মাল্টি-কাট সোলার মডিউল: কেন বিষয়টি ফিরে এসেছে

2025 সাল থেকে, 'মাল্টি-কাট' সোলার মডিউলের ধারণা পিভি শিল্পে আবার গরম হয়ে উঠেছে। এই বছরের SNEC প্রদর্শনীতে, অনেক মডিউল প্রস্তুতকারক থার্ড-কাট এবং কোয়ার্টার-কাট মডিউলের মতো নতুন ডিজাইন উপস্থাপন করেছে। মনে হচ্ছে প্রস্তুতকারকরা প্রচলিত হাফ-কাট ফরম্যাটে আর সন্তুষ্ট নয়। শিল্প একটি খুব ব্যবহারিক প্রশ্ন জিজ্ঞাসা করছে: একটি সোলার সেল কতবার কাটা যেতে পারে, এবং এটি কী বাস্তব মূল্য নিয়ে আসে?

এই নিবন্ধটি গভীরভাবে দেখে মাল্টি-কাট মডিউল কী, কেন সেগুলি আবার আলোচিত হচ্ছে, এবং শেডিং প্রতিরোধের ক্ষেত্রে তাদের কী সুবিধা এবং সীমাবদ্ধতা রয়েছে।

মাল্টি-কাট সোলার মডিউল কী?

একটি 'মাল্টি-কাট' সোলার মডিউল সাধারণত বোঝায় যে একটি পূর্ণ আকারের সোলার সেলকে কয়েকটি ছোট সেল ইউনিটে কাটা হয়, যা পরে সিরিজ বা প্যারালাল সার্কিট ডিজাইনের মাধ্যমে আন্তঃসংযুক্ত করা হয় এবং একটি সম্পূর্ণ পিভি মডিউলে ল্যামিনেট করা হয়।

সাধারণ ফরম্যাটগুলির মধ্যে রয়েছে:

• হাফ-কাট সেল: একটি পূর্ণ সেল 2 টুকরোতে কাটা হয়, বর্তমানে মূলধারার ডিজাইন

• থার্ড-কাট সেল: একটি সেল 3 টুকরোতে কাটা হয়

• মাল্টি-কাট সেল: একটি সেল আরও ছোট টুকরোতে কাটা হয়, যেমন 4-কাট, 5-কাট বা 6-কাট ডিজাইন

• শিংগলড মডিউল: মাল্টি-কাট প্রয়োগের একটি বিশেষ ধরন, ওভারল্যাপিং সেল স্ট্রিপ সহ

দ্রষ্টব্য: উপরের চিত্রগুলি কেবল সাধারণ সার্কিট ধারণা দেখায়। এগুলি নির্দিষ্ট প্রস্তুতকারকের সঠিক পণ্য ডিজাইন উপস্থাপন করে না।

কেন প্রস্তুতকারকরা মাল্টি-কাট ডিজাইন ব্যবহার করেন

মাল্টি-কাট ডিজাইনের মূল উদ্দেশ্য হল প্রতিটি সেল ইউনিটের অপারেটিং কারেন্ট কমানো এবং মডিউলের অভ্যন্তরীণ সার্কিট সংযোগ অপ্টিমাইজ করা। এর মাধ্যমে, মডিউল জটিল বাস্তব-বিশ্বের অবস্থার অধীনে বৈদ্যুতিক ক্ষতি কমাতে এবং শক্তি উৎপাদন উন্নত করতে পারে।

প্রধান সুবিধাগুলির মধ্যে রয়েছে:

• কম অপারেটিং কারেন্ট: একটি সোলার সেলকে ছোট ইউনিটে কাটার পর, প্রতিটি উপ-সেলের কারেন্ট সেই অনুযায়ী হ্রাস পায়।

• কম রেজিস্ট্যান্স লস: একটি পিভি মডিউলের অভ্যন্তরীণ রেজিস্ট্যান্স লস কারেন্টের বর্গের সমানুপাতিক।

Ploss = I²R

সুতরাং যখন কারেন্ট হ্রাস পায়, তখন রিবন, বাসবার এবং অভ্যন্তরীণ পরিবাহী পথে রেজিস্ট্যান্স লসও হ্রাস পায়।

• উচ্চতর মডিউল আউটপুট পাওয়ার: কম অভ্যন্তরীণ বৈদ্যুতিক ক্ষতির সাথে, মডিউল সাধারণত স্ট্যান্ডার্ড টেস্ট অবস্থার অধীনে একটি নির্দিষ্ট পাওয়ার লাভ অর্জন করতে পারে।

• হ্রাসকৃত হট স্পট ঝুঁকি: কম কারেন্ট আংশিক ছায়ায় উত্তাপ কমাতে সাহায্য করে, মডিউলের হট স্পট আচরণ উন্নত করে।

• উন্নত ছায়া সহনশীলতা: সঠিক সার্কিট ডিজাইনের সাথে, স্থানীয় ছায়ার প্রভাব একটি ছোট এলাকায় সীমাবদ্ধ করা যেতে পারে, যা অছায়াযুক্ত এলাকাগুলিকে শক্তি উৎপাদন চালিয়ে যেতে দেয়।

সার্কিট ডিজাইন: কীভাবে স্থানীয় ছায়া সোলার মডিউল আউটপুটকে প্রভাবিত করে

একটি সোলার সেলকে মোটামুটিভাবে একটি কারেন্ট উৎস হিসেবে বিবেচনা করা যেতে পারে। ভালো সূর্যালোকে, সেল কারেন্ট উৎপন্ন করে। যখন সেলের অংশ ছায়ায় থাকে, তখন এর শক্তি উৎপাদন ক্ষমতা কমে যায় এবং আউটপুট কারেন্টও হ্রাস পায়।

চিত্র 6: একটি একক সেল স্ট্রিংয়ের আউটপুটে ছায়ার প্রভাব

প্রথাগত ফুল-সেল মডিউলে, একাধিক সেল সিরিজে সংযুক্ত হয়ে একটি সেল স্ট্রিং গঠন করে। যদি একটি সেল বা কয়েকটি সেল ছায়ায় থাকে, তবে ছায়াযুক্ত সেলগুলি পুরো স্ট্রিংয়ের কারেন্ট আউটপুট সীমিত করবে। সহজ ভাষায়, একই সেল স্ট্রিংয়ের আউটপুট কারেন্ট সাধারণত সবচেয়ে দুর্বল সেল দ্বারা নির্ধারিত হয়, যা প্রায়শই সবচেয়ে বেশি ছায়াযুক্ত সেল।

গুরুতর ছায়ার অধীনে, ছায়াযুক্ত সেল এমনকি বিপরীত পক্ষপাতী হয়ে যেতে পারে। শক্তি উৎপাদনের পরিবর্তে, এটি একটি বৈদ্যুতিক লোড হয়ে যায় এবং স্থানীয় তাপ উৎপন্ন করে। এটি সুপরিচিত হট স্পট প্রভাব।

হট স্পট ঝুঁকি কমাতে, পিভি মডিউল সাধারণত বাইপাস ডায়োড দিয়ে সজ্জিত থাকে। যখন একটি সেল স্ট্রিং গুরুতরভাবে ছায়াযুক্ত হয়, তখন বাইপাস ডায়োড সঞ্চালিত হয় এবং আক্রান্ত স্ট্রিংকে বাইপাস করে কারেন্ট প্রবাহিত হতে দেয়। এটি কোষগুলিকে রক্ষা করে, কিন্তু বাইপাস করা স্ট্রিং আর শক্তি সরবরাহ করতে পারে না। ফলে, মডিউলের আউটপুট পাওয়ার উল্লেখযোগ্যভাবে কমে যায়।

অতএব, একটি মডিউলের ছায়া প্রতিরোধ ক্ষমতা শুধুমাত্র সোলার সেল নিজেই নির্ধারণ করে না। এটি মডিউলের অভ্যন্তরীণ সার্কিট ডিজাইনের উপরও ব্যাপকভাবে নির্ভর করে।

মাল্টি-কাট মডিউলের মৌলিক যুক্তি: উচ্চ কারেন্টকে নিম্ন কারেন্টে বিভক্ত করা

একটি মাল্টি-কাট মডিউল স্ট্যান্ডার্ড কোষগুলিকে ছোট কোষ ইউনিটে কাটে এবং তারপর উপযুক্ত সিরিজ এবং প্যারালাল সার্কিটের মাধ্যমে সংযুক্ত করে। ঐতিহ্যবাহী ফুল-সেল মডিউলের তুলনায়, মাল্টি-কাট ডিজাইনের একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য হল প্রতিটি কাটা কোষ ইউনিট নিম্ন কারেন্টে কাজ করে।

ধরা যাক একটি ফুল সেলের অপারেটিং কারেন্ট I0। যদি এটি সমানভাবে n টুকরোতে কাটা হয়, তাহলে প্রতিটি কাটা কোষ ইউনিটের তাত্ত্বিক কারেন্ট প্রায়:

Icell = I0 / n

উদাহরণস্বরূপ:

• একটি হাফ-কাট মডিউলে, প্রতিটি অর্ধ-কোষ ইউনিটের কারেন্ট প্রায় I0/2।

• একটি থার্ড-কাট মডিউলে, প্রতিটি থার্ড-কাট কোষ ইউনিটের কারেন্ট প্রায় I0/3।

• একটি কোয়ার্টার-কাট মডিউলে, প্রতিটি কোয়ার্টার-কাট কোষ ইউনিটের কারেন্ট প্রায় I0/4।

অবশ্যই, প্রকৃত কারেন্ট মানগুলি লেজার কাটিং গুণমান, এজ প্যাসিভেশন, রিবন ডিজাইন, রেজিস্ট্যান্স লস এবং মডিউল লেআউট দ্বারাও প্রভাবিত হয়। কিন্তু মৌলিক নীতি থেকে, মাল্টি-কাট কোষ ইউনিটের অপারেটিং কারেন্ট স্পষ্টতই ফুল সেলের তুলনায় কম।

যখন কারেন্ট হ্রাস পায়, তখন দুটি সরাসরি সুবিধা দেখা দেয়।

নিম্ন রেজিস্ট্যান্স লস

যখন কারেন্ট কমে যায়, তখন রিবন এবং আন্তঃসংযোগ এলাকায় রেজিস্ট্যান্স লস উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়। একটি কোয়ার্টার-কাট মডিউলের উদাহরণ নিলে, আদর্শ অবস্থায় অন্যান্য কারণ অপরিবর্তিত থাকলে, এর রেজিস্ট্যান্স লস তাত্ত্বিকভাবে একটি ফুল-সেল মডিউলের ষোল ভাগের এক ভাগে হ্রাস পেতে পারে।

স্থানীয় ছায়ার প্রভাব আরও সহজে সীমিত করা যায়

আরও বিভক্ত সার্কিট ডিজাইনের সাথে, ছায়ার কারণে সৃষ্ট কারেন্ট অমিল একটি বৃহত্তর কোষ স্ট্রিংকে প্রভাবিত করার পরিবর্তে একটি স্থানীয় এলাকায় সীমাবদ্ধ করা যেতে পারে।

উদাহরণস্বরূপ, যখন একই ক্ষেত্রফলের দুটি ছায়া বস্তু একটি ফুল-সেল মডিউল এবং একটি হাফ-কাট মডিউলের উপর পড়ে, তখন বস্তুটি ফুল-সেল মডিউলের একটি সম্পূর্ণ সেলের ৮০% ঢেকে দিতে পারে। হাফ-কাট মডিউলে, একই বস্তুটি দুটি হাফ-সেলের উপর বিতরণ হতে পারে, একটি হাফ-সেলের ৩০% এবং অন্যটির ৫০% ছায়া দেয়। এই ক্ষেত্রে, কারেন্ট মিসম্যাচ প্যাটার্ন এবং প্রভাবিত এলাকা ভিন্ন হবে।

মূল বিষয়: আরও নমনীয় সিরিজ এবং প্যারালাল সার্কিট ডিজাইন

মাল্টি-কাট মডিউল ডিজাইন শুধু সেলকে ছোট টুকরোতে কাটার বিষয় নয়। ছায়া প্রতিরোধ ক্ষমতা নির্ধারণের প্রকৃত কারণ হল কাটার পর সেলগুলি কীভাবে সংযুক্ত হয়।

ঐতিহ্যবাহী ফুল-সেল মডিউলে, সেলগুলি সাধারণত সিরিজে সংযুক্ত থাকে এবং মডিউলটি তিনটি বাইপাস ডায়োড দ্বারা তিনটি সার্কিট বিভাগে বিভক্ত হয়। যখন একটি সেল গুরুতরভাবে ছায়াযুক্ত হয়, তখন এটি পুরো মডিউল এলাকার প্রায় এক-তৃতীয়াংশের আউটপুটকে প্রভাবিত করতে পারে।

মাল্টি-কাট মডিউলে, মূল বড় সেল স্ট্রিংকে আরও বিস্তারিত সিরিজ-প্যারালাল ডিজাইনের মাধ্যমে ছোট পাওয়ার জেনারেশন ইউনিটে ভাগ করা যায়। প্যারালাল পাথগুলি আরও নমনীয় কারেন্ট বিতরণের অনুমতি দেয়।

একটি কোয়ার্টার-কাট মডিউলের উদাহরণ নেওয়া যাক, সঠিক সার্কিট বিন্যাসের সাথে, একটি একক কাট সেলের উপর ছায়ার প্রভাব সার্কিট এলাকার প্রায় এক-দ্বাদশাংশে সীমাবদ্ধ করা যায়। তুলনামূলকভাবে, ঐতিহ্যবাহী ফুল-সেল বা হাফ-কাট মডিউলে, একই অবস্থানে ছায়া সেল স্ট্রিং আউটপুটের অনেক বড় অংশকে প্রভাবিত করতে পারে।

চিত্র ৭: ফুল-সেল, হাফ-কাট, থার্ড-কাট এবং কোয়ার্টার-কাট মডিউলের সমতুল্য সার্কিট ডায়াগ্রাম

চিত্র ৮: একই ৫০% ন্যূনতম পাওয়ার জেনারেশন ইউনিটের ছায়ার অধীনে, শিংগলড মডিউলগুলি উচ্চতর শক্তি বজায় রাখতে পারে

অতএব, মাল্টি-কাট মডিউলগুলি আরও বিস্তারিত সার্কিট বিভাগ এবং প্যারালাল কারেন্ট পাথ ব্যবহার করে আংশিক ছায়ার অধীনে ভাল আউটপুট বজায় রাখতে পারে। মূল ডিজাইন যুক্তি অন্তর্ভুক্ত করে:

• সেলগুলিকে ছোট পাওয়ার জেনারেশন ইউনিটে কাটা

• প্রয়োজনীয় মডিউল ভোল্টেজ অর্জনের জন্য সঠিক সিরিজ সংযোগ ব্যবহার করা

• প্রতিটি শাখায় কারেন্ট কমানোর জন্য প্যারালাল শাখা ব্যবহার করা

• ছায়াযুক্ত এলাকায় পাওয়ার লস সীমিত করতে বাইপাস ডায়োড ব্যবহার করা

• অছায়াযুক্ত এলাকাগুলিকে যতটা সম্ভব বিদ্যুৎ উৎপাদন চালিয়ে যেতে দেওয়া

গুরুত্বপূর্ণ সীমাবদ্ধতা: প্রতিটি ছায়া প্যাটার্নের অধীনে মাল্টি-কাট সবসময় ভাল নয়

যদিও এই নিবন্ধটি মাল্টি-কাট সার্কিট ডিজাইন কীভাবে ছায়া প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত করতে পারে তার উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে, তবে প্রতিটি ছায়া পরিস্থিতিতে মাল্টি-কাট মডিউলগুলির সবসময় সুবিধা থাকে না।

উপরে আলোচিত মূল বিষয়টি হলো: যখন সেল ইউনিটের ছায়াযুক্ত অনুপাত একই হয়, তখন মাল্টি-কাট মডিউলগুলি প্রায়শই বেশি আউটপুট পাওয়ার অর্জন করে। তবে, একই ছায়ার আকার এবং আকৃতির অধীনে, প্রতিটি কাটা সেল ইউনিটের ক্ষেত্রফল ছোট হওয়ায়, সেই ইউনিটের ছায়াযুক্ত অনুপাত আসলে বেশি হতে পারে। এর ফলে আউটপুট পাওয়ার কমে যেতে পারে।

উদাহরণস্বরূপ, যখন মডিউলের ছোট দিক বরাবর ছায়া পড়ে, বিশেষ করে সকালে বা বিকেলে যখন সূর্যের কোণ কম থাকে, তখন ছায়া নিচের সারির সেলগুলিকে ঢেকে ফেলতে পারে। একটি হাফ-কাট মডিউলের জন্য, নিচের সারিটি মাত্র ৭০% ছায়াযুক্ত হতে পারে। কিন্তু একটি কোয়ার্টার-কাট মডিউলের জন্য, প্রতিটি কাটা সেলের উচ্চতা ছোট হওয়ায়, একই ছায়া নিচের সারির কোয়ার্টার-কাট সেলগুলিকে সম্পূর্ণরূপে ঢেকে ফেলতে পারে। এর ফলে সংশ্লিষ্ট সার্কিট বিভাগে আউটপুট উল্লেখযোগ্যভাবে কমে যেতে পারে, অথবা সেল স্ট্রিংয়ের কিছু অংশ আউটপুট দেওয়ার ক্ষমতা হারাতে পারে।

এছাড়াও, থার্ড-কাট মডিউলগুলিতে লেআউট এবং সার্কিট ডিজাইনের কারণে উপরে-নিচে অসমতা থাকতে পারে। যখন একই ছায়ার ক্ষেত্র বা আকৃতি মডিউলের বিভিন্ন পাশে পড়ে, তখন প্রকৃত আউটপুট ক্ষতি একই নাও হতে পারে। কিছু নির্দিষ্ট ছায়ার অবস্থায়, থার্ড-কাট মডিউলের পাওয়ার লস হাফ-কাট মডিউলের চেয়েও বেশি হতে পারে।

সুতরাং, ছায়ার কারণে পাওয়ার লস মূল্যায়ন করার সময়, আমরা শুধুমাত্র ছায়াযুক্ত এলাকা দেখতে পারি না। আমাদের প্রকৃত অভ্যন্তরীণ সিরিজ-সমান্তরাল সার্কিট বিতরণ, বাইপাস ডায়োড সুরক্ষা অঞ্চল, ছায়ার আকৃতি এবং ছায়ার অবস্থানও বিবেচনা করতে হবে।

উচ্চ শক্তি থেকে উচ্চ শক্তি সহনশীলতা

যেহেতু পিভি মডিউলের শক্তি ক্রমাগত বৃদ্ধি পাচ্ছে, শিল্প প্রতিযোগিতা আর শুধুমাত্র স্ট্যান্ডার্ড টেস্ট অবস্থার অধীনে পিক পাওয়ার নিয়ে নয়। প্রকৃত সোলার পাওয়ার প্ল্যান্টের জন্য, জটিল অপারেটিং পরিবেশে দীর্ঘমেয়াদী শক্তি উৎপাদন এবং স্থিতিশীলতা আরও গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠছে।

কোয়ার্টার-কাট এবং অন্যান্য মাল্টি-কাট মডিউলগুলি ছোট সেল ইউনিট, কম অপারেটিং কারেন্ট এবং আরও নমনীয় সিরিজ-সমান্তরাল সার্কিট ব্যবহার করে স্থানীয় ছায়ার মোট মডিউল আউটপুটে প্রভাব কমাতে। তাদের মূল মান সহজ: ছায়ার প্রভাব স্থানীয়করণ করা, অছায়াযুক্ত এলাকাকে কাজ করতে রাখা এবং বাস্তব অ্যাপ্লিকেশনে শক্তি উৎপাদনের স্থিতিশীলতা উন্নত করা।

বাণিজ্যিক ও শিল্প ছাদ, আবাসিক ছাদ, BIPV প্রকল্প এবং স্থানীয় ছায়ার ঝুঁকি আছে এমন অন্যান্য পরিস্থিতিতে, কোয়ার্টার-কাট মডিউলগুলি সিস্টেমের ফলন এবং অপারেশনাল নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রযুক্তিগত পথ হয়ে উঠতে পারে।

Ooitech-এর দৃষ্টিভঙ্গি

সোলার মডিউল উৎপাদন লাইনের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে কাজ করা একটি সরঞ্জাম সরবরাহকারী হিসেবে, Ooitech মাল্টি-কাট প্রযুক্তিকে কেবল একটি সেল-ফরম্যাট পরিবর্তন হিসেবে নয়, বরং লেজার কাটিং নির্ভুলতা, স্ট্রিংিং স্থিতিশীলতা, সার্কিট লেআউট এবং গুণমান পরিদর্শনের সাথে জড়িত একটি সম্মিলিত চ্যালেঞ্জ হিসেবে দেখে। হাফ-কাট, থার্ড-কাট, কোয়ার্টার-কাট বা শিংগলড পণ্য বিবেচনা করা নির্মাতাদের জন্য, উৎপাদন লাইনটি মডিউলের বৈদ্যুতিক আর্কিটেকচারের সাথে একসাথে মূল্যায়ন করতে হবে, কারণ শেডিং পারফরম্যান্স দৃঢ়ভাবে নির্ভর করে প্রতিটি ছোট সেল ইউনিট কীভাবে আন্তঃসংযুক্ত এবং সুরক্ষিত তার উপর। আমাদের মতে, মডিউল প্রতিযোগিতার পরবর্তী পর্যায়ে কেবল নামফলক ওয়াটেজ তুলনা করা হবে না, বরং ধুলো, পাতা, ছাদের বাধা এবং নিম্ন-কোণের ছায়ার অধীনে একটি মডিউল কতটা নির্ভরযোগ্যভাবে শক্তি উৎপাদন করে চলেছে তাও তুলনা করা হবে।