সংক্ষেপে বলতে গেলে, একটি PV বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল করার প্রক্রিয়াটিকে তিনটি মূল পর্যায়ে বিভক্ত করা যেতে পারে:শক্তি সংগ্রহ এবং অপ্টিমাইজেশান, DC-AC রূপান্তর, এবংগ্রিড-সংযুক্ত/বন্ধ-গ্রিড অভিযোজন. মৌলিক নীতি, মূল মডিউল এবং মূল প্রযুক্তির দৃষ্টিকোণ থেকে নিম্নলিখিতটি একটি বিশদ বিভাজন:
I. মূল কাজের উদ্দেশ্য
PV মডিউলগুলির আউটপুট বৈশিষ্ট্যগুলি আলোকসজ্জা এবং তাপমাত্রার জন্য অত্যন্ত সংবেদনশীল, আউটপুট ভোল্টেজ এবং বর্তমানের মধ্যে একটি অরৈখিক সম্পর্ক উপস্থাপন করে। অধিকন্তু, সরাসরি উত্পন্ন ডিসি পাওয়ার সরাসরি মেইন গ্রিডের সাথে সংযুক্ত হতে পারে না বা প্রচলিত এসি লোড চালাতে পারে না। অতএব, বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল দুটি মূল উদ্দেশ্য অর্জন করতে হবে:
পাওয়ার আউটপুট সর্বাধিক করুন: MPPT প্রযুক্তির মাধ্যমে যথাসম্ভব বিদ্যুৎ উৎপাদনের দক্ষতা উন্নত করতে রিয়েল টাইমে PV মডিউলগুলির সর্বাধিক পাওয়ার আউটপুট পয়েন্ট ট্র্যাক করুন৷
ওয়েভফর্ম এবং সিঙ্ক্রোনাইজেশন: গ্রিড-সংযুক্ত নিরাপত্তা বা বন্ধ-গ্রিড লোডের স্থিতিশীল অপারেশন নিশ্চিত করতে DC পাওয়ারকে সাইনোসয়েডাল এসি পাওয়ারে রূপান্তর করুন যা গ্রিডের মান (সামঞ্জস্যপূর্ণ ভোল্টেজ, ফ্রিকোয়েন্সি এবং পাওয়ার গ্রিডের সাথে ফেজ সহ) পূরণ করে।
২. ফটোভোলটাইক ইনভার্টারের মৌলিক কাজ প্রক্রিয়া
সবচেয়ে সাধারণ গ্রহণগ্রিড-সংযুক্ত PV ইনভার্টারএকটি উদাহরণ হিসাবে, সামগ্রিক কাজের প্রক্রিয়াটি চারটি ধাপে বিভক্ত করা যেতে পারে:
ধাপ 1: DC ইনপুট এবং ফিল্টারিং (DC-সাইড প্রসেসিং)
সিরিজ/সমান্তরাল-সংযুক্ত PV মডিউলগুলির দ্বারা ডিসি পাওয়ার আউটপুট একেবারে স্থিতিশীল নয়, আলোকসজ্জার পরিবর্তন এবং মডিউল বৈশিষ্ট্যের পার্থক্যের কারণে ভোল্টেজের লহর এবং বর্তমান ওঠানামা।
বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল প্রথম একটি মাধ্যমে DC পাওয়ারের সাথে সংযোগ করেডিসি ফিউজ(ওভারকারেন্ট সুরক্ষার জন্য) এবং কডিসি সার্জ অ্যারেস্টার(উত্থান সুরক্ষার জন্য)।
তারপর, একটি ফিল্টার সার্কিট গঠিতডিসি ফিল্টার ক্যাপাসিটার/ইনডাক্টরDC ভোল্টেজের ওঠানামাকে মসৃণ করতে ব্যবহৃত হয়, যা পরবর্তী রূপান্তর পর্যায়ের জন্য একটি স্থিতিশীল ডিসি ইনপুট প্রদান করে।
ধাপ 2: সর্বোচ্চ পাওয়ার পয়েন্ট ট্র্যাকিং (MPPT)
বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল বিদ্যুৎ উৎপাদন দক্ষতা উন্নত করার জন্য এটি একটি মূল লিঙ্ক। মূল নীতি হল রিয়েল টাইমে পিভি মডিউলগুলির আউটপুট ভোল্টেজ এবং কারেন্ট সনাক্ত করানিয়ন্ত্রণ অ্যালগরিদম, বর্তমান আউটপুট শক্তি গণনা করুন, এবং সর্বদা সর্বাধিক পাওয়ার আউটপুট বিন্দুতে PV মডিউলগুলি অপারেটিং রাখতে ইনভার্টারের DC ইনপুট ভোল্টেজকে গতিশীলভাবে সামঞ্জস্য করুন।
সাধারণ MPPT অ্যালগরিদম: বিক্ষিপ্ততা এবং পর্যবেক্ষণ (পিএন্ডও), ইনক্রিমেন্টাল কন্ডাক্টেন্স (আইএনসি)। তাদের মধ্যে, ক্রমবর্ধমান পরিবাহী পদ্ধতিতে উচ্চতর নির্ভুলতা রয়েছে এবং দ্রুত আলোকসজ্জার পরিবর্তন সহ পরিস্থিতিগুলির জন্য উপযুক্ত।
বাস্তবায়ন পদ্ধতি: একটি মাধ্যমে ডিসি ভোল্টেজ সামঞ্জস্য করুনDC-DC রূপান্তরকারী(যেমন একটি বুস্ট স্টেপ-আপ সার্কিট)। PV মডিউলের আউটপুট ভোল্টেজ কম হলে, বুস্ট সার্কিট এটিকে উল্টানোর জন্য উপযুক্ত একটি DC বাস ভোল্টেজে বাড়িয়ে দেয় (যেমন, 380V AC আউটপুটের সাথে সম্পর্কিত একটি 380V DC বাস)।
ধাপ 3: DC-AC রূপান্তর (কোর ইনভার্সন স্টেজ)
এটি বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল এর মূল ফাংশন, যা মূলত স্থিতিশীল ডিসি পাওয়ারকে সাইন ওয়েভের মতো এসি পাওয়ারে রূপান্তর করেপাওয়ার ইলেকট্রনিক সুইচিং ডিভাইস. বিভিন্ন টপোলজিক্যাল স্ট্রাকচার অনুসারে, এটি প্রধানত বিভক্তএকক-ফেজ ইনভার্টার(সিভিল লো-পাওয়ার অ্যাপ্লিকেশনের জন্য) এবংতিন-ফেজ ইনভার্টার(শিল্প এবং বাণিজ্যিক উচ্চ-পাওয়ার অ্যাপ্লিকেশনের জন্য), সামঞ্জস্যপূর্ণ মূল নীতিগুলির সাথে:
ডিভাইস স্যুইচিং: ইনসুলেটেড গেট বাইপোলার ট্রানজিস্টর (IGBTs) বা মেটাল-অক্সাইড-সেমিকন্ডাক্টর ফিল্ড-এফেক্ট ট্রানজিস্টর (MOSFETs) গৃহীত হয়, যেগুলি পাওয়ার কনভার্সনের জন্য "ইলেক্ট্রনিক সুইচ" এবং মাইক্রোকন্ট্রোলের মধ্যে -ডিএস অফ কন্ট্রোলে সম্পূর্ণ করতে পারে।
ইনভার্টার ব্রিজ টপোলজি: সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয়সম্পূর্ণ-ব্রিজ ইনভার্টার সার্কিট(একক-ফেজের জন্য 4টি স্যুইচিং ডিভাইস এবং তিনটি-ফেজের জন্য 6টি)। একটি উদাহরণ হিসাবে একক-ফেজ পূর্ণ-ব্রিজ সার্কিট নিন:
কন্ট্রোলার আউটপুটপালস প্রস্থ মডুলেশন (PWM) সংকেত4 IGBT-এর অন-অফ সিকোয়েন্স এবং ডিউটি চক্র নিয়ন্ত্রণ করতে।
পালস প্রস্থ সামঞ্জস্য করে, স্যুইচিং ডিভাইসগুলির দ্বারা "স্কোয়ার ওয়েভ পালস ট্রেন" আউটপুট একটি সাইন ওয়েভের কাছাকাছি এসি পাওয়ার তৈরি করতে ফিল্টার করা হয়।
এসি ফিল্টারিং: উল্টানোর পর এসি পাওয়ারে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি হারমোনিক্স থাকে, যা একটি দ্বারা ফিল্টার করা প্রয়োজনএলসি ফিল্টার সার্কিটবিশুদ্ধ সাইনোসয়েডাল এসি পাওয়ার পাওয়ার জন্য এসি ফিল্টার ইন্ডাক্টর এবং ক্যাপাসিটারগুলির সমন্বয়ে গঠিত।
ধাপ 4: গ্রিড-সংযুক্ত/বন্ধ-গ্রিড অভিযোজন এবং সুরক্ষা (AC-সাইড প্রসেসিং)
1. গ্রিড-সংযুক্ত ইনভার্টার: সিঙ্ক্রোনাইজেশন এবং গ্রিড সংযোগ
যদি বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল ব্যবহার করা হয় গ্রিড{0}}সংযুক্ত বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য, এটি নিশ্চিত করতে হবে যে আউটপুট এসি পাওয়ারএকই ফ্রিকোয়েন্সি, ফেজ এবং ভোল্টেজেপ্রধান গ্রিড হিসাবে:
রিয়েল-সময় পাওয়ার গ্রিডের মাধ্যমে ভোল্টেজ ফ্রিকোয়েন্সি এবং ফেজ সনাক্ত করেফেজ-লকড লুপ (পিএলএল) প্রযুক্তি, বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল দ্বারা এসি পাওয়ার আউটপুটের ফেজ এবং ফ্রিকোয়েন্সি সামঞ্জস্য করুন এবং পাওয়ার গ্রিডের সাথে সুনির্দিষ্ট সিঙ্ক্রোনাইজেশন অর্জন করুন।
একটি মাধ্যমে পাওয়ার গ্রিডের সাথে সংযোগ করুনএসি কন্টাক্টর, এবং এর মাধ্যমে গ্রিড-সংযুক্ত নিরাপত্তা নিশ্চিত করুনদ্বীপ সুরক্ষা, ওভারভোল্টেজ/আন্ডারভোল্টেজ সুরক্ষা, ওভারকারেন্ট সুরক্ষা, ফ্রিকোয়েন্সি সুরক্ষাইত্যাদি।
2. অফ-গ্রিড ইনভার্টার: সরাসরি পাওয়ার সাপ্লাই
যদি বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল একটি অফ-গ্রিড সিস্টেমে ব্যবহার করা হয় (যেমন, প্রত্যন্ত অঞ্চলে ফটোভোলটাইক পাওয়ার সাপ্লাই), ফিল্টার করা সাইনোসয়েডাল এসি পাওয়ার সরাসরি লোডগুলিতে সরবরাহ করা হয় (যেমন, গৃহস্থালীর যন্ত্রপাতি, শিল্প সরঞ্জাম)। এদিকে, স্থিতিশীল ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ অর্জনের জন্য এটি শক্তি স্টোরেজ ব্যাটারির সাথে একত্রিত করা যেতে পারে।
III. ফটোভোলটাইক ইনভার্টার এবং টপোলজিক্যাল পার্থক্যের প্রধান প্রকার
ইনভার্সন পর্যায়ের টপোলজিতে বিভিন্ন ধরনের ইনভার্টারের সামান্য পার্থক্য রয়েছে এবং বিভিন্ন পরিস্থিতিতে উপযুক্ত:
কেন্দ্রীয় ইনভার্টার(উচ্চ-শক্তি, শিল্প/বাণিজ্যিক ব্যবহার এবং ফটোভোলটাইক পাওয়ার প্লান্টের জন্য):
দত্তকপাওয়ার ফ্রিকোয়েন্সি ট্রান্সফরমার/উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ট্রান্সফরমারটপোলজি কিছু ট্রান্সফরমারবিহীন (অ-বিচ্ছিন্ন) প্রকার ক্যাপাসিটরের মাধ্যমে বিচ্ছিন্নতা অর্জন করে, যার শক্তি কয়েক মেগাওয়াটে পৌঁছায়। তারা উচ্চ সংহতকরণ এবং সুবিধাজনক অপারেশন এবং রক্ষণাবেক্ষণ দ্বারা চিহ্নিত করা হয়।
স্ট্রিং ইনভার্টার(মাঝারি এবং ছোট শক্তি, পরিবারের ব্যবহারের জন্য এবং বিতরণ করা ফটোভোলটাইক সিস্টেম):
প্রতিটি PV স্ট্রিং একটি স্বাধীন MPPT কন্ট্রোলার দিয়ে সজ্জিত, এবং ইনভার্সন স্টেজ একটি সম্পূর্ণ-ব্রিজ টপোলজি গ্রহণ করে। এটি প্রতিটি স্ট্রিংয়ের সর্বাধিক পাওয়ার পয়েন্টকে স্বাধীনভাবে ট্র্যাক করতে পারে, বিভিন্ন স্ট্রিংগুলির মধ্যে আলোকসজ্জার পার্থক্যের সাথে খাপ খাইয়ে নিতে পারে (যেমন, শেডিং)।
মাইক্রোইনভার্টার(নিম্ন-শক্তি, পরিবারের ফটোভোলটাইক সিস্টেমের জন্য):
PV মডিউলগুলির পিছনে সরাসরি ইনস্টল করা হয়েছে, একটি মডিউলের সাথে সম্পর্কিত একটি মাইক্রোইনভার্টার সহ, "মডিউল-লেভেল ইনভার্সন" উপলব্ধি করে। এটির সর্বোচ্চ MPPT নির্ভুলতা রয়েছে এবং এটি জটিল আলোকসজ্জা পরিবেশের জন্য উপযুক্ত।
IV মূল প্রযুক্তিগত সূচক এবং কর্মক্ষমতা প্রভাব
বিপরীত দক্ষতা: উচ্চ-গুণমানের বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল 98% এর বেশি (ইউরোপীয় দক্ষতা) সর্বোচ্চ দক্ষতা অর্জন করতে পারে, যা প্রধানত নির্ভর করে স্যুইচিং ডিভাইসের পরিবাহী ক্ষতি এবং MPPT এর ট্র্যাকিং নির্ভুলতার উপর।
মোট হারমোনিক বিকৃতি (THD): গ্রিড-সংযুক্ত ইনভার্টারগুলির জন্য 5% এর থেকে কম বা সমান THD প্রয়োজন৷ THD যত কম হবে, আউটপুট সাইন ওয়েভ তত বিশুদ্ধ হবে এবং পাওয়ার গ্রিডে হস্তক্ষেপ তত কম হবে।
এমপিপিটি দক্ষতা: সাধারণত 99% এর চেয়ে বড় বা সমান হতে হবে, যা সরাসরি ফটোভোলটাইক সিস্টেমের সামগ্রিক বিদ্যুৎ উৎপাদনকে প্রভাবিত করে।
সারাংশ
একটি PV বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল সারাংশ হয়পাওয়ার ইলেকট্রনিক স্যুইচিং ডিভাইসগুলিকে মূল হিসাবে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি মডুলেশনের মাধ্যমে পাওয়ার ফর্ম রূপান্তর উপলব্ধি করুন, নিয়ন্ত্রণ অ্যালগরিদমের মাধ্যমে পাওয়ার অপ্টিমাইজেশান এবং গ্রিড অভিযোজন অর্জন করার সময়। এর কাজের নীতির মূলটি রয়েছে:DC-DC রূপান্তরকারীর মাধ্যমে পাওয়ার অপ্টিমাইজেশন উপলব্ধি করা, PWM-মড্যুলেটেড ইনভার্টার ব্রিজের মাধ্যমে DC-AC রূপান্তর অর্জন করা, এবং ফেজ-লকড লুপ এবং সুরক্ষা সার্কিটের মাধ্যমে নিরাপদ গ্রিড সংযোগ নিশ্চিত করা. এই প্রক্রিয়াটি শুধুমাত্র পাওয়ার ইলেকট্রনিক প্রযুক্তির দ্রুত পরিবর্তনের বৈশিষ্ট্যগুলিকে ব্যবহার করে না বরং নিয়ন্ত্রণ তত্ত্বের সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণকেও একত্রিত করে, ফটোভোলটাইক পাওয়ার জেনারেশন সিস্টেমে শক্তির কার্যকর ব্যবহারের জন্য একটি মূল লিঙ্ক হিসেবে কাজ করে।
