আপনার নিজের ছোট অফ-গ্রিড সিস্টেমের জন্য উপযুক্ত কনফিগারেশন কীভাবে গণনা করবেন?

পাবলিক গ্রিডের উপর নির্ভরতা থেকে মুক্তি পেতে আপনি কি কখনও পাহাড়ের কেবিন, মাছ ধরার নৌকা বা আরভিতে নিজস্ব সৌরবিদ্যুৎ ব্যবস্থা ব্যবহার করার কথা ভেবে দেখেছেন?

আসলে, এটি এমন কিছু নয় যা কেবল ইঞ্জিনিয়াররা করতে পারেন। যতক্ষণ আপনি কয়েকটি মূল ধাপ এবং সূত্র আয়ত্ত করতে পারবেন, ততক্ষণ আপনি আপনার নিজস্ব ছোট অফ-গ্রিড ফটোভোলটাইক সিস্টেমের জন্য উপযুক্ত কনফিগারেশন গণনা করতে পারবেন।

একটি অফ-গ্রিড সৌর ব্যবস্থা বলতে এমন একটি স্বাধীন ব্যবস্থা বোঝায় যা পাবলিক গ্রিডের উপর নির্ভর করে না, বরং বিদ্যুতের চাহিদা মেটাতে সম্পূর্ণরূপে ফটোভোলটাইক বিদ্যুৎ উৎপাদন এবং ব্যাটারি স্টোরেজের উপর নির্ভর করে। এটি প্রত্যন্ত পাহাড়ি এলাকা, দ্বীপপুঞ্জ, পশুপালন অঞ্চল, আরভি, মাছ ধরার নৌকা এবং অস্থির গ্রিড শক্তি সহ অন্যান্য স্থানে ব্যবহারের জন্য আদর্শ।

নীচে, আমরা আপনাকে প্রয়োজনীয় কনফিগারেশন গণনা করার জন্য চারটি ধাপের মাধ্যমে গাইড করব।

ধাপ ১: ফটোভোলটাইক মডিউলের শক্তি নির্ধারণ করুন

ফটোভোলটাইক প্যানেলের (সৌর প্যানেল) শক্তি নির্ধারণ করে যে আপনার সিস্টেম কতটা বিদ্যুৎ উৎপাদন করতে পারে।

মূল গণনা পদ্ধতি হল: প্রথমে দৈনিক বিদ্যুতের চাহিদা নির্ধারণ করুন, তারপর স্থানীয় জলবায়ু পরিস্থিতির (বিশেষ করে সূর্যালোকের সময়কাল) সাথে একত্রিত করে ফটোভোলটাইক প্যানেলের মোট শক্তি নির্ধারণ করুন।

সূত্র:

মডিউল শক্তি = (দৈনিক বিদ্যুতের চাহিদা × ক্রমাগত মেঘলা দিনের উদ্বৃত্ত ফ্যাক্টর) ÷ (স্থানীয় গড় রোদ ঘন্টা × সিস্টেমের দক্ষতা)

* দৈনিক বিদ্যুৎ খরচ: সমস্ত ডিভাইসের রেটেড পাওয়ারকে তাদের ব্যবহারের সময় দিয়ে গুণ করে এটি গণনা করা যেতে পারে।

উদাহরণস্বরূপ, LED লাইট ১০ ওয়াট × ৫ ঘন্টা = ৫০ ওয়াট ঘন্টা, রেফ্রিজারেটর ৬০ ওয়াট × ২৪ ঘন্টা = ১৪৪০ ওয়াট ঘন্টা।

* ক্রমাগত মেঘলা দিনের উদ্বৃত্ত ফ্যাক্টর: একটানা মেঘলা দিনে অপর্যাপ্ত বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য, এই ফ্যাক্টরটি সাধারণত ১.১ এবং ১.৩ এর মধ্যে সেট করা হয়।

* স্থানীয় গড় দৈনিক সূর্যালোকের সময়: এটি স্থানীয় আবহাওয়া সংক্রান্ত তথ্য থেকে পাওয়া যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, বেইজিংয়ে প্রতিদিন গড়ে প্রায় ৪ ঘন্টা সূর্যালোক থাকে, যেখানে হাইনানে ৫ ঘন্টারও বেশি সময় থাকতে পারে।

* সিস্টেমের দক্ষতা: এটি কেবলের ক্ষতি, কন্ট্রোলার দক্ষতা, ইনভার্টার ক্ষতি ইত্যাদির জন্য দায়ী এবং সাধারণত 0.75 এবং 0.8 এর মধ্যে সেট করা হয়।

উদাহরণ স্বরূপ:

ধরে নিচ্ছি আপনার দৈনিক বিদ্যুৎ খরচ ৩,০০০ Wh, স্থানীয় গড় দৈনিক রোদ ঘন্টা ৪.৫ ঘন্টা, সিস্টেমের দক্ষতা ০.৭৮ এবং একটানা বৃষ্টির দিনের সহগ হল ১.২:

মডিউল শক্তি = (৩,০০০ × ১.২) ÷ (৪.৫ × ০.৭৮) ≈ ১,০২৬ ওয়াট

এর অর্থ হল আপনাকে প্রায় ১ কিলোওয়াট ক্ষমতা সম্পন্ন ফটোভোলটাইক প্যানেল ইনস্টল করতে হবে, যেমন চারটি ২৫০ ওয়াট মডিউল।

ধাপ ২: অফ-গ্রিড ইনভার্টার পাওয়ার নির্ধারণ করুন

ইনভার্টারটি সাধারণ গৃহস্থালী যন্ত্রপাতির ব্যবহারের জন্য ফটোভোলটাইক প্যানেল বা ব্যাটারি থেকে সরাসরি বিদ্যুৎ (ডিসি) কে বিকল্প বিদ্যুৎ (এসি) তে রূপান্তর করে।

এর শক্তি অবশ্যই আপনার সর্বোচ্চ তাৎক্ষণিক বিদ্যুৎ চাহিদা মেটানোর জন্য যথেষ্ট হতে হবে, বিশেষ করে ইন্ডাক্টিভ লোডের (মোটর-চালিত সরঞ্জাম) ইনরাশ কারেন্ট বিবেচনা করে।

সূত্র:

ইনভার্টার পাওয়ার = (মোট রেজিস্টিভ লোড পাওয়ার + মোট ইন্ডাক্টিভ লোড পাওয়ার × 5) × মার্জিন ফ্যাক্টর ÷ পাওয়ার ফ্যাক্টর

* প্রতিরোধী লোড: প্রতিরোধী ডিভাইস যেমন আলোর বাল্ব, বৈদ্যুতিক কেটলি এবং ওভেন।

* ইন্ডাক্টিভ লোড: মোটর বা কম্প্রেসারযুক্ত যন্ত্রপাতি, যেমন রেফ্রিজারেটর, ওয়াটার পাম্প, এয়ার কন্ডিশনার ইত্যাদি। স্টার্টআপের সময় তাৎক্ষণিক শক্তি নির্ধারিত শক্তির ৫-৭ গুণ বেশি হতে পারে।

* নিরাপত্তা ফ্যাক্টর: মার্জিন নিশ্চিত করার জন্য সাধারণত 1.2–1.5 এ সেট করা হয়।

* পাওয়ার ফ্যাক্টর: সাধারণত ০.৮–০.৯ এ সেট করা হয়।

উদাহরণ:

ধরে নিচ্ছি আপনার একটি ২০০ ওয়াট লাইট ফিক্সচার (রেজিস্টিভ লোড), একটি ১০০ ওয়াট রেফ্রিজারেটর (ইন্ডাকটিভ লোড), মার্জিন ফ্যাক্টর ১.৩ এবং পাওয়ার ফ্যাক্টর ০.৮৫ আছে:

ইনভার্টার পাওয়ার = (২০০ + ১০০ × ৫) × ১.৩ ÷ ০.৮৫

≈ (২০০ + ৫০০) × ১.৩ ÷ ০.৮৫

≈ ৭০০ × ১.৩ ÷ ০.৮৫

≈ 1070 ওয়াট

আপনার ন্যূনতম ১.১ কিলোওয়াট ক্ষমতার একটি ইনভার্টার প্রয়োজন হবে এবং অধিক স্থিতিশীলতার জন্য ১.৫ কিলোওয়াট মডেল বেছে নেওয়ার পরামর্শ দেওয়া হচ্ছে।

ধাপ ৩: ব্যাটারির ক্ষমতা নির্ধারণ করুন

ব্যাটারি হল অফ-গ্রিড সিস্টেমের "পাওয়ার স্টোরেজ", এবং রাতে বা মেঘলা দিনে ব্যবহৃত বিদ্যুৎ মূলত এটি থেকে আসে। ক্ষমতা নির্ভর করে আপনার কত দিন অবিচ্ছিন্ন বিদ্যুৎ সরবরাহের প্রয়োজন এবং দৈনিক বিদ্যুৎ ব্যবহারের উপর।

সূত্র:

ব্যাটারির ক্ষমতা (আহ) = (দৈনিক বিদ্যুৎ খরচ × মেঘলা দিনে বিদ্যুৎ সরবরাহের দিনের সংখ্যা) ÷ (স্রাবের গভীরতা × চার্জ/স্রাবের দক্ষতা × ব্যাটারি প্যাক ভোল্টেজ)

* ডিসচার্জের গভীরতা (DOD): সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারির জন্য, 0.5–0.6 DOD সুপারিশ করা হয়; লিথিয়াম ব্যাটারির জন্য, 0.8–0.9 DOD গ্রহণযোগ্য।

* চার্জ/ডিসচার্জ দক্ষতা: সাধারণত ০.৮৫–০.৯ এ সেট করা হয়।

* ব্যাটারি ব্যাংক ভোল্টেজ: সাধারণ ভোল্টেজের মধ্যে রয়েছে 12V, 24V, এবং 48V; উচ্চতর বিদ্যুতের প্রয়োজনীয়তার জন্য উচ্চতর ভোল্টেজ সুপারিশ করা হয়।

উদাহরণ:

ধরে নিচ্ছি আপনি প্রতিদিন 3000Wh ব্যবহার করেন এবং 2V লিথিয়াম ব্যাটারি ব্যবহার করে মেঘলা আবহাওয়ার 48 দিনের জন্য বিদ্যুৎ পেতে চান (DOD=0.9, দক্ষতা=0.9):

ব্যাটারির ক্ষমতা = (৩০০০ × ২) ÷ (০.৯ × ০.৯ × ৪৮)

≈ ৬০০০ ÷ ৩৮.৮৮

≈ ১৫৪ আহ

আপনার একটি 48V 154Ah (প্রায় 7.4kWh) ব্যাটারি প্যাক লাগবে।

ধাপ ৪: কন্ট্রোলারের স্পেসিফিকেশন নির্ধারণ করুন

ফটোভোলটাইক কন্ট্রোলার ফটোভোলটাইক মডিউল থেকে ব্যাটারি পর্যন্ত চার্জিং প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করে।

এর স্পেসিফিকেশনগুলি মূলত সর্বাধিক ইনপুট কারেন্টের উপর নির্ভর করে, যা নিম্নলিখিত সূত্র ব্যবহার করে গণনা করা হয়:

সূত্র:

কন্ট্রোলার ইনপুট কারেন্ট = ফটোভোলটাইক মডিউলের সর্বোচ্চ শক্তি ÷ ব্যাটারি প্যাক ভোল্টেজ

উদাহরণস্বরূপ, যদি আপনার ফটোভোলটাইক প্যানেলের মোট শক্তি 1000W হয় এবং ব্যাটারি প্যাকের ভোল্টেজ 48V হয়:

কন্ট্রোলার ইনপুট কারেন্ট = 1000 ÷ 48 ≈ 20.8A

অতএব, আপনাকে 21A এর চেয়ে বেশি ইনপুট কারেন্ট সহ একটি কন্ট্রোলার নির্বাচন করতে হবে, সাধারণত একটি MPPT টাইপ (উচ্চ দক্ষতা, মেঘলা দিনে আরও সুবিধাজনক)।

ব্যবহারিক টিপস

1. কিছুটা ব্যবধান রাখুন: সরঞ্জামের জীবনকাল এবং কর্মক্ষম স্থিতিশীলতা উপযুক্ত রিডানডেন্সি ডিজাইনের উপর নির্ভর করে; পরামিতিগুলি খুব কঠোরভাবে ঠিক করবেন না।
2. MPPT PWM এর থেকে উন্নত: যদিও MPPT কন্ট্রোলারগুলি কিছুটা বেশি ব্যয়বহুল, তারা উচ্চতর বিদ্যুৎ উৎপাদন দক্ষতা প্রদান করে, বিশেষ করে অস্থির আলোর পরিস্থিতিতে।
3. লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিকে অগ্রাধিকার দিন: এগুলি কম্প্যাক্ট, হালকা ওজনের এবং গভীরভাবে ডিসচার্জ করতে সক্ষম, যা দীর্ঘমেয়াদী খরচ সাশ্রয় করে।
4. ভবিষ্যতে সম্প্রসারণের পরিকল্পনা: যদি আপনি ভবিষ্যতে আরও যন্ত্রপাতি যুক্ত করার পরিকল্পনা করেন, তাহলে ফটোভোলটাইক সিস্টেম এবং ব্যাটারি উভয়ের জন্য পর্যাপ্ত ইন্টারফেস ক্ষমতা নিশ্চিত করুন।

একটি ছোট অফ-গ্রিড ফটোভোলটাইক সিস্টেম ডিজাইনের মূল বিষয় হল "কয়েকটি প্যানেল এবং ব্যাটারি কিনে" এবং এটিকে একটি দিন হিসেবে নেওয়ার পরিবর্তে, প্রকৃত চাহিদার উপর ভিত্তি করে কনফিগারেশনটি সঠিকভাবে গণনা করা।

এই ৪টি সূত্র আয়ত্ত করুন:

1. ফটোভোলটাইক মডিউল পাওয়ার সূত্র
2. ইনভার্টার পাওয়ার সূত্র
3. ব্যাটারি ক্ষমতা সূত্র
4. কন্ট্রোলার ইনপুট কারেন্ট সূত্র

এরপর আপনি একটি ছোট অফ-গ্রিড সিস্টেমের জন্য একটি কনফিগারেশন গণনা করতে পারেন যা পর্যাপ্ত এবং স্থিতিশীল উভয়ই।

প্রথমবার ডিজাইন করার সময়, আপনি সূত্রের ফলাফলের উপর ভিত্তি করে অতিরিক্ত 10%-20% মার্জিন যোগ করতে পারেন, যা আবহাওয়ার পরিবর্তন এবং সরঞ্জাম সম্প্রসারণ পরিচালনায় আরও নমনীয়তা প্রদান করে।