সৌর স্ট্রিট লাইটের জন্য MPPT বনাম PWM কন্ট্রোলার: কীভাবে বেছে নেবেন?

পোস্ট করেছেনওএসডি সম্পাদকীয় দল, কারিগরি ইঞ্জিনিয়ার যাদের উৎপাদন ও মাঠপরিষেবায় ১৫ বছরের অভিজ্ঞতা মধ্যেসবচেয়ে জনপ্রিয়, শিল্প খবর 25 জুন, 2024

সংক্ষিপ্ত উত্তর: বেছে নেওয়ার ক্ষেত্রে মূল নির্ধারক হলো একটি সংখ্যা – আপনার সৌর প্যানেলের সর্বোচ্চ শক্তি ভোল্টেজ (Vmp) এবং ব্যাটারির ভোল্টেজের মধ্যকার অনুপাত।** যদি প্যানেলের Vmp ব্যাটারির ভোল্টেজের কাছাকাছি হয়, তাহলে PWM কন্ট্রোলারই সবচেয়ে কম খরচে কাজ করবে। যদি প্যানেলের ভোল্টেজ ব্যাটারির ভোল্টেজের চেয়ে অনেক বেশি হয় – যা বেশিরভাগ আধুনিক “অল-ইন-ওয়ান” স্ট্রিট লাইটের ক্ষেত্রে হয় – তাহলে MPPT কন্ট্রোলার সেই পার্থক্যটি পূরণ করে; ফলে আরও ২০–৩০% বেশি শক্তি সংগ্রহ করা যায়। এই গাইডের বাকি অংশে ব্যাখ্যা করা হয়েছে কেন এমনটি হয়, এবং আমরা আমাদের নিজস্ব কারখানায় কীভাবে সিদ্ধান্ত নিই।

প্রতিটি কন্ট্রোলারের কাজ:

PWM (পালস উইডথ মডুলেশন – Pulse Width Modulation): এই কন্ট্রোলারগুলো সৌর প্যানেলকে প্রায় সরাসরি ব্যাটারির সাথে সংযুক্ত করে এবং দ্রুত সংযোগ চালু/বন্ধ করার মাধ্যমে চার্জিং প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করে। যখন ব্যাটারি (সাধারণত ১২ বা ২৪ ভোল্ট লিথিয়াম-আয়ন/লেড-অ্যাসিড) প্রায় পূর্ণ চার্জ হয়ে যায়, তখন কন্ট্রোলার কারেন্ট কমিয়ে দেয়। এখানে কোনো ভোল্টেজ রূপান্তর ঘটে না; প্যানেলের ভোল্টেজ ব্যাটারির ভোল্টেজের দিকে নামিয়ে আনা হয়, এবং তার বাইরের শক্তি হারিয়ে যায়।

MPPT (ম্যাক্সিমাম পাওয়ার পয়েন্ট ট্র্যাকিং – Maximum Power Point Tracking): এই কন্ট্রোলারগুলো প্যানেল এবং ব্যাটারির মধ্যে একটি DC-DC কনভার্টার ব্যবহার করে। এই কনভার্টার উভয় ভোল্টেজকে আলাদা করে দেয়; ফলে প্যানেল তার সর্বোচ্চ শক্তি পয়েন্টে কাজ করতে পারে এবং ব্যাটারি প্রয়োজনীয় শক্তি পায়। কন্ট্রোলার প্রতি কয়েক সেকেন্ড অন্তর প্যানেলের আউটপুট পরীক্ষা করে এবং আলো ও তাপমাত্রার পরিবর্তনের সাথে সাথে সর্বোচ্চ শক্তি পয়েন্টটি ট্র্যাক করে। এই প্রক্রিয়াতেই অতিরিক্ত শক্তি সংগ্রহ হয়।

২০–৩০% দক্ষতা বৃদ্ধি কোথা থেকে আসে – এবং কখন এটি প্রযোজ্য নয়:

MPPT কন্ট্রোলারের সুবিধা সবচেয়ে বেশি তখন হয়, যখন প্যানেলের Vmp ব্যাটারির ভোল্টেজের চেয়ে অনেক বেশি হয়। এমন সিস্টেমে, PWM কন্ট্রোলার প্যানেলকে তার সর্বোচ্চ শক্তি পয়েন্ট থেকে দূরে রাখে; ফলে অতিরিক্ত শক্তি হারিয়ে যায়। শীতল আবহাওয়ায় এই পার্থক্য আরও বাড়ে, কারণ প্যানেলের ভোল্টেজ কমে যায়।

দুটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয়:

যখন উভয় ভোল্টেজ ইতিমধ্যেই সমান হয়ে যায়, তখন অতিরিক্ত শক্তি সংগ্রহের পরিমাণ কমে যায়। যদি প্যানেলের Vmp ব্যাটারির ভোল্টেজের ১০–১৫% এর মধ্যে থাকে, তাহলে MPPT কন্ট্রোলারের কাজের কিছুই থাকে না। এমন সিস্টেমে অতিরিক্ত শক্তি সংগ্রহের জন্য ব্যয় করা শুধুমাত্র সুবিধার জন্য; শক্তি সংরক্ষণের জন্য নয়।
২০–৩০% এর সংখ্যাটি একটি সিস্টেম-স্তরের তুলনা; এটা কোনো কন্ট্রোলারের ডেটাশিটের মান নয়। এটা আপনার সৌর প্যানেল, আবহাওয়া এবং সিস্টেমের কার্যকারিতার উপর নির্ভর করে। এটিকে একটি আনুমানিক মান হিসেবে বিবেচনা করুন, নিশ্চয়তা হিসেবে নয়।

সংক্ষেপে:

MPPT কন্ট্রোলার ব্যাটারির ভোল্টেজের তুলনায় প্যানেলের সর্বোচ্চ শক্তি ভোল্টেজ বেশি হলে অতিরিক্ত শক্তি সংগ্রহ করতে সাহায্য করে; অন্যথায় PWM কন্ট্রোলারই সবচেয়ে কম খরচে কাজ করে। সিদ্ধান্ত নেওয়ার সময় এই বিষয়গুলো বিবেচনা করুন।

প্যারামিটার	PWM কন্ট্রোলার	MPPT কন্ট্রোলার
ভোল্টেজ রূপান্তর	কোনো প্রয়োজন নেই — প্যানেলটি ব্যাটারির ভোল্টেজের সাথে সংযুক্ত হয়	DC-DC রূপান্তর; প্যানেলটি Vmp ভোল্টেজে কাজ করে
অন্যান্য কন্ট্রোলারের তুলনায় দক্ষতা	সাধারণ মান	Vmp যখন ব্যাটারির ভোল্টেজের চেয়ে বেশি, তখন 20–30% দক্ষতা বৃদ্ধি হয়
সবচেয়ে উপযুক্ত বিকল্প	প্যানেলের Vmp ব্যাটারির ভোল্টেজের প্রায় 10–15% এর মধ্যে	প্যানেলের Vmp ব্যাটারির ভোল্টেজের চেয়ে অনেক বেশি (বেশিরভাগ “অল-ইন-ওয়ান” লাইটের ক্ষেত্রে)
আপেক্ষিক খরচ	কম	বেশি
উপাদানের সংখ্যা/ব্যর্থতার সম্ভাবনা	কম	বেশি (কনভার্টার স্টেজের কারণে)
শীতল জলবায়ুতে কার্যকারিতা	দুর্বল — ভোল্টেজের অমিল বাড়ে	শক্তিশালী — পরিবর্তিত পাওয়ার পয়েন্টকে অনুসরণ করে
কম আলোতে শক্তি সংগ্রহ	দুর্বল	শক্তিশালী

আমরা কীভাবে আমাদের কারখানায় কন্ট্রোলার নির্বাচন করি?

আমরা প্রতিটি ফিক্সচারের জন্য আলাদাভাবে কন্ট্রোলার নির্বাচন করি, মূল্যের ভিত্তিতে নয়। প্রতিটি ম্যাটেরিয়াল বিলে আমরা নিম্নলিখিত নিয়মগুলো অনুসরণ করি:

প্রথমে ডেটাশিট থেকে প্যানেলের Vmp এবং ব্যাটারির নোমিনাল ভোল্টেজ পড়ুন। যদি Vmp ÷ ব্যাটারি ভোল্টেজের গুণিতাংশ প্রায় 1.2-এর নিচে হয়, তাহলে সাধারণত PWM হলো সঠিক বিকল্প; আমরা তা নির্বাচন করি।
যদি এই গুণিতাংশ 1.5-এর বেশি হয় — যেমন 300 ওয়াটের “অল-ইন-ওয়ান” ইউনিটের ক্ষেত্রে 12 ভোল্টের LiFePO4 ব্যাটারির ক্ষেত্রে — তাহলে MPPT কন্ট্রোলার ব্যবহার করা হয়। 5 বছরের সেবা জীবনকালে সংগৃহীত শক্তি কন্ট্রোলারের মূল্যের তারতম্যকে ছাড়িয়ে যায়।
শীতল জলবায়ু বা উচ্চ অক্ষাংশের প্রকল্পগুলিতে সাধারণত MPPT কন্ট্রোলারই ব্যবহৃত হয়; কারণ শীতকালে ভোল্টেজের পরিবর্তনের কারণে PWM সিস্টেমগুলি ভালোভাবে কাজ করে না।
যেসব ক্ষেত্রে PWM সত্যিই উপযুক্ত, সেখানেও আমরা এটি ব্যবহার করি — যেমন ছোট বোলার্ড, স্বল্প-স্বায়ত্তাসম্পন্ন গার্ডেন লাইট, সাশ্রয়ী রিট্রোফিট কিট। MPPT কন্ট্রোলার ব্যবহার করলে বাজেট বাড়ে।

ফিল্ডে আমরা যে সমস্যাটি সবচেয়ে বেশি দেখি, তা হলো ভোল্টেজের অমিল। কোনো ঠিকাদার উচ্চ Vmp বিশিষ্ট প্যানেলকে PWM কন্ট্রোলারের সাথে সংযুক্ত করে; ফলে ব্যাটারি ধীরে ধীরে চার্জ হয়, এবং দুই শীতকাল পরে লাইটগুলি কাজ করা বন্ধ করে দেয়। এর সমাধান হলো ডেটাশিট পড়া এবং গণিত করা।

এই গাইডটি কী নিয়ে আলোচনা করে না?

এই গাইডটি DC-কাপলড সৌর স্ট্রিট লাইটের জন্য চার্জ-কন্ট্রোলার নির্বাচন নিয়ে আলোচনা করে। এটি AC-কাপলড সিস্টেম, হাইব্রিড উইন্ড-সৌর কন্ট্রোলার, অথবা গ্রিড-টাইড ইনভার্টার নিয়ে আলোচনা করে না; কারণ এগুলো ভিন্ন ধরণের সিস্টেম এবং তাদের জন্য ভিন্ন নিয়ম রয়েছে। নির্দিষ্ট প্রকল্পের জন্য কন্ট্রোলার, ব্যাটারি ও প্যানেলের আকার নির্ধারণের জন্য আমাদের কন্ট্রোলার সাইজিং ক্যালকুলেটর ব্যবহার করুন; অথবা আপনার ফটোমেট্রিক ও স্বায়ত্তা সংক্রান্ত তথ্য আমাদের কাছে পাঠান, আমরা আপনার জন্য গণনা করে দেব।

পরবর্তী পদক্ষেপ: যদি আপনি এখনই কোনো প্রকল্পের জন্য কন্ট্রোলার নির্বাচন করতে চান, তাহলে প্রথমে ক্যালকুলেটর ব্যবহার করুন; তারপর আমাদের “অল-ইন-ওয়ান” সৌর স্ট্রিট লাইট লাইনটি দেখুন। প্রতিটি ইউনিটের সাথে এর জন্য উপযুক্ত কন্ট্রোলার সরবরাহ করা হয়; তাই উপরে উল্লিখিত সমস্যাগুলি দুর্ঘটনাক্রমে ঘটবে না।