সোলার ইন্টিগ্রেশন: ইনভার্টার এবং গ্রিড পরিষেবার বেসিক

ইনভার্টার কি?

একটি বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল একটি সৌর শক্তি সিস্টেমের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ সরঞ্জামগুলির মধ্যে একটি। এটি এমন একটি ডিভাইস যা সরাসরি কারেন্ট (DC) বিদ্যুৎকে রূপান্তরিত করে, যা একটি সৌর প্যানেল তৈরি করে, বিকল্প কারেন্ট (AC) বিদ্যুতে, যা বৈদ্যুতিক গ্রিড ব্যবহার করে। ডিসিতে, বিদ্যুৎ এক দিকে ধ্রুবক ভোল্টেজে বজায় রাখা হয়। AC-তে, বিদ্যুৎ সার্কিটের উভয় দিকে প্রবাহিত হয় কারণ ভোল্টেজ ধনাত্মক থেকে ঋণাত্মক হয়ে যায়। ইনভার্টার হল এক শ্রেণীর ডিভাইসের উদাহরণ মাত্রপাওয়ার ইলেকট্রনিক্স that regulate the flow of electrical power.

মৌলিকভাবে, একটি বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল খুব দ্রুত একটি ডিসি ইনপুটের দিক পরিবর্তন করে ডিসি-টু-এসি রূপান্তর সম্পন্ন করে। ফলস্বরূপ, একটি ডিসি ইনপুট একটি এসি আউটপুটে পরিণত হয়। উপরন্তু, ফিল্টার এবং অন্যান্য ইলেকট্রনিক্স একটি ভোল্টেজ তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে যা একটি পরিষ্কার, পুনরাবৃত্তিকারী সাইন তরঙ্গ হিসাবে পরিবর্তিত হয় যা পাওয়ার গ্রিডে ইনজেকশন করা যেতে পারে। সাইন ওয়েভ হল একটি আকৃতি বা প্যাটার্ন যা সময়ের সাথে সাথে ভোল্টেজ তৈরি করে এবং এটি শক্তির প্যাটার্ন যা গ্রিড বৈদ্যুতিক সরঞ্জামের ক্ষতি না করে ব্যবহার করতে পারে, যা নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সি এবং ভোল্টেজগুলিতে কাজ করার জন্য তৈরি করা হয়।

প্রথম ইনভার্টারগুলি 19 শতকে তৈরি হয়েছিল এবং যান্ত্রিক ছিল। একটি স্পিনিং মোটর, উদাহরণস্বরূপ, ক্রমাগত পরিবর্তন করতে ব্যবহৃত হবে যে ডিসি উত্সটি সামনে বা পিছনে সংযুক্ত ছিল কিনা। আজ আমরা ট্রানজিস্টর থেকে বৈদ্যুতিক সুইচ তৈরি করি, সলিড-স্টেট ডিভাইস যেখানে চলমান যন্ত্রাংশ নেই। ট্রানজিস্টর সিলিকন বা গ্যালিয়াম আর্সেনাইডের মতো অর্ধপরিবাহী পদার্থ দিয়ে তৈরি। তারা বাইরের বৈদ্যুতিক সংকেতের প্রতিক্রিয়া হিসাবে বিদ্যুতের প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করে।

আপনার যদি একটি গৃহস্থালী সৌর সিস্টেম থাকে, তাহলে আপনার বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল সম্ভবত বিভিন্ন ফাংশন সম্পাদন করে। আপনার সৌর শক্তিকে এসি শক্তিতে রূপান্তর করার পাশাপাশি, এটি সিস্টেমটি নিরীক্ষণ করতে পারে এবং কম্পিউটার নেটওয়ার্কগুলির সাথে যোগাযোগের জন্য একটি পোর্টাল সরবরাহ করতে পারে। Solar-plusâব্যাটারি স্টোরেজ সিস্টেমগুলি বিভ্রাটের ক্ষেত্রে গ্রিড থেকে কোনও সমর্থন ছাড়াই কাজ করার জন্য উন্নত ইনভার্টারগুলির উপর নির্ভর করে, যদি সেগুলি এটি করার জন্য ডিজাইন করা হয়।

একটি ইনভার্টার-ভিত্তিক গ্রিডের দিকে

ঐতিহাসিকভাবে, বৈদ্যুতিক শক্তি প্রধানত একটি জ্বালানী পোড়ানো এবং বাষ্প তৈরি করে উত্পন্ন হয়েছে, যা তারপর একটি টারবাইন জেনারেটর ঘোরায়, যা বিদ্যুৎ তৈরি করে। এই জেনারেটরগুলির গতি ডিভাইসটি ঘোরার সাথে সাথে এসি শক্তি উৎপন্ন করে, যা ফ্রিকোয়েন্সি বা সাইন তরঙ্গের পুনরাবৃত্তির সংখ্যাও সেট করে। পাওয়ার ফ্রিকোয়েন্সি বৈদ্যুতিক গ্রিডের স্বাস্থ্য নিরীক্ষণের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ সূচক। উদাহরণ স্বরূপ, যদি খুব বেশি লোড হয়—অনেক বেশি ডিভাইস শক্তি খরচ করে—তাহলে গ্রিড থেকে শক্তি সরবরাহ করা যায় তার চেয়ে দ্রুত সরানো হয়। ফলস্বরূপ, টারবাইনগুলি ধীর হয়ে যাবে এবং এসির ফ্রিকোয়েন্সি হ্রাস পাবে। যেহেতু টারবাইনগুলি বিশাল ঘূর্ণায়মান বস্তু, তারা কম্পাঙ্কের পরিবর্তনগুলিকে প্রতিহত করে ঠিক যেমন সমস্ত বস্তু তাদের গতির পরিবর্তনকে প্রতিরোধ করে, একটি বৈশিষ্ট্য যা জড়তা নামে পরিচিত।

গ্রিডে যত বেশি সোলার সিস্টেম যুক্ত হচ্ছে, তত বেশি ইনভার্টার আগের চেয়ে গ্রিডে যুক্ত হচ্ছে। বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল-ভিত্তিক প্রজন্ম যেকোন ফ্রিকোয়েন্সিতে শক্তি উৎপাদন করতে পারে এবং বাষ্প-ভিত্তিক প্রজন্মের মতো একই জড়তা বৈশিষ্ট্য নেই, কারণ এতে কোনও টারবাইন জড়িত নেই। ফলস্বরূপ, আরও ইনভার্টার সহ একটি বৈদ্যুতিক গ্রিডে স্থানান্তরের জন্য আরও স্মার্ট ইনভার্টার তৈরি করতে হবে যা ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তন এবং গ্রিড অপারেশনের সময় ঘটে যাওয়া অন্যান্য বাধাগুলির প্রতিক্রিয়া জানাতে পারে এবং সেই বাধাগুলির বিরুদ্ধে গ্রিডকে স্থিতিশীল করতে সহায়তা করে৷

গ্রিড পরিষেবা এবং ইনভার্টার

গ্রিড অপারেটররা বিভিন্ন গ্রিড পরিষেবা প্রদান করে বৈদ্যুতিক সিস্টেমে বিদ্যুৎ সরবরাহ এবং চাহিদা পরিচালনা করে। গ্রিড পরিষেবাগুলি হল গ্রিড অপারেটররা সিস্টেম-ব্যাপী ভারসাম্য বজায় রাখতে এবং বিদ্যুৎ সঞ্চালন আরও ভালভাবে পরিচালনা করার জন্য কাজ করে।

যখন গ্রিড প্রত্যাশিত আচরণ করা বন্ধ করে দেয়, যেমন ভোল্টেজ বা ফ্রিকোয়েন্সিতে বিচ্যুতি দেখা দেয়, স্মার্ট ইনভার্টার বিভিন্ন উপায়ে প্রতিক্রিয়া জানাতে পারে। সাধারণভাবে, ছোট ইনভার্টারগুলির জন্য স্ট্যান্ডার্ড, যেমন একটি পরিবারের সৌরজগতের সাথে সংযুক্ত, ভোল্টেজ বা ফ্রিকোয়েন্সিতে ছোট ব্যাঘাতের সময় বা â রাইডের সময় চালু থাকা, এবং যদি ব্যাঘাত দীর্ঘ সময় ধরে থাকে বা হয় স্বাভাবিকের চেয়ে বড়, তারা নিজেদেরকে গ্রিড থেকে সংযোগ বিচ্ছিন্ন করে বন্ধ করে দেবে। ফ্রিকোয়েন্সি রেসপন্স বিশেষ করে গুরুত্বপূর্ণ কারণ ফ্রিকোয়েন্সি কমে যাওয়া জেনারেশন অফলাইনে অপ্রত্যাশিতভাবে নক হওয়ার সাথে জড়িত। ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তনের প্রতিক্রিয়া হিসাবে, ইনভার্টারগুলি স্ট্যান্ডার্ড ফ্রিকোয়েন্সি পুনরুদ্ধার করতে তাদের পাওয়ার আউটপুট পরিবর্তন করতে কনফিগার করা হয়। বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল-ভিত্তিক সংস্থানগুলি তাদের পাওয়ার আউটপুট পরিবর্তন করার জন্য একটি অপারেটরের সংকেতগুলিতেও সাড়া দিতে পারে কারণ বৈদ্যুতিক সিস্টেমে অন্যান্য সরবরাহ এবং চাহিদা ওঠানামা করে, একটি গ্রিড পরিষেবা যা স্বয়ংক্রিয় প্রজন্ম নিয়ন্ত্রণ হিসাবে পরিচিত। গ্রিড পরিষেবা প্রদান করার জন্য, ইনভার্টারগুলির শক্তির উত্স থাকতে হবে যা তারা নিয়ন্ত্রণ করতে পারে। এটি হয় প্রজন্ম হতে পারে, যেমন একটি সৌর প্যানেল যা বর্তমানে বিদ্যুৎ উৎপাদন করছে, বা স্টোরেজ, যেমন একটি ব্যাটারি সিস্টেম যা পূর্বে সঞ্চিত শক্তি সরবরাহ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

আরেকটি গ্রিড পরিষেবা যা কিছু উন্নত ইনভার্টার সরবরাহ করতে পারে তা হল গ্রিড-গঠন। গ্রিড-ফর্মিং ইনভার্টারগুলি একটি গ্রিড শুরু করতে পারে যদি এটি কালো স্টার্ট নামে পরিচিত একটি প্রক্রিয়া নিচে চলে যায়। প্রথাগত âগ্রিড-অনুসরণকারী â ইনভার্টারগুলির জন্য বৈদ্যুতিক গ্রিড থেকে একটি বাইরের সংকেতের প্রয়োজন হয় যখন সুইচিং ঘটবে একটি সাইন ওয়েভ তৈরি করার জন্য যা পাওয়ার গ্রিডে ইনজেকশন করা যেতে পারে। এই সিস্টেমগুলিতে, গ্রিড থেকে পাওয়ার একটি সংকেত প্রদান করে যা বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল করার চেষ্টা করে। আরও উন্নত গ্রিড-ফর্মিং ইনভার্টারগুলি নিজেরাই সিগন্যাল তৈরি করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, ছোট সৌর প্যানেলের একটি নেটওয়ার্ক তার একটি ইনভার্টারকে গ্রিড-ফর্মিং মোডে কাজ করার জন্য মনোনীত করতে পারে যখন বাকিরা তার নেতৃত্ব অনুসরণ করে, যেমন নাচের অংশীদারদের মতো, কোনো টারবাইন-ভিত্তিক প্রজন্ম ছাড়াই একটি স্থিতিশীল গ্রিড গঠন করে।

প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি হল সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ গ্রিড পরিষেবাগুলির মধ্যে একটি যা ইনভার্টার প্রদান করতে পারে। গ্রিডে, ভোল্টেজ—যে বলটি বৈদ্যুতিক চার্জকে ঠেলে দেয়—সর্বদাই পিছনের দিকে স্যুইচ করে এবং তড়িৎ চার্জের গতিপ্রবাহও তাই। ভোল্টেজ এবং কারেন্ট সিঙ্ক্রোনাইজ করা হলে বৈদ্যুতিক শক্তি সর্বাধিক হয়। যাইহোক, এমন সময় হতে পারে যখন ভোল্টেজ এবং কারেন্ট তাদের দুটি বিকল্প প্যাটার্নের মধ্যে বিলম্ব করে যেমন একটি মোটর চলছে। যদি সেগুলি সিঙ্কের বাইরে থাকে তবে সার্কিটের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত কিছু শক্তি সংযুক্ত ডিভাইসগুলি দ্বারা শোষিত হতে পারে না, যার ফলে কার্যক্ষমতা হ্রাস পায়। লোডগুলি যে পরিমাণ শক্তি শোষণ করতে পারে সেই পরিমাণ ârealâ powerâ তৈরি করতে আরও মোট শক্তির প্রয়োজন হবে। এটি প্রতিরোধ করার জন্য, ইউটিলিটিগুলি প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি সরবরাহ করে, যা ভোল্টেজ এবং কারেন্টকে সিঙ্কে ফিরিয়ে আনে এবং বিদ্যুৎ ব্যবহার করা সহজ করে তোলে। এই প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি নিজে ব্যবহার করা হয় না, বরং অন্য শক্তিকে উপযোগী করে তোলে। আধুনিক বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল উভয়ই প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি সরবরাহ করতে পারে এবং গ্রিডগুলিকে এই গুরুত্বপূর্ণ সম্পদের ভারসাম্য বজায় রাখতে সহায়তা করতে পারে। উপরন্তু, যেহেতু প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি দীর্ঘ দূরত্বে পরিবহন করা কঠিন, তাই বিতরণ করা শক্তির সংস্থান যেমন ছাদের সৌর বিশেষত প্রতিক্রিয়াশীল শক্তির দরকারী উত্স।

ইনভার্টারের প্রকার

বিভিন্ন ধরনের ইনভার্টার আছে যেগুলো সৌরজগতের অংশ হিসেবে ইনস্টল করা হতে পারে। একটি বড় আকারের ইউটিলিটি প্ল্যান্ট বা মধ্য-স্কেল কমিউনিটি সোলার প্রকল্পে, প্রতিটি সৌর প্যানেল একটি একক সাথে সংযুক্ত থাকতে পারেকেন্দ্রীয় বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল। স্ট্রিং inverters connect a set of panels—a string—to one inverter. That inverter converts the power produced by the entire string to AC. Although cost-effective, this setup results in reduced power production on the string if any individual panel experiences issues, such as shading. মাইক্রোইনভার্টার are smaller inverters placed on every panel. With a microinverter, shading or damage to one panel will not affect the power that can be drawn from the others, but microinverters can be more expensive. Both types of inverters might be assisted by a system that controls how the solar system interacts with attached battery storage. Solar can charge the battery directly over DC or after a conversion to AC.