ফটোভোলটাইক অ্যারেগুলির সিরিজ সংযোগে ডায়োডগুলির মূল ভূমিকা কী?

1, প্রযুক্তিগত নীতি: একমুখী পরিবাহিতা কার্যকরী ভিত্তি স্থাপন করে
একটি ডায়োডের মূল বৈশিষ্ট্য হল একমুখী পরিবাহিতা, যার অর্থ সামনের পরিবাহী এবং বিপরীত কাটঅফ। এই বৈশিষ্ট্যটি PN জংশনের অর্ধপরিবাহী শারীরিক গঠন দ্বারা নির্ধারিত হয়: যখন একটি ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ PN জংশনে প্রয়োগ করা হয়, তখন ক্যারিয়ারের প্রসারণ একটি কারেন্ট তৈরি করে; বিপরীত ভোল্টেজের অধীনে, হ্রাস স্তরের প্রস্থ বৃদ্ধি পায় এবং বর্তমান প্রায় শূন্য। ফটোভোলটাইক অ্যারেতে, ডায়োডগুলি এই বৈশিষ্ট্যের মাধ্যমে তিনটি প্রধান ফাংশন অর্জন করে:
বিরোধী ব্যাকফ্লো সুরক্ষা
কম আলোর অবস্থা যেমন রাত বা মেঘলা দিনে, ফটোভোলটাইক কোষগুলি বিদ্যুৎ উৎপাদন বন্ধ করে। যদি সিস্টেমটি অ্যান্টি-ব্যাকফ্লো ডায়োড দিয়ে সজ্জিত না হয়, তাহলে ব্যাটারি বা গ্রিড থেকে কারেন্ট আবার ফটোভোলটাইক অ্যারেতে প্রবাহিত হতে পারে, যার ফলে কোষগুলি গরম হতে পারে বা এমনকি পুড়ে যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, একটি শক্তি স্টোরেজ সিস্টেমে, একটি ব্লকিং ডায়োড ফটোভোলটাইক স্ট্রিং এবং ব্যাটারির মধ্যে সিরিজে সংযুক্ত থাকে। যখন ফটোভোলটাইক ভোল্টেজ ব্যাটারি ভোল্টেজের চেয়ে কম হয়, তখন ডায়োড স্বয়ংক্রিয়ভাবে কেটে যায়, বিপরীত কারেন্টকে ব্লক করে এবং উপাদানের নিরাপত্তা রক্ষা করে।
হট স্পট প্রভাব বাধা
যখন ফোটোভোলটাইক অ্যারের একটি নির্দিষ্ট কোষ বাধাগ্রস্ত হয় বা ক্ষতিগ্রস্ত হয়, তখন এর অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ ক্ষমতা তীব্রভাবে বৃদ্ধি পায়, সিরিজ সার্কিটে একটি "লোড" হয়ে ওঠে, অন্যান্য স্বাভাবিক কোষ দ্বারা উৎপন্ন শক্তি খরচ করে, যার ফলে স্থানীয় তাপমাত্রা 200 ডিগ্রির উপরে উঠে যায়, একটি হট স্পট তৈরি করে। হট স্পটগুলি কেবল ব্যাটারি কোষের উপাদানগুলির বার্ধক্যকে ত্বরান্বিত করে না, তবে জংশন বক্স এবং ব্যাকপ্লেটগুলির মতো উপাদানগুলিও পুড়ে যেতে পারে। বাইপাস ডায়োডটি ব্যাটারি স্ট্রিংয়ের উভয় প্রান্তের সাথে সমান্তরালভাবে সংযুক্ত থাকে। যখন হট স্পট এলাকায় ভোল্টেজের পোলারিটি বিপরীত হয়, তখন ডায়োডটি সামনের দিকে সঞ্চালিত হয়, অবশিষ্ট বিদ্যুৎ উৎপাদন ফাংশন বজায় রেখে ফল্ট এলাকায় অতিরিক্ত গরম এড়াতে কারেন্টের জন্য একটি কম প্রতিরোধের বাইপাস পথ প্রদান করে।
ফল্ট শাখা বিচ্ছিন্নতা
বড় ফোটোভোলটাইক পাওয়ার প্লান্টে, অ্যারে সাধারণত সমান্তরালভাবে সংযুক্ত একাধিক সিরিজের ব্যাটারি প্যাকের সমন্বয়ে গঠিত। ব্যাটারি প্যাকগুলির একটি নির্দিষ্ট স্ট্রিং যদি বাধা বা ত্রুটির কারণে আউটপুট ভোল্টেজ হ্রাস পায়, তবে অন্যান্য সাধারণ শাখাগুলির কারেন্ট কম-ভোল্টেজ শাখার মধ্য দিয়ে একটি লুপ তৈরি করতে পারে, যার ফলে শক্তির ক্ষতি হতে পারে। আইসোলেশন ডায়োডগুলি প্রতিটি ব্যাটারি প্যাকের আউটপুট টার্মিনালের সাথে সিরিজে সংযুক্ত থাকে। যখন একটি নির্দিষ্ট শাখার ভোল্টেজ অস্বাভাবিক হয়, তখন কারেন্ট ব্যাকফ্লো প্রতিরোধ করতে এবং অন্যান্য শাখার স্বাভাবিক ক্রিয়াকলাপ নিশ্চিত করতে ডায়োডটি বিপরীতভাবে কেটে যায়।
2, অ্যাপ্লিকেশন দৃশ্যকল্প: কম্পোনেন্ট লেভেল থেকে সিস্টেম লেভেল পর্যন্ত সম্পূর্ণ চেইন সুরক্ষা
ডায়োডের প্রয়োগ ফটোভোলটাইক অ্যারে ডিজাইন, ইনস্টলেশন এবং অপারেশনের সমগ্র জীবনচক্রের মাধ্যমে চলে এবং এর মান নিম্নলিখিত পরিস্থিতিতে বিশেষভাবে বিশিষ্ট:
ছাদ মাউন্ট ফটোভোলটাইক সিস্টেম
ছাদের ফোটোভোলটাইক অ্যারেগুলি পাতা, তুষার, ভবনের ছায়া এবং অন্যান্য কারণ থেকে বাধার জন্য সংবেদনশীল, যা স্থানীয় কোষের শক্তি উৎপাদনের দক্ষতায় তীব্র হ্রাসের দিকে পরিচালিত করে। একটি 10kW রুফটপ ফটোভোলটাইক সিস্টেমকে উদাহরণ হিসাবে নিলে, যদি বাইপাস ডায়োডগুলি কনফিগার করা না হয়, একটি একক সেল ব্লক করার ফলে সমগ্র মডিউলের জন্য 30% এর বেশি শক্তি ক্ষয় হতে পারে; বাইপাস ডায়োডগুলি গ্রহণ করার পরে, বিদ্যুতের ক্ষতি 5% এর মধ্যে নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে, সিস্টেমের বিদ্যুৎ উৎপাদনকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে।
কৃষি ফটোভোলটাইক পাওয়ার স্টেশন
"এগ্রিকালচারাল ফটোভোলটাইক পরিপূরক" প্রকল্পে, ফসলের বৃদ্ধি ফটোভোলটাইক প্যানেলকে বাধাগ্রস্ত করতে পারে এবং সেচ এবং নিষিক্তকরণের মতো কৃষি কার্যক্রম সহজেই মডিউল ফাউলিং ঘটাতে পারে। বাইপাস ডায়োডগুলি তাপীয় স্পট প্রভাবের কারণে উপাদানগুলির দীর্ঘমেয়াদী ক্ষতি-এড়াতে বাধা বা ফাউলিংয়ের কারণে সৃষ্ট ভোল্টেজের অসামঞ্জস্যের দ্রুত প্রতিক্রিয়া জানাতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, একটি 50 মেগাওয়াট কৃষি ফটোভোলটাইক পাওয়ার স্টেশন বাইপাস ডায়োডের বিন্যাসকে অপ্টিমাইজ করেছে, 40% দ্বারা কম্পোনেন্ট ব্যর্থতার হার কমিয়েছে এবং বার্ষিক বিদ্যুৎ উৎপাদন প্রায় 8 মিলিয়ন কিলোওয়াট ঘন্টা বাড়িয়েছে।
মরুভূমির ফটোভোলটাইক পাওয়ার স্টেশন
মরুভূমির পরিবেশে ঘন ঘন বালি এবং ধূলিকণা জমে থাকা উপাদানগুলির উপরিভাগে স্থানীয় ময়লার স্তর তৈরি করতে পারে, যা হট স্পট সৃষ্টি করতে পারে। উপরন্তু, দিন এবং রাতের মধ্যে বড় তাপমাত্রার পার্থক্য ব্যাটারি কোষগুলির তাপীয় প্রসারণ এবং সংকোচনের কারণ হতে পারে, যা লুকানো ফাটল সৃষ্টি করতে পারে। আইসোলেশন ডায়োড এবং বাইপাস ডায়োডের সিনারজিস্টিক ব্যবহার ত্রুটিপূর্ণ শাখাগুলিকে বিচ্ছিন্ন করতে পারে এবং হট স্পট কারেন্টগুলিকে সরিয়ে দিতে পারে, যা 90% এরও বেশি উপাদান বার্নআউটের ঝুঁকি হ্রাস করে।
3, ইন্ডাস্ট্রি প্র্যাকটিস: স্ট্যান্ডার্ড স্পেসিফিকেশন থেকে প্রযুক্তিগত উদ্ভাবনে বিবর্তন
ফোটোভোলটাইক শিল্পের বড় আকারের বিকাশের সাথে, ডায়োডের প্রয়োগ একটি একক ফাংশন থেকে বুদ্ধিমত্তা এবং একীকরণে বিবর্তিত হয়েছে এবং শিল্পের নিয়মাবলী এবং প্রযুক্তিগত মানগুলি ক্রমাগত উন্নত হচ্ছে
ইন্টারন্যাশনাল স্ট্যান্ডার্ড সিস্টেম
IEC 62979:2017: বাইপাস ডায়োডের জন্য "থার্মাল রানঅ্যাওয়ে টেস্ট" সংজ্ঞায়িত করে, যার জন্য ডায়োডকে 90 ডিগ্রি উচ্চ তাপমাত্রার পরিবেশে 1 ঘন্টার জন্য 1.25 গুণ শর্ট{3}}সার্কিট কারেন্ট সহ্য করতে হবে, এবং তারপরে অবিলম্বে তাত্ক্ষণিকভাবে স্যুইচ করুন যাতে তাপমাত্রা বিপরীত পক্ষপাতিত্বের অবস্থা বাড়তে না পারে।
IEC 61215: এটা নির্ধারণ করা হয়েছে যে ডায়োডগুলিকে -40 ডিগ্রী থেকে +85 ডিগ্রী পর্যন্ত চরম তাপমাত্রায় তাদের নির্ভরযোগ্যতা যাচাই করতে পরিবেশগত অভিযোজন পরীক্ষা যেমন "ওয়েট ফ্রিজিং টেস্ট" এবং "থার্মাল সাইক্লিং টেস্ট" করতে হবে।
উপকরণ এবং প্রক্রিয়া উদ্ভাবন
Schottky ডায়োড: সোনার অর্ধেক পরিচিতি বৈশিষ্ট্য গ্রহণ করে, পরিবাহী ভোল্টেজ 0.2-0.4V-এ হ্রাস করা হয়, যা উচ্চ-ঘনত্বের প্যাকেজিং পরিস্থিতিতে প্রথাগত PN জংশন ডায়োডের (0.6-0.8V) তুলনায় 50%-এর বেশি স্ব-উষ্ণতা হ্রাস করে।
সিলিকন কার্বাইড (SiC) ডায়োড: তাদের তাপমাত্রা প্রতিরোধ ক্ষমতা 200 ডিগ্রির উপরে উন্নত করা হয়েছে এবং তাদের জীবনকাল 20 বছর পর্যন্ত বাড়ানো হয়েছে, যা মরুভূমি এবং মালভূমির মতো চরম পরিবেশের চাহিদা মেটাতে পারে।
বুদ্ধিমান পুনর্গঠন ডায়োড: এমসিইউ নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে গতিশীলভাবে পরিবাহী থ্রেশহোল্ড সামঞ্জস্য করা, শিল্ডিং অবস্থার অধীনে বিদ্যুত উত্পাদন দক্ষতা অপ্টিমাইজ করা, যেমন স্বয়ংক্রিয়ভাবে পরিবাহী ভোল্টেজ হ্রাস করা এবং আংশিকভাবে রক্ষা করা হলে বিদ্যুৎ ক্ষতি হ্রাস করা।
সিস্টেম ইন্টিগ্রেশন ট্রেন্ডস
জংশন বক্সের ইন্টিগ্রেশন: কম্পোনেন্ট ভলিউম এবং খরচ কমাতে জংশন বক্স এবং সংযোগকারীর সাথে বাইপাস ডায়োড একত্রিত করা। উদাহরণস্বরূপ, একটি নির্দিষ্ট এন্টারপ্রাইজ দ্বারা চালু করা একটি স্মার্ট জংশন বক্স তাপমাত্রা সেন্সর এবং ডায়োডগুলিকে একীভূত করে, যা রিয়েল টাইমে জংশন তাপমাত্রা নিরীক্ষণ করতে পারে এবং তাপীয় পলাতক এড়াতে সতর্কতা ট্রিগার করতে পারে।
সীসা মুক্ত প্রক্রিয়া: RoHS মান মেনে চলে, পরিবেশ দূষণের ঝুঁকি কমায় এবং ফটোভোলটাইক শিল্পের সবুজ রূপান্তরকে উৎসাহিত করে।
4, অর্থনৈতিক সুবিধা এবং বাজার সম্ভাবনা
ডায়োডের প্রয়োগ শুধুমাত্র ফটোভোলটাইক সিস্টেমের নিরাপত্তা বাড়ায় না, বরং উল্লেখযোগ্য অর্থনৈতিক সুবিধাও নিয়ে আসে। একটি উদাহরণ হিসাবে 100MW ফটোভোলটাইক পাওয়ার স্টেশন নেওয়া:
বিদ্যুৎ উৎপাদন বৃদ্ধি: বাইপাস ডায়োড ইনস্টল করার ফলে হট স্পট দ্বারা সৃষ্ট বিদ্যুতের ক্ষতি 15% থেকে 3% এর নিচে কমাতে পারে, বার্ষিক বিদ্যুৎ উৎপাদন প্রায় 12 মিলিয়ন কিলোওয়াট ঘন্টা বৃদ্ধি পায়।
অপারেশন এবং রক্ষণাবেক্ষণ খরচ হ্রাস: ফল্ট ব্রাঞ্চ আইসোলেশন ফাংশন উপাদান প্রতিস্থাপনের ফ্রিকোয়েন্সি হ্রাস করে, যার ফলে অপারেশন এবং রক্ষণাবেক্ষণ খরচ 20% -30% হ্রাস পায়।
সংক্ষিপ্ত বিনিয়োগ পরিশোধের সময়কাল: বিদ্যুৎ উৎপাদন এবং খরচ সাশ্রয়ের ব্যাপক বৃদ্ধির সাথে, বিনিয়োগ পরিশোধের সময়কাল মাত্র 2-3 বছর লাগে।
শিল্পের পূর্বাভাস অনুযায়ী, ফটোভোলটাইক বাইপাস ডায়োডের বৈশ্বিক চাহিদা 2025 সালের মধ্যে 3.6 বিলিয়ন ইউনিটে পৌঁছাবে এবং 2026 সালের মধ্যে 4 বিলিয়ন ইউনিট অতিক্রম করবে বলে আশা করা হচ্ছে। বিশ্বের বৃহত্তম ফটোভোলটাইক মডিউল উৎপাদনকারী হিসাবে, চীনের রপ্তানির পরিমাণ 2024 সালে 238.8 গিগাওয়াট পর্যন্ত পৌঁছেছে, যা 2024 সালে ক্রমাগত ডিওপি-এর বাজার সম্প্রসারণ করে। ভবিষ্যতে, পদার্থ বিজ্ঞান এবং বুদ্ধিমান নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তির অগ্রগতির সাথে, ডায়োডগুলি উচ্চতর নির্ভরযোগ্যতা, কম লোকসান এবং বৃহত্তর বুদ্ধিমত্তার দিকে বিকশিত হবে, যা বিশ্বব্যাপী শক্তি পরিবর্তনের জন্য দৃঢ় সমর্থন প্রদান করবে।