ফটোভোল্টাইক স্টেশনের ধারণীশক্তির অনুপাত কিভাবে যৌক্তিকভাবে ডিজাইন করা যায়

বাড়তি বিশ্বব্যাপী নব্যশক্তির জন্য চাহিদা সঙ্গে, ফটোভল্টাইক বিদ্যুৎ উৎপাদন প্রযুক্তি দ্রুত উন্নয়ন লাভ করেছে। ফটোভল্টাইক বিদ্যুৎ উৎপাদন প্রযুক্তির মৌলিক বাহক হিসেবে, ফটোভল্টাইক বিদ্যুৎ খাতার ডিজাইনের যৌক্তিকতা বিদ্যুৎ উৎপাদনের দক্ষতা, চালু থাকার স্থিতিশীলতা এবং খাতার অর্থনৈতিক উপকারিতা উপর সরাসরি প্রভাব ফেলে। তার মধ্যে, ধারণীয়তা অনুপাত হিসেবে ফটোভল্টাইক বিদ্যুৎ খাতার ডিজাইনের একটি গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার হিসেবে, খাতার সমগ্র পারফরম্যান্সের উপর গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব ফেলে। এই পেপারের উদ্দেশ্য হল ফটোভল্টাইক বিদ্যুৎ খাতার ধারণীয়তা অনুপাত যৌক্তিকভাবে ডিজাইন করার উপায় আলোচনা করা এবং বিদ্যুৎ উৎপাদনের দক্ষতা এবং অর্থনৈতিকতা উন্নয়নের উপায় বিবেচনা করা।

০১ ফটোভল্টাইক স্টেশনের ক্ষমতা অনুপাতের বিবরণ
ফটোভল্টাইক স্টেশনের ক্ষমতা অনুপাত বোঝায় ফটোভল্টাইক মডিউলগুলির ইনস্টল ক্ষমতা এবং ইনভার্টার প্রতিরোধের ক্ষমতার অনুপাত।
ফটোভল্টাইক বিদ্যুৎ উৎপাদনের অস্থিতিশীলতা এবং এর পরিবেশের উপর বড় পরিমাণে নির্ভরতার কারণে, ফটোভল্টাইক মডিউলের ইনস্টল ক্ষমতা অনুযায়ী ১:১ কনফিগারেশন করা ফটোভল্টাইক ইনভার্টারের ক্ষমতা ব্যয় ঘটায়। সুতরাং ফটোভল্টাইক সিস্টেমের স্থিতিশীল চালু থাকার পূর্বশর্তে ফটোভল্টাইক সিস্টেমের বিদ্যুৎ উৎপাদনের দক্ষতা বাড়ানোর জন্য, অপ্টিমাল ক্ষমতা অনুপাত ডিজাইন হওয়া উচিত ১:১ এর চেয়ে বেশি। যৌক্তিক ক্ষমতা অনুপাত ডিজাইন শুধুমাত্র বিদ্যুৎ আউটপুট সর্বোচ্চ করতে সাহায্য করে না, বরং বিভিন্ন আলোকিত শর্তাবলীতে অভিযোজিত হয় এবং কিছু সিস্টেম ক্ষতি মোকাবেলা করতে পারে।

০২ আয়তন অনুপাতের প্রধান প্রভাবক
বিশেষ প্রকল্পের স্থিতি অনুযায়ী ক্ষমতা অনুপাতের ডিজাইনকে সম্পূর্ণভাবে বিবেচনা করা প্রয়োজন। ক্ষমতা অনুপাতের উপর প্রভাব ফেলে উপাদান অপচয়, সিস্টেম হার, আলোক বিকিরণ, উপাদান ইনস্টলেশনের কোণ ইত্যাদি। বিশেষ বিশ্লেষণ নিম্নরূপ।

১. উপাদান অপচয়
সাধারণ বয়স্ক অপচয়ের ক্ষেত্রে, বর্তমান উপাদানের প্রথম বছরের অপচয় প্রায় ১% এবং দ্বিতীয় বছর থেকে উপাদানের অপচয় একটি রেখাচিত্রের মতো পরিবর্তন দেখা যায় এবং ৩০ বছরের অপচয়ের হার প্রায় ১৩% হয়, অর্থাৎ উপাদানের বার্ষিক বিদ্যুৎ উৎপাদন হ্রাস পাচ্ছে এবং নির্ধারিত শক্তি আউটপুট ব্যবস্থাপনা করা সম্ভব নয়। তাই বিদ্যুৎ গেঞ্জারের জীবন চক্রের সমগ্র সময়ের জন্য উপাদানের অপচয়কে বিবেচনা করে ফটোভল্টাইক ক্ষমতা অনুপাতের ডিজাইন করা উচিত। এটি মেলে উপাদানের বিদ্যুৎ উৎপাদনকে সর্বোচ্চ করে এবং সিস্টেমের দক্ষতা বাড়ায়।

ফটোভল্টাইক মডিউলের ৩০-বছর রেখাচিত্রের শক্তি অপচয়

২. সিস্টেম হার
ফটোভোল্টাইক সিস্টেমে, ফটোভোল্টাইক মডিউল এবং ইনভার্টার আউটপুটের মধ্যে বিভিন্ন ক্ষতি রয়েছে, যাতে মডিউল শ্রেণীবদ্ধ এবং সমান্তরাল এবং ব্লক ধূলো ক্ষতি, ডিসি কেবল ক্ষতি, ফটোভোল্টাইক ইনভার্টার ক্ষতি ইত্যাদি অন্তর্ভুক্ত। প্রতিটি লিঙ্কের ক্ষতি ফটোভোল্টাইক পাওয়ার প্ল্যান্ট ইনভার্টারের আসল আউটপুট শক্তিকে প্রভাবিত করবে।

PVsyst PV পাওয়ার প্ল্যান্ট সিমুলেশন রিপোর্ট

চিত্রে যেমন দেখানো হয়েছে, প্রকল্পের বাস্তব কনফিগারেশন এবং অক্লুশন লস প্রকল্পের প্রয়োগে PVsyst দ্বারা সিমুলেট করা যেতে পারে; সাধারণত, ফটোভল্টাইক সিস্টেমের DC লস প্রায় 7-12% এবং ইনভার্টার লস প্রায় 1-2%, এবং মোট লস প্রায় 8-13%। সুতরাং, ফটোভল্টাইক মডিউলের ইনস্টলেশন ক্ষমতা এবং বাস্তব জেনারেশন ডেটা মধ্যে একটি লস বিচ্যুতি রয়েছে। যদি মডিউলের ইনস্টলেশন ক্ষমতা ফটোভল্টাইক ইনভার্টারের 1:1 ক্যাপাসিটি অনুপাত অনুযায়ী নির্বাচিত হয়, তবে ইনভার্টারের বাস্তব আউটপুট সর্বোচ্চ ক্ষমতা ইনভার্টারের নির্ধারিত ক্ষমতার প্রায় 90% মাত্র, যেখানে আলো সেরা থাকলেও, ইনভার্টার পূর্ণ ভারে নয়, ফলে ইনভার্টার এবং সিস্টেমের ব্যবহার কমে যায়।

3. আলোক বিকিরণ বিভিন্ন অঞ্চলে পরিবর্তিত হয়
এই উপাদানটি শুধুমাত্র STC চালনা শর্তাবলীতে (STC চালনা শর্তাবলী: আলোক তীব্রতা 1000W/m², ব্যাটারির তাপমাত্রা 25°C এবং বায়ুমন্ডলীয় গুণবত্তা 1.5) নির্ধারিত ক্ষমতা আউটপুট পৌঁছাতে পারে, যদি চালনা শর্তগুলি STC শর্তাবলীতে পৌঁছায় না, তবে ফটোভল্টাইক মডিউলের আউটপুট ক্ষমতা অবশ্যই তার নির্ধারিত ক্ষমতার চেয়ে কম হবে, এবং এক দিনের মধ্যে আলোক সম্পদের সময় বিতরণ STC শর্তাবলীতে সকল ক্ষেত্রে মেলে না, মূলত সকাল, মধ্যাহ্ন এবং সন্ধ্যায় জ্যোতির্মাত্রা এবং তাপমাত্রার মধ্যে পার্থক্যের কারণে; একইসাথে, বিভিন্ন অঞ্চলের জ্যোতির্মাত্রা এবং পরিবেশ ফটোভল্টাইক মডিউলের বিদ্যুৎ উৎপাদনের উপর ভিন্ন প্রভাব ফেলে, তাই প্রাথমিক প্রকল্পের প্রয়োজন হয় স্থানীয় আলোক সম্পদের ডেটা বিশেষ অঞ্চল অনুযায়ী বুঝতে এবং ডেটা গণনা করতে।

জাতীয় প্রতিরোধ বিভাগের বায়ু ও সৌর শক্তি মূল্যায়ন কেন্দ্রের শ্রেণীবদ্ধকরণ মানের অনুযায়ী, বিভিন্ন অঞ্চলের জ্যোতির্বৈদ্যুতিক উজ্জ্বলতা নির্দিষ্ট ডেটা জানা যায়, এবং বার্ষিক মোট সৌর বিকিরণ চারটি শ্রেণীতে বিভক্ত হয়:

বার্ষিক মোট সৌর বিকিরণের শ্রেণীবদ্ধকরণ

অতএব, একই সম্পদ এলাকায়ও সারা বছরের বিকিরণের পরিমাণে বড় পার্থক্য রয়েছে। এটি বোঝায় যে একই সিস্টেম কনফিগারেশন, অর্থাৎ একই ক্ষমতা অনুপাতের অধীনে বিদ্যুৎ উৎপাদন একই নয়। একই বিদ্যুৎ উৎপাদন করার জন্য, আয়তন অনুপাত পরিবর্তন করে এটি সম্ভব।

৪. উপাদান ইনস্টলেশনের কোণ
একই প্রকল্পে ব্যবহারকারী-পাশের ফটোভল্টিক বিদ্যুৎ স্টেশনের জন্য ভিন্ন ধরণের ছাদ থাকতে পারে, এবং ভিন্ন ছাদের ধরনের অনুযায়ী ভিন্ন উপাদান ডিজাইন কোণগুলি জড়িত হবে, এবং তদনুসারে উপাদানগুলি গ্রহণ করা বিকিরণও ভিন্ন হবে। উদাহরণস্বরূপ, ঝেজিয়াং প্রদেশের একটি শিল্প ও বাণিজ্যিক প্রকল্পে রঙিন স্টিল টাইল ছাদ এবং কনক্রিট ছাদ রয়েছে, এবং ডিজাইন কোণগুলি যথাক্রমে 3° এবং 18°। ভিন্ন কোণের জন্য PV দ্বারা সিমুলেট করা ঢালু তলের বিকিরণ ডেটা নিচের ছবিতে দেখানো হয়েছে। তা থেকে দেখা যায় যে ভিন্ন কোণে ইনস্টল করা উপাদানগুলি গ্রহণ করা বিকিরণ ভিন্ন। যদি বিতরণ ছাদটি বেশিরভাগই টাইল দিয়ে তৈরি হয়, তবে একই ক্ষমতার উপাদানগুলির আউটপুট শক্তি নির্দিষ্ট কোণের তুলনায় কম হবে।

3° কোণের মোট বিকিরণ

18° কোণের মোট বিকিরণ

03 ক্ষমতা অনুপাত ডিজাইন ধারণা
উপরোক্ত বিশ্লেষণ অনুযায়ী, ক্ষমতা অনুপাতের ডিজাইনটি মূলত উল্টো চার্জারের DC এক্সেস ক্ষমতা পরিবর্তনের মাধ্যমে বিদ্যুৎ খাতের সামগ্রিক উপকারিতা বাড়ানোর জন্য। বর্তমানে, ক্ষমতা অনুপাতের কনফিগারেশন পদ্ধতি মূলত ক্ষতিপূরণমূলক অতিরিক্ত ম্যাচিং এবং সক্রিয় অতিরিক্ত ম্যাচিংয়ে বিভক্ত।

১. ক্ষতিপূরণমূলক অতিরিক্ত ম্যাচিং
ক্ষতিপূরণমূলক অতিরিক্ত ম্যাচিং বোঝায় যে আলোক অনুপাত সর্বোত্তম হওয়ার সময় উল্টো চার্জার পূর্ণ ভার আউটপুট পৌঁছাতে পারে। এই পদ্ধতিতে শুধুমাত্র ফটোভোল্টেয়ার পদ্ধতিতে আংশিক ক্ষতি বিবেচনা করা হয়, যা ঘটনার মাধ্যমে উপাদানের ক্ষমতা বাড়ানোর (যেমন নিচের ছবিতে দেখানো হয়েছে) মাধ্যমে ট্রান্সমিশন প্রক্রিয়ার মধ্যে সিস্টেমের শক্তি ক্ষতি ক্ষতিপূরণ করতে পারে, যাতে উল্টো চার্জার আসল ব্যবহারে পূর্ণ ভার আউটপুট প্রভাব থাকে এবং ক্লিপিং ক্ষতি নেই।

ক্ষতিপূরণ অতিরিক্ত ম্যাচিং ডায়াগ্রাম

২. সক্রিয় অতিরিক্ত ম্যাচিং
একটিভ ওভারম্যাচিং হলো কম্পেনসেশন ওভারম্যাচিং-এর ভিত্তিতে ফটোভল্টাইক মডিউলগুলির ধারণক্ষমতা বাড়াতে থাকা (অনুযায়ী নিচের ছবি)। এই পদ্ধতি শুধুমাত্র সিস্টেম লস বিবেচনা করে না, বরং বিনিয়োগ খরচ এবং আয় এমনকি অন্যান্য ফ্যাক্টর গুলোকেও সম্পূর্ণভাবে বিবেচনা করে। লক্ষ্য হলো সিস্টেমের গড় বিদ্যুৎ খরচ (LCOE) কমাতে ইনভার্টারের পূর্ণ কাজের সময় এক্টিভভাবে বাড়িয়ে ধরা, এবং ঘটক বৃদ্ধির সঙ্গে সিস্টেমের বিদ্যুৎ উৎপাদন আয়ের মধ্যে একটি সামঞ্জস্য খুঁজে পাওয়া। যেমন দুর্বল আলোক শর্তেও, ইনভার্টার পূর্ণ ভারে কাজ করে, এভাবে পূর্ণ ভারের কাজের সময় বাড়ে; তবে সিস্টেমের আসল বিদ্যুৎ উৎপাদন বক্ররেখা ছবিতে দেখা যায় যে "পিক কাটা" ঘটনা ঘটে এবং কিছু সময়ের জন্য সীমিত উৎপাদনের অবস্থায় থাকে। তবে উপযুক্ত ধারণক্ষমতা অনুপাতে, সিস্টেমের সমগ্র LCOE সবচেয়ে কম হয়, অর্থাৎ লাভ বাড়ে।

একটিভ ওভারম্যাচিং ডায়াগ্রাম

নিচের চিত্রে দেখানো হয়েছে, ধারণক্ষমতা অনুপাতের বৃদ্ধির সাথে LCOE আরও কমে যায়। পূর্ণাংশ বাড়িয়ে দেওয়া বিন্দুতে, পদ্ধতির LCOE সবচেয়ে কম মানে পৌঁছায় না। যখন ধারণক্ষমতা অনুপাতটি আরও বেশি বাড়িয়ে একটি সক্রিয় বাড়িয়ে দেওয়া বিন্দুতে পৌঁছায়, তখন পদ্ধতির LCOE সবচেয়ে কম মানে পৌঁছে এবং ধারণক্ষমতা অনুপাতটি আরও বেশি বাড়লে এরপর LCOE বাড়তে শুরু করে। সুতরাং, সক্রিয় অতিরিক্ত ম্যাচিং বিন্দুটি পদ্ধতির অপটিমাল ধারণক্ষমতা অনুপাত।

LOCE/ ধারণক্ষমতা অনুপাত চিত্র

ইনভার্টারের জন্য, পদ্ধতির সর্বনিম্ন LCOE পূরণ করতে হলে যথেষ্ট DC পাশের অতিরিক্ত বরাদ্দ ক্ষমতা প্রয়োজন, এটি বিভিন্ন অঞ্চলের জন্য বিশেষ করে উজ্জ্বলতা শর্তের খারাপ অঞ্চলের জন্য একটি উচ্চ সক্রিয় অতিরিক্ত বরাদ্দ প্রণালী প্রয়োজন যা ইনভার্টারের নির্দিষ্ট আউটপুট সময় বাড়িয়ে দেয় এবং পদ্ধতির LCOE সর্বাধিক হ্রাস ঘটায়।

04 নিষ্কর্ষ এবং পরামর্শ
সার্বিকভাবে বলতে গেলে, পূরক অতি-নির্ধারণ এবং সক্রিয় অতি-নির্ধারণ পদ্ধতি সৌরশক্তি ব্যবস্থার দক্ষতা উন্নয়নের জন্য কার্যকর উপায়। তবে প্রত্যেকটিরই নিজস্ব ফোকাস রয়েছে। পূরক অতি-মিলন মূলত ব্যবস্থার ক্ষতির পূরণে ফোকাস করে, অন্যদিকে সক্রিয় অতি-মিলন ব্যয় বৃদ্ধি এবং আয় উন্নয়নের মধ্যে একটি সন্তুলন খুঁজে বেড়ায়। সুতরাং, আসল প্রকল্পে প্রকল্পের প্রয়োজনীয়তার ভিত্তিতে উপযুক্ত ধারণা নির্বাচনের জন্য সম্পূর্ণ বিবেচনা করা উচিত।