি 1.1 kW/L উচ্চ শক্তির ঘনত্ব এবং 97 শতাংশের দক্ষতা (0.3 kW/L এবং সিলিকন উপাদান ব্যবহার করে প্রচলিত প্রযুক্তির জন্য 95 শতাংশের তুলনায়) অফার করে।
ফটোভোলটাইক প্যানেল সরাসরি বৈদ্যুতিক প্রবাহ উৎপন্ন করে। তাদের বৈদ্যুতিক গ্রিডে সংযোগ করার জন্য একটি বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল প্রয়োজন, যা গ্রাহকদের একটি বিকল্প কারেন্ট প্রদান করে। এই রূপান্তরের পদক্ষেপটি শক্তির ক্ষতির দিকে নিয়ে যায় যা নতুন উপাদানগুলির সাথে কমিয়ে আনা যায়।
বৃহৎ গ্রাউন্ড-মাউন্ট করা ফটোভোলটাইক প্ল্যান্টের পাশাপাশি টারশিয়ারি বা শিল্প ভবনে স্থাপিত প্ল্যান্টগুলি "কেন্দ্রীভূত" বা "স্ট্রিং" ইনভার্টার দিয়ে সজ্জিত এবং তিন-ফেজ বৈদ্যুতিক গ্রিডের সাথে সংযুক্ত।
গার্হস্থ্য ইনস্টলেশনের জন্য, উপলব্ধ বৈদ্যুতিক নেটওয়ার্ক একক-ফেজ এবং কম ভোল্টেজ। ছাদে স্থাপিত ফটোভোলটাইক প্যানেলগুলি সম্ভাব্যভাবে অধিক ছায়ার বিষয়, যা ক্ষতির দিকে পরিচালিত করে। অতএব, প্রতিটি ফটোভোলটাইক প্যানেলের সাথে একটি বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল করার জন্য মডিউল, একটি সর্বোত্তম ইউনিট ফলন এবং খুব মডুলার অপারেশন (সহজ প্রতিস্থাপন) এর মধ্যে একটি স্বাধীন অপারেশন করার অনুমতি দেওয়া আকর্ষণীয়। এই ধরনের বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল, যার শক্তি 200 থেকে 500 ওয়াট, তাকে মাইক্রো-ইনভার্টার বলা হয়। এটি প্রতিটি প্যানেলের পিছনে ইনস্টল করা হয়।
এই সরঞ্জামগুলি মূল উপাদানগুলি ব্যবহার করে: পাওয়ার সেমিকন্ডাক্টর।
INES-এ CEA খরচ কমাতে, শক্তির কর্মক্ষমতা উন্নত করতে এবং পাওয়ার গ্রিডকে সমর্থন করতে নতুন প্রজন্মের ইনভার্টার তৈরি করছে। পাওয়ার প্ল্যান্টের ইনস্টলেশন এবং রক্ষণাবেক্ষণ খরচের উপর প্রভাব নিয়ন্ত্রণ করতে এবং উপকরণের ব্যবহার কমানোর জন্য এই বস্তুগুলির কম্প্যাক্টনেসও একটি সমস্যা।
আমাদের গবেষণা ইলেকট্রনিক আর্কিটেকচারের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে এবং "বড় গ্যাপ" সেমিকন্ডাক্টর যেমন সিলিকন কার্বাইড (SiC) এবং গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (GaN) ব্যবহার করে, বিশেষ করে গ্রেনোবলের CEA-LETI ল্যাবরেটরিতে বিকশিত।
GaN প্রযুক্তি হল তথাকথিত "ওয়াইড-গ্যাপ" প্রযুক্তিগুলির মধ্যে একটি (ব্রডব্যান্ড সেমিকন্ডাক্টর), যা সিলিকন ব্যবহার করে পাওয়ার সেমিকন্ডাক্টরগুলির সীমাকে ঠেলে দেয়।
খরচ কমানোর সময় এটি ক্ষুদ্রকরণ এবং শক্তি দক্ষতা বৃদ্ধির অনুমতি দেয়।
ফটোভোলটাইক এবং স্বয়ংচালিত শিল্প (বৈদ্যুতিক যানবাহন সহ) হল GaN বা SiC সেমিকন্ডাক্টরের উপর ভিত্তি করে এই নতুন রূপান্তরকারীদের জন্য প্রধান বৃদ্ধির চালক।
সিইএ-লেটির অত্যাধুনিক এপিটাক্সি (600V এবং 1200V) এবং GaN 600V ডায়োড এবং পাওয়ার ট্রানজিস্টর তৈরি করার প্রযুক্তি রয়েছে যা সিলিকন সমতুল্যকে ছাড়িয়ে যায়। এই কপ্ল্যানার প্রযুক্তির সাহায্যে, সুরক্ষা (তাপমাত্রা, ভোল্টেজ, কারেন্ট, ইত্যাদি) এবং নিয়ন্ত্রণ (ড্রাইভার) ফাংশন সহ পাওয়ার উপাদানটিকে "স্মার্ট" করা সম্ভব হবে। দ্বিমুখী ভোল্টেজ ইন্টারপ্টার ডিজাইন করাও সম্ভব যা বর্তমানে বিদ্যমান নেই।
INES-এ CEA এই নতুন GaN ট্রানজিস্টরের জন্য একটি উচ্চ-তাপমাত্রার গতিশীল চরিত্রায়ন বেঞ্চ তৈরি করেছে, সেইসাথে CEA Leti-এর কম্পোনেন্টস ডিপার্টমেন্টের তৈরি ট্রানজিস্টর ব্যবহার করে 400W ফটোভোলটাইক মাইক্রোইনভার্টারের প্রথম প্রোটোটাইপ। এই মাইক্রোইনভার্টার দুটি রূপান্তর পর্যায়ে গঠিত:
- 5 GaN 100V ট্রানজিস্টর সমন্বিত একটি DC/DC পর্যায়
- 4 GaN 650V ট্রানজিস্টর সমন্বিত একটি DC/AC স্টেজ
অপ্টিমাইজ করা GaN ট্রানজিস্টর ব্যবহার করে 2022 সালের শেষের দিকে মাইক্রোইনভার্টারের দ্বিতীয় প্রজন্মের পরিকল্পনা করা হয়েছে। উচ্চ ক্ষমতার ধারণাটি প্রমাণ করার জন্য অন্যান্য আকারের ইনভার্টারও লক্ষ্যবস্তু করা হবে।
এই প্রযুক্তি 2025-2027-এর মধ্যে বাজারে পৌঁছবে বলে আশা করা হচ্ছে৷ ইতিমধ্যে, INES-এর CEA-Leti এবং CEA-Liten-এর গবেষকরা প্রযুক্তির উন্নতি ঘটাবেন এবং একটি সমন্বিত ডিজিটাল নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার বিকাশ ঘটাবেন৷ দলটি আগামী বছরগুলিতে নতুন প্রোটোটাইপ উন্মোচন করবে।
এই কাজটি আন্তর্জাতিক সম্মেলনে (PCIM, EPE) পেটেন্ট এবং বেশ কয়েকটি নিবন্ধ এবং উপস্থাপনার বিষয়।
