স্ট্রিট লাইটিংয়ের জন্য AC থেকে DC রূপান্তর: একটি ইঞ্জিনিয়ারিং গাইড

রূপান্তরটি আসলে কী কী অন্তর্ভুক্ত করে?

একটি AC স্ট্রিট লাইট সার্কিটে তিনটি অংশ রয়েছে: গ্রিড থেকে আসা বিদ্যুৎ, নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা (ড্রাইভার বা ব্যালাস্ট), এবং লাইটিং ইউনিট (যেমন LED লাইট)। একটি DC সৌর স্ট্রিট লাইটে এই তিনটি অংশই প্রতিস্থাপিত হয়। সৌর প্যানেল সরাসরি DC বিদ্যুৎ উৎপাদন করে; একটি চার্জ কন্ট্রোলার সেই বিদ্যুৎকে LiFePO4 ব্যাটারিতে সংরক্ষণ করে; এবং LED লাইটিং ইউনিট সেই ব্যাটারি থেকে বিদ্যুৎ গ্রহণ করে। এই প্রক্রিয়ায় কোনো রেকটিফায়ারের প্রয়োজন হয় না।

রূপান্তরকারী প্রক্রিয়াটি কী কী সমস্যাগুলো সমাধান করে?

আমরা যেসব রিট্রোফিট (retrofit) অনুরোধ পাই, তার বেশিরভাগই বিদ্যমান AC সার্কিটের চারটি সমস্যার কারণে হয়। এগুলোর গুরুত্ব সমান নয়; তাই অর্থ খরচ করার আগে সেগুলোকে আগে থেকে মূল্যায়ন করা জরুরি:

• পুরানো লাইটিং ইউনিটগুলোর কারণে দুর্বল আলো। পুরানো লাইটিং ইউনিটগুলো বর্তমান আলোকস্তরের তুলনায় কম আলো দেয়। DC সৌর লাইটিং ইউনিট আলোকস্তর উন্নত করতে সাহায্য করে। কিন্তু প্রথমে রাস্তার ধরণ অনুযায়ী আলোকস্তরের প্রয়োজনীয়তা নির্ধারণ করা জরুরি (ইউরোপে EN 13201, উত্তর আমেরিকায় IES নির্দেশিকা অনুসরণ করা হয়)।
• জটিল ও নথিভুক্ত নয় এমন সার্কিটগুলো। যখন বিভিন্ন দশকে বিভিন্ন ঠিকাদারদের দ্বারা সার্কিটগুলো তৈরি করা হয়েছে, তখন ত্রুটি খুঁজে বের করা অনেক বেশি খরচবহুল হয়। স্বাধীন সৌর সিস্টেম এসব সমস্যা দূর করে।
• লাইটিং ইউনিটগুলোর প্রায়শই প্রতিস্থাপনের প্রয়োজন হয়। বিভিন্ন মডেলের লাইটিং ইউনিট ও অসামঞ্জস্যপূর্ণ ড্রাইভারের কারণে প্রতিস্থাপন প্রক্রিয়াটি জটিল হয়ে যায়। একই ধরনের লাইটিং ইউনিট ও ড্রাইভার ব্যবহার করলে এই সমস্যা দূর হয়।
• টাইমার বা ম্যানুয়াল নিয়ন্ত্রণের সমস্যা। আমাদের তৈরি সমস্ত DC লাইটিং ইউনিটে ফটোসেল বা টাইম-ভিত্তিক নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা রয়েছে। এটা চারটি সমস্যার মধ্যে সবচেয়ে ছোট; তাই এটার জন্য আলাদাভাবে অর্থ খরচ করার প্রয়োজন নেই।

রূপান্তরটি কোথায় প্রযোজ্য – এবং কোথায় নয়?

রিট্রোফিটের জন্য আমরা প্রথমে রাস্তার পরিদর্শন করি, ছায়ার ছবি সংগ্রহ করি, এবং বিদ্যুৎ সরবরাহকারী সংস্থার টারিফ জানি। এই তথ্যের ভিত্তিতে আমরা আলোকস্তর ও সিস্টেমের স্বাধীনতার হিসাব দিই।

যেসব স্থানে ইতিমধ্যে AC ফিড রয়েছে, পোলগুলো ভালো অবস্থায় আছে, এবং ট্যারিফ কম, সেসব স্থানেও আপগ্রেড করা যেতে পারে — বিদ্যমান AC ফিডে আরও উন্নত লাইটিং ব্যবহার করে। এটা করলে আমাদের সেই স্থানের অর্ডার হারাতে হবে, কিন্তু ক্লায়েন্টকে দশকের পর দশক ধরে ব্যাটারি প্রতিস্থাপনের খরচ থেকে বাঁচানো যাবে।

স্ট্যাণ্ডঅ্যালোন DC লাইটিংয়ের জন্য সাধারণ সিস্টেম প্যারামিটার

নিচের তথ্যগুলো আমাদের পণ্যের সাধারণ বৈশিষ্ট্য; কোনো দামের তালিকা নয়। চূড়ান্ত আকার নির্ধারণ হয় লাইটিং এবং স্বায়ত্তশাসনের গণনার ভিত্তিতে:

মূল পৃষ্ঠায় উল্লেখিত না হওয়া ভোল্টেজ-হ্রাসের নিয়ম

মূল দাবি হলো DC ট্রান্সমিশনে এনার্জি কম হারায় যায় তুলনায় AC-এ। পোলের স্তরে এটা সত্য — DC লুপে কোনো ট্রান্সফরমার বা অন্যান্য ক্ষতি হয় না — কিন্তু এই দাবিটির একটি শর্ত রয়েছে যা মূল পৃষ্ঠায় উল্লেখ করা হয়নি: ১২ ভোল্টে কারেন্ট বেশি হয়, এবং তারের ক্ষতি কারেন্টের বর্গের সাথে বৃদ্ধি পায়। ১২ ভোল্টে ৬০ ওয়াটের ভারের জন্য ৫ অ্যাম্পিয়ার কারেন্ট প্রয়োজন হয়। এই ৫ অ্যাম্পিয়ার কারেন্টকে ৩০ মিটার দূরত্বের ছোট তারের মধ্য দিয়ে পাঠালে লাইটিংটি দৃশ্যতভাবে ম্লান হয়ে যায়।

স্ট্যান্ডার্ড তারের প্রতিরোধকতা ব্যবহার করে গণনা করলে দেখা যায়: ৩০ মিটার দূরত্বে ৪ মিমি² তারে ৫ অ্যাম্পিয়ার কারেন্টের কারণে প্রায় ১.৩ ভোল্ট ভোল্টেজ হ্রাস হয় — যা ১২ ভোল্টের সিস্টেমের প্রায় ১১%। আমরা প্রতিটি অর্ডারে নিম্নলিখিত নিয়মগুলো অনুসরণ করি:

1. ১৫ মিটারের কম দূরত্বে ১২ ভোল্ট ব্যবহার করুন; অন্যথায় সিস্টেমটিকে ২৪ ভোল্টে পরিবর্তন করুন।
2. তার অর্ডার দেওয়ার আগে প্রকৃত তারের বৈশিষ্ট্য অনুযায়ী ভোল্টেজ-হ্রাস গণনা করুন।
3. দীর্ঘ দূরত্বের জন্য MPPT কন্ট্রোলার ব্যবহার করুন — এতে প্যানেলটি উচ্চতর ভোল্টেজে কাজ করতে পারে এবং ব্যাটারির কাছে ভোল্টেজ কমিয়ে দেয়, ফলে তারের কারেন্ট কমে যায়। আমাদের কন্ট্রোলার ক্যালকুলেটর নির্দিষ্ট প্যানেল, ব্যাটারি এবং দূরত্বের জন্য এই গণনা করে।

যখন আসলেই ইনভার্টারের (DC → AC) প্রয়োজন হয়

কিছু রিট্রোফিটের ক্ষেত্রে পোলে AC (অ্যাসিস্টম কন্ডিশনার) প্রয়োজন হয়—যেমন ক্যামেরা, ডিসপ্লে, অথবা এমন সেন্সর যার জন্য AC অ্যাডাপ্টার দরকার। এরপর ব্যাটারি এবং লোডের মধ্যে একটি ইনভার্টার যোগ করা হয়; এটি আউটপুটের ফ্রিকোয়েন্সি ও ভোল্টেজ সমন্বয় করে। আমাদের নির্মাণ পদ্ধতির তিনটি নিয়ম হলো:

1. ইলেকট্রনিক্সের জন্য “পিউর সাইন ওয়েভ” (Pure Sine Wave) ব্যবহার করা উচিত। সংশোধিত-বর্গাকার ইনভার্টারগুলো কিছু ড্রাইভার এবং সুইচ-মোড সরবরাহ ব্যবস্থাকে বিঘ্নিত করতে পারে।
2. ইনভার্টারের আকার নির্ধারণ করতে হবে ক্রমাগত লোডের ভিত্তিতে, শীর্ষ লোডের ভিত্তিতে নয়। যে ইনভার্টারটি এমন সার্জ (surge) পরিস্থিতির জন্য ডিজাইন করা হয়েছে যা আসলে ঘটে না, সেটি অপচয়ের কারণ হয়।
3. “আইডল ড্রয়” (idle draw) বিবেচনা করা জরুরি। ২০০ ওয়াটের একটি ইনভার্টার যদি কোনো লোড ছাড়াই ৫–১০ ওয়াট বিদ্যুৎ খরচ করে, তবে এটি এক রাতেই ছোট ব্যাটারিকে খালি করে দিতে পারে। একটি সংকীর্ণ স্থানে ব্যবহৃত স্বায়ত্তশাসিত সিস্টেমে এই “আইডল ড্রয়” সিস্টেমের কার্যকারিতার উপর প্রভাব ফেলে (যেমন ৩ রাত নাকি ৪ রাত কাজ করবে)।

AC-এর প্রকৃত সুবিধা হলো উচ্চ ভোল্টেজে দূরবর্তী স্থানে বিদ্যুৎ সরবরাহ করার ক্ষমতা; কিন্তু একটি একক পোলে এটা অপ্রাসঙ্গিক। যেখানে ইতিমধ্যে একটি স্থিতিশীল গ্রিড ব্যবস্থা রয়েছে, সেখানে সরাসরি AC সরঞ্জাম ব্যবহার করাই বেশি সুবিধাজনক।

অর্থনৈতিক দিক:

এই পরিকল্পনাগুলোর অর্থনৈতিক দিকগুলো নিম্নরূপ:

• আলোকসজ্জার জন্য কোনো মাসিক বিদ্যুৎ বিল নেই। এটা একটি স্বাধীন DC (ডিসি) ইউনিটের ক্ষেত্রে সত্য। তবে ব্যাটারির প্রতিস্থাপনের খরচ অবশ্যই বিবেচনায় নিতে হবে।
• সাশ্রয়ের পরিমাণ নির্ভর করে ট্যারিফ ও অন্যান্য ব্যয়ের উপর। যেখানে গ্রিড থেকে সরাসরি বিদ্যুৎ সরবরাহ হয় এবং অন্যান্য ব্যয় কম, সেখানে সৌরশক্তি ব্যবহার করলে সাশ্রয় দীর্ঘমেয়াদী হয়।
• প্যানেলের আয়ুর দাবিগুলোও বিবেচনায় নিতে হবে। DC LED সিস্টেমগুলো AC সিস্টেমের তুলনায় দীর্ঘস্থায়ী; কারণ LED ডিভাইসগুলো ধীরে ধীরে ক্ষয় পায়, কিন্তু এর জীবনকাল নির্ধারণকারী অংশগুলো (ড্রাইভার ও ব্যাটারি) প্রতিস্থাপনযোগ্য।

এই পৃষ্ঠায় কী আলোচনা করা হয়নি?

এই পৃষ্ঠায় রাস্তা ও পার্কের আলোকসজ্জার জন্য DC সিস্টেম সম্পর্কে আলোচনা করা হয়েছে; কিন্তু গ্রিড-সংযুক্ত PV (পাওয়ার ভলটাইকেল) ইনভার্টার, হাইব্রিড স্ট্রিট লাইট (যাতে AC ব্যাকআপ ব্যবস্থা রয়েছে), টেলিকমিউনিকেশনের জন্য -48 ভোল্টের রেক্টিফায়ার প্ল্যান্ট, অথবা শিল্পক্ষেত্রের UPS (ইউনিভার্সাল পাওয়ার সাপ্লাই) সম্পর্কে আলোচনা করা হয়নি। কোনো নির্দিষ্ট রিট্রোফিটের জন্য পরিকল্পনা তৈরি করতে “কন্ট্রোলার সাইজিং ক্যালকুলেটর” (controller sizing calculator) ব্যবহার করুন; হার্ডওয়্যার দেখতে “অল-ইন-ওয়ান সৌর স্ট্রিট লাইট” (all-in-one solar street light) পণ্যগুলো দেখুন। যদি আপনার স্থানে আসল সমস্যা হলো ছায়া, তাহলে আমাদের পৃথক প্যানেল ইনস্টলেশন পদ্ধতিই সস্তা সমাধান হবে। কন্ট্রোলারের বিভিন্ন ধরণ (MPPT বনাম PWM) সম্পর্কেও আলোচনা করা হয়েছে।