কেন ফোটোভোলটাইক শক্তি উৎপাদন পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি বিদ্যুৎ উৎপাদনে একটি অগ্রণী অবস্থান দখল করতে পারে?

ভোক্তা, শিল্প এবং সরকার সকলেই নবায়নযোগ্য শক্তির ব্যবহার বাড়ানোর জন্য ব্যবস্থা নিচ্ছে।এটি একটি কেন্দ্রীভূত হাব-এন্ড-স্পোক আর্কিটেকচার থেকে বিদ্যুৎ উৎপাদন ও বন্টন ব্যবস্থাকে আরও গ্রিড-ভিত্তিক স্থানীয় বিদ্যুত উৎপাদন এবং ব্যবহার এবং স্মার্ট গ্রিড আন্তঃসংযোগের মাধ্যমে স্থিতিশীল সরবরাহ ও চাহিদার দিকে ঠেলে দিচ্ছে।

ইন্টারন্যাশনাল এনার্জি এজেন্সির (IEA) অক্টোবর 2019 ফুয়েল রিপোর্ট অনুযায়ী,2024 সালের মধ্যে, নবায়নযোগ্য শক্তি উৎপাদন 50% বৃদ্ধি পাবে.

এর মানে হল যে বিশ্বব্যাপী নবায়নযোগ্য শক্তি উৎপাদন ক্ষমতা 1200GW বৃদ্ধি পাবে, যা মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের বর্তমান ইনস্টল করা ক্ষমতার সমতুল্য।প্রতিবেদনে ভবিষ্যদ্বাণী করা হয়েছে যে নবায়নযোগ্য শক্তি উৎপাদন বৃদ্ধির 60% সৌর ফটোভোলটাইক সরঞ্জামের আকারে হবে।

প্রতিবেদনে বিতরণকৃত ফোটোভোলটাইক পাওয়ার জেনারেশন সিস্টেমের গুরুত্বের উপরও জোর দেওয়া হয়েছে, কারণ ভোক্তা, বাণিজ্যিক ভবন এবং শিল্প সুবিধাগুলি নিজেরাই বিদ্যুৎ উৎপাদন শুরু করে।এটি ভবিষ্যদ্বাণী করে যে 2024 সালের মধ্যে, বিতরণ করা ফটোভোলটাইক বিদ্যুৎ উৎপাদন দ্বিগুণ থেকে 500 গিগাওয়াটেরও বেশি হবে।এই যে মানেবিতরণকৃত ফটোভোলটাইক বিদ্যুৎ উৎপাদন সৌর ফটোভোলটাইক বিদ্যুৎ উৎপাদনের মোট বৃদ্ধির প্রায় অর্ধেক হবে.

সৌর সুবিধা

কেন সৌর ফোটোভোলটাইক শক্তি উৎপাদন নবায়নযোগ্য শক্তি শক্তি উৎপাদন বৃদ্ধির মধ্যে একটি নেতৃস্থানীয় অবস্থান গ্রহণ করছে?

একটি সুস্পষ্ট কারণ হল যে সূর্য আমাদের সকলের উপর জ্বলজ্বল করে, তাই এর শক্তি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।এটি বিদ্যুৎ উৎপাদনকে বিদ্যুৎ খরচের কাছাকাছি নিয়ে আসে এবং অফ-গ্রিড পয়েন্টে বিদ্যুৎ সরবরাহ করে, যা বিদ্যুৎ বিতরণের ক্ষতি কমাতে বিশেষভাবে কার্যকর।

আরেকটি সুস্পষ্ট কারণ হলঅনেক সৌরশক্তি আছে.পৃথিবী সূর্য থেকে কত শক্তি গ্রহণ করে তার হিসাব করার ক্ষেত্রে অনেক সূক্ষ্ম পার্থক্য রয়েছে।একটি সাধারণ নিয়ম হল যে রৌদ্রোজ্জ্বল দিনে গড় সমুদ্রপৃষ্ঠ 1kW প্রতি বর্গ মিটার, অথবা যখন দিন/রাত্রি চক্র, ঘটনার কোণ এবং ঋতুর মতো বিষয়গুলি বিবেচনা করা হয়, তখন গড়টি প্রতিদিন প্রতি বর্গ মিটার হয়৷M 6kWh.

সৌর কোষগুলি ফটোইলেকট্রিক প্রভাব ব্যবহার করে ঘটনা আলোকে ফোটনের একটি প্রবাহের আকারে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তর করে।ফোটনগুলি অর্ধপরিবাহী পদার্থ যেমন ডোপড সিলিকন দ্বারা শোষিত হয় এবং তাদের শক্তি তাদের আণবিক বা পারমাণবিক কক্ষপথ থেকে ইলেকট্রনকে উত্তেজিত করে।এই ইলেকট্রনগুলি তখন তাপ হিসাবে অতিরিক্ত শক্তিকে অপসারণ করতে এবং তার কক্ষপথে ফিরে যেতে, বা ইলেক্ট্রোডে ছড়িয়ে পড়ে এবং ইলেক্ট্রোডে যে সম্ভাব্য পার্থক্য তৈরি করে তা অফসেট করতে কারেন্টের অংশ হয়ে যায়।

সমস্ত শক্তি রূপান্তর প্রক্রিয়াগুলির মতো, সৌর কোষগুলিতে সমস্ত শক্তি ইনপুট বৈদ্যুতিক শক্তির পছন্দের আকারে আউটপুট হয় না।প্রকৃতপক্ষে, মনোক্রিস্টালাইন সিলিকন সৌর কোষগুলির শক্তি দক্ষতা বহু বছর ধরে 20% থেকে 25% এর মধ্যে ঘোরাফেরা করছে।যাইহোক, সৌর ফটোভোলটাইক্সের সুযোগ এতটাই মহান যে গবেষণা দলটি কয়েক দশক ধরে কোষ রূপান্তর দক্ষতা উন্নত করার জন্য ক্রমবর্ধমান জটিল কাঠামো এবং উপকরণ ব্যবহার করার জন্য কাজ করছে, যেমনটি NREL-এর এই ছবিতে দেখানো হয়েছে।

দেখানো উচ্চতর শক্তি দক্ষতা অর্জন সাধারণত একাধিক ভিন্ন উপকরণ এবং আরও জটিল এবং ব্যয়বহুল উত্পাদন কৌশল ব্যবহার করে।

অনেক সৌর ফটোভোলটাইক ডিভাইস 20% থেকে 30% এর রূপান্তর দক্ষতা সহ বিভিন্ন ধরণের স্ফটিক সিলিকন বা সিলিকন, ক্যাডমিয়াম টেল্যুরাইড বা কপার ইন্ডিয়াম গ্যালিয়াম সেলেনাইডের পাতলা ফিল্মের উপর ভিত্তি করে তৈরি।ব্যাটারিটি মডিউলে তৈরি করা হয়েছে, এবং ইনস্টলার এই মডিউলগুলিকে একটি সৌর ফটোভোলটাইক পাওয়ার জেনারেশন সিস্টেম তৈরি করতে মৌলিক ইউনিট হিসাবে ব্যবহার করতে পারে।

শক্তি দক্ষতা চ্যালেঞ্জ

ফটোভোলটাইক রূপান্তর পৃথিবীর পৃষ্ঠের প্রতি বর্গ মিটারে কিলোওয়াট সৌর শক্তির ঘটনাকে 200 থেকে 300 ওয়াট বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে।অবশ্যই, এটি আদর্শ অবস্থার অধীনে।যাইহোক, নিম্নলিখিত কারণে রূপান্তর কার্যকারিতা হ্রাস পেতে পারে: ব্যাটারির পৃষ্ঠে বৃষ্টি, তুষার এবং ধুলো জমা, অর্ধপরিবাহী পদার্থের বার্ধক্যের প্রভাব, এবং গাছপালা বৃদ্ধির মতো পরিবেশগত পরিবর্তনের কারণে বর্ধিত ছায়া। বা নতুন ভবন নির্মাণ।

অতএব, বাস্তবতা হল যে সৌর শক্তি বিনামূল্যে হলেও, দরকারী বৈদ্যুতিক শক্তি উৎপন্ন করতে সৌর শক্তির ব্যবহারের জন্য সংগ্রহ, সঞ্চয়স্থান এবং বৈদ্যুতিক শক্তিতে চূড়ান্ত রূপান্তরের প্রতিটি স্তরের যত্নশীল অপ্টিমাইজেশন প্রয়োজন।শক্তি দক্ষতা উন্নত করার সবচেয়ে বড় সুযোগ হল এর ডিজাইনবৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল, যা গ্রিডের মাধ্যমে সরাসরি ব্যবহার বা সংক্রমণের জন্য সৌর অ্যারের (বা এর ব্যাটারি স্টোরেজ) এর ডিসি আউটপুটকে এসি কারেন্টে রূপান্তর করে।

বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল ডিসি ইনপুট কারেন্টের পোলারিটি পরিবর্তন করে এটিকে এসি আউটপুটের কাছাকাছি করে।সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি যত বেশি, রূপান্তর দক্ষতা তত বেশি।একটি সাধারণ সুইচ একটি বর্গাকার তরঙ্গ আউটপুট তৈরি করতে পারে যা একটি প্রতিরোধী লোড চালাতে পারে, তবে সুরের সাথে, এটি বিশুদ্ধ সাইন ওয়েভ এসি দ্বারা চালিত আরও জটিল ইলেকট্রনিক সরঞ্জামের ক্ষতি করবে।অতএব, বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল নকশা ভারসাম্য চাবিকাঠি হয়ে উঠেছে.এক হাতে,শক্তি দক্ষতা, অপারেটিং ভোল্টেজ এবং বিদ্যুৎ উৎপাদন উন্নত করতে সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধি করা, অন্য দিকে,বর্গাকার তরঙ্গ মসৃণ করতে ব্যবহৃত সহায়ক উপাদানগুলির খরচ কমাতে.