নবায়নযোগ্য শক্তি প্রকল্পের জন্য সুইচগিয়ার নির্বাচনের ভিত্তি কী?

নবায়নযোগ্য সুইচগিয়ারের জন্য ভোল্টেজ, লোড এবং ত্রুটি পারফরম্যান্সের প্রয়োজনীয়তা

গ্রিড ইন্টারফেস পয়েন্ট এবং প্রকল্পের স্কেলের সাথে MV/HV ভোল্টেজ শ্রেণির সামঞ্জস্য সাধন

মাঝারি ভোল্টেজ (MV: প্রায় ১ কেভি থেকে ৫২ কেভি) এবং উচ্চ ভোল্টেজ (HV: ৫২ কেভির উপরে যেকোনো মান) এর মধ্যে বাছাই করা আসলে গ্রিডের প্রয়োজনীয়তা এবং প্রকল্পের আকারের উপর নির্ভর করে। বড় সৌর ইনস্টলেশনগুলি সাধারণত প্রায় ৩৪.৫ কেভিতে গ্রিডের সাথে সংযুক্ত হয়, কিন্তু সম্প্রদায়ভিত্তিক ছোট বায়ু শক্তি প্রকল্পগুলি ১২ থেকে ১৫ কেভি ভোল্টেজের মধ্যে ভালোভাবে কাজ করে। এই বিষয়ে ভুল করলে ইনসুলেশন বিফলতা বা সরঞ্জামের ক্ষমতা অপচয়ের মতো সমস্যা দেখা দিতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, প্রধান ট্রান্সমিশন লাইনগুলির সাথে সংযুক্ত একটি বিশাল ১০০ মেগাওয়াট সৌর ফার্মের জন্য কমপক্ষে ৩৬ কেভি রেটেড উচ্চ ভোল্টেজ সুইচগিয়ার প্রয়োজন হবে। অন্যদিকে, ছোট ছোট ছাতের উপরের সৌর প্যানেলগুলি ১৫ কেভি পর্যন্ত মাঝারি ভোল্টেজ সরঞ্জাম দিয়ে খুব ভালোভাবে কাজ করে। বেশিরভাগ প্রকৌশলী বিভিন্ন নবায়নযোগ্য শক্তি সেটআপের মধ্যে এই সামঞ্জস্যতা সংক্রান্ত সমস্যাগুলি নির্ধারণ করার জন্য IEEE স্ট্যান্ডার্ড C37.20.2-এর দিকে তাকান।

অস্থায়ী ও অসমতুল উৎপাদনের জন্য কারেন্ট রেটিং এবং ফল্ট সহনশীলতা ক্ষমতা নির্ধারণ

নবায়নযোগ্য উৎপাদন পরিবর্তনশীল লোড প্রোফাইল এবং অসমমানের সার্কিট কারেন্ট চালু করে, যা কঠোর ডি-রেটিং এবং শক্তিশালী ত্রুটি সহনশীলতা চায়। সুইচগিয়ার অবশ্যই নিম্নলিখিত শর্তগুলি ধরে রাখতে হবে:

• অবিচ্ছিন্ন কারেন্ট : সৌর জন্য সর্বোচ্চ ইনভার্টার আউটপুটের ১২৫%; বাতাসের জন্য টারবাইনের সর্বোচ্চ আউটপুটের ১৩০%
• শর্ট-সার্কিট সহনশীলতা : গ্রিড বিঘ্ননের সময় সার্জ ঘটনা পরিচালনা করার জন্য ন্যূনতম ৪০ কেএ (kA) সময়কাল ৩ সেকেন্ড

গ্রিড কোডগুলি এই প্রয়োজনীয়তাগুলিকে আরও শক্তিশালী করে: IEEE 1547 ফটোভোলটাইক (PV) সিস্টেমগুলির জন্য ১৫০% অস্থায়ী ওভারলোড ক্ষমতা আবশ্যক করে, অন্যদিকে বায়ু শক্তি অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য টারবাইনের জড়তা এবং ঝাঁকুনি-চালিত টর্ক পরিবর্তনগুলি সহন করার জন্য ২০০% চক্রীয় লোড সহনশীলতা প্রয়োজন।

সৌর, বায়ু ও স্টোরেজ একীকরণের জন্য অ্যাপ্লিকেশন-অপ্টিমাইজড সুইচগিয়ার প্রকার

PV ফার্ম এবং বায়ু সাবস্টেশনের জন্য মেটাল-ক্ল্যাড, GIS এবং SF6-মুক্ত MV সুইচগিয়ার

বৃহৎ স্কেলের নবায়নযোগ্য শক্তি প্রকল্পগুলির জন্য মাঝারি ভোল্টেজ সুইচগিয়ার প্রয়োজন যা সহজে রক্ষণাবেক্ষণযোগ্য, কম স্থান নেয় এবং বিভিন্ন পরিবেশে নিরাপদ থাকে। অধিকাংশ সৌর ফার্মই মডুলার হওয়ার কারণে মেটাল ক্ল্যাড ডিজাইন বেছে নেয়। অপসারণযোগ্য সার্কিট ব্রেকারগুলির কারণে টেকনিশিয়ানরা সম্পূর্ণ সাবস্টেশন বন্ধ না করেই সমস্যাগুলি সমাধান করতে পারেন, যা সময় ও অর্থ উভয়ই সাশ্রয় করে। অফশোর বাতাসের চালিত বিদ্যুৎ উৎপাদন স্থাপনা বা যেসব স্থানে স্থানের অভাব রয়েছে, সেখানে গ্যাস ইনসুলেটেড সুইচগিয়ার (GIS) পছন্দসই বিকল্প হয়ে ওঠে। এই সিস্টেমগুলি ঐতিহ্যবাহী বিকল্পগুলির তুলনায় প্রায় দুই-তৃতীয়াংশ কম শারীরিক স্থান নেয়, এবং এগুলি স্বতঃস্ফূর্তভাবে লবণাক্ত জলের সংস্পর্শে ক্ষয় রোধ করতে পারে। নির্গমন সংক্রান্ত নিয়মাবলী সর্বত্র কঠোরতর হওয়ার সাথে সাথে আজকাল SF6-মুক্ত বিকল্পগুলির গ্রহণযোগ্যতা বৃদ্ধি পাচ্ছে। কোম্পানিগুলি পুরনো SF6-ভিত্তিক প্রযুক্তির পরিবর্তে ভ্যাকুয়াম ইন্টারাপশন প্রযুক্তি এবং কঠিন ডাইইলেকট্রিক ইনসুলেশন উপাদানের সংমিশ্রণের দিকে ঝুঁকছে। নতুন সুইচগিয়ারগুলি পূর্ববর্তী সংস্করণগুলির মতোই কার্যকর, কিন্তু শিল্পখাতে আগে যে সমস্ত বিরক্তিকর গ্রিনহাউস গ্যাস সংক্রান্ত উদ্বেগ ছিল তা সম্পূর্ণরূপে দূর করে।

ব্যাটারি স্টোরেজ এবং মাইক্রোগ্রিড অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ডিসি এবং হাইব্রিড এসি/ডিসি সুইচগিয়ার

ব্যাটারি এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেম (BESS), যা সংক্ষেপে BESS নামে পরিচিত, তাদের বিশেষভাবে ডিজাইন করা ডিসি সুইচগিয়ারের প্রয়োজন হয়, কারণ এগুলো কিছু অত্যন্ত বিশিষ্ট সমস্যার মুখোমুখি হয়। এসি সিস্টেমের বিপরীতে, ডিসি সিস্টেমে কারেন্ট স্বাভাবিকভাবে শূন্যে পৌঁছানোর কোনো প্রাকৃতিক বিন্দু নেই, এবং আমরা সেখানে দ্রুত ডিসচার্জ স্পাইকগুলোও পাই যা সরঞ্জামগুলোকে ক্ষতিগ্রস্ত করতে পারে। এই কারণেই আধুনিক সুইচগিয়ারে চৌম্বকীয় ব্লো-আউট কয়েল এবং শক্তিশালী আর্ক চিউটগুলোর মতো বৈশিষ্ট্য অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে, যা ডিসি ফল্টগুলোকে প্রায় তৎক্ষণাৎ—সাধারণত কয়েক মিলিসেকেন্ডের মধ্যে—থামিয়ে দিতে পারে। হাইব্রিড এসি/ডিসি সুইচগিয়ার সমাধানগুলো পর্যালোচনা করার সময়, এগুলোর বিশিষ্টতা হলো মাইক্রোগ্রিড সেটআপে বিভিন্ন পাওয়ার সোর্সের মধ্যে সুইচ করার সময় সমস্ত উপাদানকে সুরক্ষিত রাখার ক্ষমতা। সোলার প্যানেল, ব্যাটারি এবং ঐতিহ্যগত ব্যাকআপ জেনারেটর একত্রিত করে একটি সিস্টেম কল্পনা করুন—এই ধরনের সরঞ্জামগুলো সবকিছু নির্বিঘ্নে পরিচালনা করে। ডিসি কাপলিং-এর সাথে সম্পূর্ণ নেটিভ হওয়া আসলে রূপান্তরের সময় শক্তি ক্ষয় কমিয়ে দেয় এবং মূল গ্রিড বিচ্ছিন্ন হলে সিস্টেমটিকে স্বাধীনভাবে পরিচালিত হতে দেয়। এই ক্ষমতা শুধুমাত্র ভালো অনুশীলন নয়, বরং এটি UL 1741 SA এবং IEEE 1547-2018 মানগুলো মেনে চলা এবং শক্তি স্বাধীনতা অর্জনের লক্ষ্যে অধিকাধিক সুবিধা প্রতিষ্ঠানের জন্য আবশ্যিক হয়ে উঠছে।

পরিবেশগত টিকসইতা এবং নবায়নযোগ্য সাইটগুলির জন্য দূরবর্তী-প্রস্তুত ডিজাইন

ক্ষয় প্রতিরোধক্ষমতা, IP65+ আবদ্ধকরণ এবং কঠোর জলবায়ুতে অভিযোজিত তাপীয় ব্যবস্থাপনা

নবায়নযোগ্য শক্তি স্থাপনায় সুইচগিয়ারগুলি কঠিন পরিবেশের কারণে গুরুতর চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হয়। উপকূলীয় অঞ্চলে অবস্থিত বাতাসের খামারগুলিতে লবণ স্প্রে কর্ষণের সম্মুখীন হতে হয়, অন্যদিকে মরুভূমিতে অবস্থিত সৌর ইনস্টলেশনগুলি বালির ঘর্ষণ এবং ৯০% এর বেশি আর্দ্রতার বিরুদ্ধে লড়াই করে। ২০২৩ সালের AMPP গবেষণা অনুসারে, এই কঠিন পরিবেশে বৈদ্যুতিক ব্যর্থতার প্রায় এক চতুর্থাংশ কর্ষণের কারণে ঘটে। এই সমস্যা মোকাবেলার জন্য, ট্রিপল-সিলড IP66 এনক্লোজারগুলি মুসলিম বৃষ্টিকাল বা বালি-ঝড়ের মতো তীব্র আবহাওয়ার ঘটনার সময় ধূলিকণা ও জল ভিতরে প্রবেশ করা থেকে বাধা দেয়। আরও কঠিন পরিস্থিতির জন্য, নির্মাতারা ISO 12944 C5-M মানের অধীনে প্রমাণিত স্টেইনলেস স্টিল 316L বা নিকেল মিশ্র ধাতু ব্যবহার করেন, যা আক্রমণাত্মক রাসায়নিক বা সামুদ্রিক পরিবেশের জন্য উপযুক্ত। তাপ ব্যবস্থাপনা ব্যবস্থাগুলিও এখানে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এগুলি PTC হিটার এবং পরিবর্তনশীল গতির ফ্যান ব্যবহার করে যাতে সরঞ্জামগুলি মাইনাস ৪০ ডিগ্রি সেলসিয়াস থেকে প্লাস ৫৫ ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত চরম তাপমাত্রা পরিসরে সুচারুরূপে কাজ করতে পারে। এই ব্যবস্থাগুলি রাতের বেলা তাপমাত্রার তীব্র ওঠানামা ঘটলে ঘনীভূত জলীয় বাষ্পের কারণে ঘটতে পারে এমন বিপজ্জনক ফ্ল্যাশওভার রোধ করে, যা IEC TR 63397:2022 মানে পরীক্ষিত ও দস্তাবিজভুক্ত করা হয়েছে।

ডিজিটাল প্রস্তুতি: মনিটরিং, স্বয়ংক্রিয়করণ এবং গ্রিড অনুসারে কাজ করার জন্য স্মার্ট সুইচগিয়ার

IEC 61850 এর সাথে সমন্বয়, SCADA প্রোটোকল (Modbus/DNP3) এবং এজ-ভিত্তিক ডায়াগনস্টিক্স

সুইচগিয়ার আধুনিক নবায়নযোগ্য শক্তি সিস্টেমে একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, যা শুধুমাত্র একটি সাধারণ ডিসকানেক্ট পয়েন্টের চেয়ে অনেক বেশি। যখন কোনো সরঞ্জাম IEC 61850 মানের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ হয়, তখন বিভিন্ন ব্র্যান্ডের সুরক্ষা রিলে, সেন্সর এবং কন্ট্রোলারগুলি নির্বিঘ্নে একসাথে কাজ করতে পারে। এটি সেটআপ প্রক্রিয়াকে সহজতর করে এবং গ্রিড কোড যাচাইকরণের প্রক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করে। বর্তমানে অধিকাংশ সিস্টেমই Modbus TCP এবং DNP3-এর মতো প্রোটোকলের মাধ্যমে SCADA প্ল্যাটফর্মের সাথে সংযুক্ত হয়। এই সংযোগগুলি অপারেটরদের দূর থেকে সমস্ত কিছু মনিটর ও নিয়ন্ত্রণ করতে দেয়, যার মধ্যে নেটওয়ার্ক জুড়ে ডেটা নিরাপত্তা বজায় রাখা অন্তর্ভুক্ত। এই ডিভাইসগুলিতে সংযুক্ত স্মার্ট প্রসেসরগুলি স্থানীয়ভাবে বর্তমান স্তর, ভোল্টেজ পাঠ্যাংক, তাপমাত্রা পরিবর্তন এবং এমনকি আংশিক ডিসচার্জও নির্ণয় করতে পারে। এগুলি ঘটনাগুলির প্রতিক্রিয়া দেওয়ার সময় অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ হয়—যেমন আইল্যান্ডিং ঘটনার ক্ষেত্রে সমস্যাগুলি ২০ মিলিসেকেন্ডের মধ্যে ধরা পড়ে। উন্নত ভবিষ্যদ্বাণীমূলক রক্ষণাবেক্ষণ সরঞ্জামগুলি সময়ের সাথে উপাদানগুলির কার্যকারিতা বিশ্লেষণ করে এবং কখন কোনো অংশ ব্যর্থ হতে পারে তা ভবিষ্যদ্বাণী করে। ২০২৩ সালের এনার্জি গ্রিড ইনসাইটস অনুযায়ী, এই পদ্ধতি অপ্রত্যাশিত ডাউনটাইমকে প্রায় অর্ধেক কমিয়ে দেয়। এছাড়াও, আরও কিছু আছে—অ্যাডাপ্টিভ প্রোটেকশন লজিক নবায়নযোগ্য উৎসের পরিবর্তনের সময় স্বয়ংক্রিয়ভাবে সেটিংস পরিবর্তন করে স্থিতিশীলতা বজায় রাখে। এটি কম ভোল্টেজ রাইড থ্রু (Low Voltage Ride Through) এবং হারমোনিক বিকৃতির সীমা সংক্রান্ত প্রয়োজনীয়তা মেনে চলতে সাহায্য করে, যার জন্য কোনো ম্যানুয়াল হস্তক্ষেপের প্রয়োজন হয় না।

FAQ

নবায়নযোগ্য শক্তি সুইচগিয়ারের জন্য সাধারণত কোন ভোল্টেজ স্তরগুলি ব্যবহৃত হয়?

মাঝারি ভোল্টেজ (MV) সাধারণত ১ কেভি থেকে ৫২ কেভি পর্যন্ত হয় এবং ছোট সিস্টেমগুলিতে এটি সাধারণত ব্যবহৃত হয়, অন্যদিকে উচ্চ ভোল্টেজ (HV) হল ৫২ কেভির উপরে এবং এটি সাধারণত বৃহৎ স্কেলের ইনস্টলেশনের জন্য প্রয়োজনীয়।

সুইচগিয়ার ব্যাটারি শক্তি সঞ্চয় সিস্টেমগুলিকে কীভাবে সমর্থন করে?

ব্যাটারি শক্তি সঞ্চয় সিস্টেমে ব্যবহৃত ডিসি সুইচগিয়ারগুলি দ্রুত ডিসচার্জ স্পাইকের মতো অনন্য চ্যালেঞ্জগুলি মোকাবেলা করে যা দোষ দ্রুত সমাধানের জন্য চৌম্বক ব্লো-আউট কয়েল এবং আর্ক চুটসহ বৈশিষ্ট্যগুলি অন্তর্ভুক্ত করে।

সুইচগিয়ারে SF6-মুক্ত বিকল্পগুলি কী কী?

সাম্প্রতিক প্রবণতাগুলি শূন্যস্থান বিচ্ছেদ প্রযুক্তি এবং কঠিন ডাইইলেকট্রিক অন্তরণ উপকরণের দিকে এগিয়ে যাচ্ছে, যা গ্রিনহাউস গ্যাস SF6-এর প্রয়োজনীয়তা উচ্ছেদ করে এবং একই সাথে অনুরূপ কার্যকারিতা বজায় রাখে।

নবায়নযোগ্য শক্তি স্থাপনার সাইটগুলিতে পরিবেশগত অবস্থাগুলি সুইচগিয়ারকে কীভাবে প্রভাবিত করে?

নবায়নযোগ্য শক্তি সাইটে সুইচগিয়ারগুলি লবণ স্প্রে ক্ষয়, বালু ঘর্ষণ এবং তাপমাত্রার চরম অবস্থা থেকে সমস্যার সম্মুখীন হতে পারে। সমাধানগুলির মধ্যে রয়েছে দৃঢ় আবরণ ব্যবহার করা এবং টেকসই হওয়ার জন্য অ্যাডাপ্টিভ তাপীয় ব্যবস্থাপনা সিস্টেম ব্যবহার করা।