ফটোভোল্টাইক শক্তি উৎসের পেছনের মূল ধারণাগুলোর একটি সংক্ষিপ্ত বিবরণ
পদ্ধতিগতভাবে দলে ভাগ করা
ফটোভোল্টাইক সিস্টেম দুই প্রকারের হয়: যেগুলি গ্রিডের সাথে সংযুক্ত না হয়ে কাজ করে এবং যেগুলি সংযুক্ত থাকে।
একটি স্বাধীন পিভি সিস্টেম অফ-গ্রিড বিকল্প হিসেবেও পরিচিত। একটি সোলার সেল মডিউল, একটি মোটর এবং একটি অ্যাকুমুলেটর এই সিস্টেমের প্রধান অংশগুলো তৈরি করে। অল্টারনেটিং কারেন্ট (এসি) ব্যবহার করে এমন কোনো লোডকে শক্তি জোগানোর জন্য আপনাকে একটি এসি কনভার্টার স্থাপন করতে হবে। স্ট্যান্ড-অ্যালোন ফটোভোলটাইক প্ল্যান্টগুলোর মধ্যে বিভিন্ন ধরনের স্বনির্ভর বিদ্যুৎ ব্যবস্থা অন্তর্ভুক্ত, যেমন সোলার হোম পাওয়ার সিস্টেম, গ্রামীণ বিদ্যুৎ ব্যবস্থা এবং স্টোরেজ ব্যাটারিসহ ফটোভোলটাইক পাওয়ার সিস্টেম। এই সিস্টেমগুলো নিজে নিজেই কাজ করতে পারে এবং বিভিন্ন কাজে ব্যবহৃত হয়, যেমন কন্টাক্ট সিগন্যালে শক্তি জোগানো, ক্যাথোড থেকে সুরক্ষা প্রদান এবং সৌরশক্তি দিয়ে রাস্তা আলোকিত করা।
২. অন-গ্রিড শক্তি ব্যবস্থা সোলার প্যানেল থেকে উৎপন্ন ডাইরেক্ট কারেন্ট (ডিসি) বিদ্যুৎকে অল্টারনেটিং কারেন্ট (এসি) বিদ্যুতে রূপান্তরিত করে, যা শহরের পাওয়ার গ্রিডের সাথে কাজ করে। এর ফলে এটি সরাসরি পাবলিক গ্রিডের সাথে সংযুক্ত হতে পারে। এগুলোকে "গ্রিড-সংযুক্ত" ইউনিট বলা হতে পারে এবং এগুলোতে ব্যাটারি থাকতেও পারে বা নাও থাকতে পারে। যে পাওয়ার সিস্টেমটি গ্রিডের সাথে সংযুক্ত এবং যাতে অ্যাকুমুলেটর থাকে, সেটিকে প্রয়োজন অনুযায়ী গ্রিডের সাথে সংযোগ বা সংযোগ বিচ্ছিন্ন করার জন্য সহজেই প্রোগ্রাম করা যায়। বাড়ির জন্য গ্রিড-সংযুক্ত পিভি সিস্টেমে সাধারণত অ্যাকুমুলেটর থাকে। অন্যদিকে, বড় সিস্টেমগুলোতে সাধারণত অ্যাকুমুলেটরবিহীন গ্রিড-সংযুক্ত পিভি সিস্টেম থাকে, যেগুলোকে সময়সূচী অনুযায়ী চালানো যায় না এবং যেগুলোতে ব্যাকআপ পাওয়ার থাকে না। জাতীয় পাওয়ার গ্রিডের সাথে সংযুক্ত বড় ফটোভোল্টাইক পাওয়ার প্ল্যান্টগুলো গ্রিড-সংযুক্ত সৌর বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য ব্যবহৃত হয়। এই প্ল্যান্টগুলো থেকে উৎপন্ন শক্তি গ্রিডের মাধ্যমে সরাসরি বাড়ি এবং ব্যবসায়িক প্রতিষ্ঠানে পৌঁছে যায়। অন্যদিকে, এই ধরনের পাওয়ার প্ল্যান্টে অর্থ বিনিয়োগ করা অনেক ব্যয়বহুল, নির্মাণে দীর্ঘ সময় লাগে, প্রচুর জায়গা দখল করে এবং সম্প্রতি এ ক্ষেত্রে তেমন কোনো অগ্রগতি দেখা যায়নি। বেশিরভাগ গ্রিড-সংযুক্ত পিভি হলো ছোট আকারের এবং ছড়িয়ে ছিটিয়ে থাকা, যেমন ভবনের ভেতরে বসানো সোলার প্যানেল। এর কারণ হলো, এটি নির্মাণ করতে খুব কম অর্থ লাগে, দ্রুত করা যায়, পরিবেশের উপর এর প্রভাব কম এবং এর শক্তিশালী রাজনৈতিক সমর্থন রয়েছে।
হার্ডওয়্যারের অংশ
একটি ফটোভোলটাইক পাওয়ার সিস্টেমে একটি সোলার অ্যারে, একটি স্টোরেজ ব্যাটারি, একটি চার্জ ও ডিসচার্জ কন্ট্রোলার, একটি ইনভার্টার, একটি এসি ডিস্ট্রিবিউশন বক্স, একটি সোলার ট্র্যাকিং কন্ট্রোল সিস্টেম এবং অন্যান্য গুরুত্বপূর্ণ অংশ অন্তর্ভুক্ত থাকে।
কিছু নির্দিষ্ট সরঞ্জাম এইভাবে কাজ করে:
সৌর শক্তি ডিভাইস
সূর্য বা অন্যান্য আলোর উৎস থেকে আসা আলোর মতো আলো কোষকে শক্তি গ্রহণ করতে এবং এর উভয় প্রান্তে একটি বিজোড় চার্জ তৈরি করতে সাহায্য করে। একে "ফটো-জেনারেটেড ভোল্টেজ" বলা হয়। অনেকে এই প্রভাবকে ফটোইলেকট্রিক এফেক্ট বা আলোক-বৈদ্যুতিক প্রভাব বলে থাকেন। আলোকে বিদ্যুতে পরিণত করার জন্য, একটি সৌর কোষের দুই প্রান্তের মধ্যে একটি তড়িৎচালক বল উপস্থিত থাকতে হবে। একে সোলার এফেক্ট বা সৌর প্রভাব বলা হয়। সৌর কোষের সাহায্যে শক্তিকে অন্য কিছুতে পরিবর্তন করা সহজ। সৌর কোষ তিন ধরনের সিলিকন কোষ দিয়ে তৈরি: অ্যামরফাস সিলিকন সোলার সেল, পলি-ক্রিস্টালাইন সিলিকন সোলার সেল এবং মনো-ক্রিস্টালাইন সিলিকন সোলার সেল।
একটি ব্যাটারি যা শক্তি সঞ্চয় করে
যখন সোলার সেল অ্যারে চালু করা হয়, তখন ইউটিলিটি মডেলটি এর উৎপাদিত শক্তি সঞ্চয় করতে পারে এবং দিনের যেকোনো সময় লোডে তা সরবরাহ করতে পারে। সোলার সেল থেকে শক্তি উৎপাদনের জন্য, সেগুলোকে সস্তা, দীর্ঘস্থায়ী, ভারী ডিসচার্জ ভালোভাবে সহ্য করতে সক্ষম, দ্রুত চার্জযোগ্য এবং প্রায় কোনো রক্ষণাবেক্ষণের প্রয়োজন হয় না এমন হতে হবে। এছাড়াও, সেগুলোকে বিভিন্ন তাপমাত্রার পরিসরে কাজ করতে সক্ষম হতে হবে।
চার্জ এবং ডিসচার্জের জন্য নিয়ন্ত্রণ
আপনার কোনো সাহায্য ছাড়াই, এই যন্ত্রটি ব্যাটারিকে খুব দ্রুত চার্জ বা ডিসচার্জ হওয়া থেকে আটকাতে পারে। একটি ব্যাটারি কতবার এবং কতটা গভীরভাবে ডিসচার্জ হয়, তার উপর নির্ভর করে এটি কতদিন টিকবে। এই কারণেই একটি চার্জ ও ডিসচার্জ মনিটর থাকা খুব জরুরি, যা ব্যাটারিতে খুব বেশি বা খুব কম শক্তি জমা হওয়া প্রতিরোধ করতে পারে।
এসি হলো ডিসি-র বিপরীত, এবং একটি জেনারেটর ডিসি-কে এসি-তে রূপান্তরিত করে।
এমন কিছু যা ডাইরেক্ট কারেন্টকে (ডিসি) অল্টারনেটিং কারেন্টে (ডিসি) রূপান্তরিত করে। লোডটি এসি, কিন্তু সোলার সেল এবং ব্যাটারিগুলো ডিসি, তাই একটি সুইচের প্রয়োজন হয়। কাজের পদ্ধতির উপর ভিত্তি করে, ইনভার্টারকে দুটি ভাগে ভাগ করা যায়: একটি সোলার ইনভার্টার যা নিজে নিজে কাজ করে এবং অন্যটি যা পাওয়ার গ্রিডের সাথে সংযুক্ত থাকে। আপনি যদি বিদ্যুৎ তৈরির জন্য শুধুমাত্র সোলার সেল ব্যবহার করেন, তবে একটি স্ট্যান্ড-অ্যালোন জেনারেটরের সাহায্যে অন্য কোনো লোড চালাতে পারেন। পাওয়ার গ্রিডের সাথে সংযুক্ত সোলার ট্রান্সফরমারটিই সোলার পাওয়ার সিস্টেমকে গ্রিডের সাথে কাজ করতে সক্ষম করে। ইনভার্টার দুই ধরনের হয়: সাইন ওয়েভ ইনভার্টার এবং স্কয়ার ওয়েভ ইনভার্টার। একটি স্কয়ার-ওয়েভ কনভার্টার সার্কিট তৈরি করা সহজ এবং সস্তা, কিন্তু এতে একটি বড় হারমোনিক কম্পোনেন্ট থাকে। সাধারণত কয়েকশ ওয়াট বা তার কম হারমোনিক চাহিদার জন্য এটি ব্যবহৃত হয়। সাইন ওয়েভ ইনভার্টারগুলো ব্যয়বহুল, কিন্তু এগুলো দিয়ে বিভিন্ন ধরনের কাজ করা যায়।
একটি গ্যাজেট যা সৌর ট্র্যাকিং নিয়ন্ত্রণ করে
বসন্ত, গ্রীষ্ম, শরৎ এবং শীতকালে সূর্যোদয় ও সূর্যাস্তের সাথে সাথে সারা বছর সূর্যের আলোর কোণ পরিবর্তিত হয়। এর কারণ হলো সিস্টেমগুলো একটি নির্দিষ্ট স্থানে থাকে। যাতে এগুলো সবচেয়ে ভালোভাবে কাজ করে, সেজন্য সোলার সেলগুলোকে সর্বদা সূর্যের দিকে মুখ করে রাখা উচিত। বর্তমানে, সান ট্র্যাকিং ডিভাইসটিকে বছরের বিভিন্ন সময়ে সূর্য কোন কোণে আছে তা বের করার জন্য এর দ্রাঘিমাংশ এবং অক্ষাংশ ব্যবহার করতে হয়। পিএলসি, মাইক্রোকন্ট্রোলার বা কম্পিউটার সফটওয়্যার বছরের সব সময় সূর্যের অবস্থান পর্যবেক্ষণ করবে। ট্র্যাকিং অর্জনের জন্য সূর্যের অবস্থান গণনা করে এটি করা হয়। এতে কম্পিউটার ডেটা থিওরি ব্যবহার করা হয় এবং এর জন্য পৃথিবীর দ্রাঘিমাংশ ও অক্ষাংশের ডেটা এবং সেটিংস প্রয়োজন। একবার এটি স্থাপন করা হলে, সরানো বা খুলে ফেলা সহজ নয়; প্রতিবার ডেটা এবং প্যারামিটারগুলো পুনরায় সেট করতে হয়। এর মূলনীতি, সার্কিট, প্রযুক্তি এবং সরঞ্জামগুলো জটিল, এবং যারা পেশাদার নন তারা সহজে এগুলো পরিবর্তন করতে পারেন না। স্মার্ট সোলার ট্র্যাকার দ্রুতগামী গাড়ি এবং ট্রেনের পাশাপাশি জাহাজ, নৌবাহিনী, জরুরি যোগাযোগ যান এবং বিশেষ যুদ্ধযানে স্থাপন করা যেতে পারে। স্মার্ট সান ট্র্যাকারটি নিশ্চিত করতে পারে যে সূর্য যেখানেই যাক বা যেদিকেই ঘুরুক না কেন, সিস্টেমটি তার গতিপথ অনুসরণ করে চলবে।
সৌরশক্তি দিয়ে আপনি যা করতে পারেন
সেমিকন্ডাক্টরের পারস্পরিক ক্রিয়ার ফোটোভোল্টাইক প্রভাবের উপর ভিত্তি করেই ফোটোভোল্টাইক (পিভি) বিদ্যুৎ উৎপাদন ব্যবস্থা গড়ে ওঠে। এটি আলোকে বিদ্যুতে রূপান্তরিত করে। একটি সোলার সেল হলো এর সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ অংশ। সোলার সেলগুলোকে সারিবদ্ধভাবে স্থাপন করে এবং সেগুলোকে সুরক্ষিত রেখে বড় আকারের সোলার মডিউল তৈরি করা যায়। এরপর এই মডিউলগুলোকে পাওয়ার কন্ট্রোলার এবং অন্যান্য যন্ত্রাংশের সাথে একত্রিত করে একটি ফোটোভোল্টাইক বিদ্যুৎ উৎপাদনকারী যন্ত্র তৈরি করা যায়। পিভি ব্যবস্থাটি উন্নততর, কারণ সূর্য সর্বত্র কিরণ দেয় বলে এটি আরও বেশি জায়গায় ব্যবহার করা যায়। পিভি সিস্টেমের অন্যান্য সুবিধাগুলো হলো এটি নিরাপদ ও নির্ভরযোগ্য, শব্দ বা দূষণ সৃষ্টি করে না, জ্বালানি ব্যবহার করে না এবং এর ক্যাবল লাইনগুলো ঘটনাস্থলেই স্থাপন করা যায়, যা নির্মাণ প্রক্রিয়াকে দ্রুততর করে। ফোটোভোল্টাইক প্রভাবের ধারণার উপর ভিত্তি করে, ফোটোভোল্টাইক বিদ্যুৎ ব্যবস্থা সোলার সেল ব্যবহার করে সরাসরি সূর্যালোককে বিদ্যুতে রূপান্তরিত করে। একটি ফোটোভোল্টাইক পাওয়ার সিস্টেম প্রধানত সোলার প্যানেল (যাকে মডিউলও বলা হয়), কন্ট্রোলার এবং ইনভার্টার দিয়ে গঠিত। এটি নিজে নিজে অথবা পাওয়ার গ্রিডের সাথে সংযুক্ত করে ব্যবহার করা যেতে পারে। যেহেতু এর বেশিরভাগ অংশই বৈদ্যুতিক, যান্ত্রিক নয়, তাই পিভি সরঞ্জামগুলো খুব ভালোভাবে তৈরি, নির্ভরযোগ্য, দীর্ঘস্থায়ী এবং স্থাপন ও রক্ষণাবেক্ষণ করা সহজ। ফটোভোল্টাইক প্রযুক্তি মহাকাশযান থেকে শুরু করে বাড়ি, গেম থেকে মেগাওয়াট-স্কেল বিদ্যুৎ কেন্দ্র এবং আরও অনেক কিছুর জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।
সৌর কোষ, যা মনো-ক্রিস্টালাইন সিলিকন, পলি-ক্রিস্টালাইন সিলিকন, অ্যামরফাস সিলিকন এবং থিন ফিল্ম সেলের মতো ওয়েফার আকারে পাওয়া যায়, হলো সৌর ফটোভোল্টাইকের সবচেয়ে মৌলিক অংশ। বর্তমানে, ছোট সিস্টেম এবং কম্পিউটারের ব্যাকআপ পাওয়ারের জন্য সিঙ্গেল ক্রিস্টাল এবং পলি-ক্রিস্টাল ব্যাটারিই সবচেয়ে জনপ্রিয় অ্যামরফাস ব্যাটারি।
