ভূমিকা: কেন সোলার সিমুলেটর ক্যালিব্রেশন গুরুত্বপূর্ণ

ফটোভোল্টাইক মডিউল পরীক্ষায়, নির্ভরযোগ্য পরিমাপ শুরু হয় একটি জিনিস দিয়ে: একটি সঠিকভাবে ক্যালিব্রেটেড সোলার সিমুলেটর। যদি সিমুলেটর আউটপুট সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রিত না হয়, তাহলে পরিমাপকৃত মডিউল শক্তি, কারেন্ট এবং দক্ষতা প্রকৃত মান থেকে বিচ্যুত হতে পারে। এমন একটি বাজারে যেখানে 500 W এবং তার বেশি শক্তির মডিউল ইতিমধ্যেই সাধারণ, এমনকি 0.5% ত্রুটিও বাণিজ্যিকভাবে তাৎপর্যপূর্ণ হতে পারে।

একটি সোলার সিমুলেটর হল একটি যন্ত্র যা নিয়ন্ত্রিত পরীক্ষাগার অবস্থার অধীনে সূর্যালোক পুনরুৎপাদনের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এটি PV মডিউল কর্মক্ষমতা পরীক্ষার জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, বিশেষ করে STC বা স্ট্যান্ডার্ড টেস্ট কন্ডিশনের অধীনে। সহজ কথায়, এটি পেশাদার PV বৈদ্যুতিক পরীক্ষার পিছনে প্রধান আলোর উৎস।

চিত্র 1 A+ A+ A+ সোলার সিমুলেটর

ছবির উৎস: ইন্টারনেট

STC-এর অধীনে ইরেডিয়েন্স ক্যালিব্রেশন

বেশিরভাগ পরীক্ষাগার ক্যালিব্রেশন কাজের জন্য, প্রথম লক্ষ্য হল ইরেডিয়েন্স। STC-এর অধীনে, সিমুলেটরকে সামঞ্জস্য করা উচিত 1000 W/m² একটি AM1.5G বর্ণালী এবং 25°C সেল তাপমাত্রা সহ।

PV শিল্পে, একটি WPVS সেল সাধারণত ব্যবহৃত হয় প্রাথমিক রেফারেন্স ডিভাইসহিসেবে। যোগ্য মেট্রোলজি ইনস্টিটিউট যেমন PTB বা NREL AM1.5G এবং 1000 W/m² ইরেডিয়েন্সের অধীনে WPVS সেলের ক্যালিব্রেটেড শর্ট-সার্কিট কারেন্ট বা Isc প্রদান করে। এই ক্যালিব্রেশন মান আন্তর্জাতিক একক পদ্ধতিতে ট্রেসেবল, এবং এর অনিশ্চয়তা প্রায় 0.5% পর্যন্ত কম হতে পারে।

এই ট্রেসেবিলিটি এবং স্থিতিশীলতার কারণে, WPVS সেলটি প্রায়শই সেকেন্ডারি রেফারেন্স ডিভাইসে কম-অনিশ্চয়তা ক্রমাঙ্কন মান স্থানান্তর করতে ব্যবহৃত হয়।

তবে, মডিউল-স্তরের সোলার সিমুলেটর ক্রমাঙ্কন শুধুমাত্র সফ্টওয়্যারে একটি সংখ্যা সেট করার বিষয় নয়। পরীক্ষার এলাকাটি বড়, প্রায়শই 2.6 m × 1.5 m বা এমনকি 3 m × 2 m। চূড়ান্ত বিকিরণ সমন্বয়ের আগে, পরীক্ষার সমতল জুড়ে বিকিরণ বিতরণ পয়েন্ট বাই পয়েন্ট পরিমাপ করা উচিত। IEC 60904-9 অনুসারে, অ-সমতা পরীক্ষার এলাকাটি সিমুলেটর পরীক্ষার এলাকার কমপক্ষে 80% কভার করা উচিত। এর পরে, পুরো পরীক্ষার সমতলের গড় বিকিরণ গণনা করা যেতে পারে এবং ক্রমাঙ্কনের ভিত্তি হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।

চিত্র 2 WPVS সেল

ছবির উৎস: ইন্টারনেট

WPVS রেফারেন্স সেল মনিটরিং: ছোট অবস্থান ত্রুটিগুলি গুরুত্বপূর্ণ

ক্রমাঙ্কনের সময়, WPVS সেলটি সাধারণত রেফারেন্স সেল অবস্থানে রাখা হয় সিমুলেটর অপারেশনের সময় রিয়েল-টাইম বিকিরণ নিরীক্ষণের জন্য। WPVS সেল থেকে কারেন্ট সিগন্যাল একটি অ্যামপ্লিফায়ার বা রেজিস্টরের মাধ্যমে ভোল্টেজ সিগন্যালে রূপান্তরিত হয় এবং তারপর সিমুলেটর সিস্টেম দ্বারা পড়া হয়।

প্রাসঙ্গিক সফ্টওয়্যার প্যারামিটার সামঞ্জস্য করে ক্রমাঙ্কন সম্পন্ন করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, কিছু Halm সিমুলেটর একটি ক্রমাঙ্কন মান সেটিং ব্যবহার করে, যখন কিছু Pasan সিস্টেম সংবেদনশীলতা সেটিংস ব্যবহার করে। নির্দিষ্ট সিস্টেমে, কারেন্ট এবং সংবেদনশীলতার মধ্যে সম্পর্ক সরাসরি একটি রূপান্তর সূত্র হিসাবে সরবরাহ করা হয়।

কিন্তু একটি সহজে উপেক্ষিত বিবরণ রয়েছে: রেফারেন্স সেলটি প্রায়শই মূল পরীক্ষার এলাকার বাইরে রাখা হয়। সেই অবস্থানে বিকিরণ মডিউল পরীক্ষার সমতলের গড় বিকিরণের চেয়ে কম হতে পারে। যদি ক্ষতিপূরণ ছাড়াই মেট্রোলজি মান সরাসরি ব্যবহার করা হয়, তবে মডিউল পরীক্ষার এলাকায় প্রকৃত বিকিরণ খুব বেশি হয়ে যেতে পারে, যা পরিমাপিত শক্তিকে প্রভাবিত করবে।

এমনকি যদি রেফারেন্স সেলটি পরীক্ষার এলাকার ভিতরে রাখা হয়, তবুও সমস্যাটি সম্পূর্ণরূপে অদৃশ্য হয় না। 1% এর নিচে অ-সমতা সহ A+ শ্রেণীর সিমুলেটরের জন্য, রেফারেন্স সেলটি প্রায়শই পরীক্ষা অঞ্চলের প্রান্তের কাছে অবস্থিত। এটি এখনও প্রায় 0.5% থেকে 1% বিচ্যুতি প্রবর্তন করতে পারে। পিভি পরীক্ষায়, এটি একটি ছোট সংখ্যা নয়।

রেফারেন্স সেলের তাপমাত্রাও নিয়ন্ত্রণ করা প্রয়োজন 25°Cএর কাছাকাছি। যদিও Isc এর তাপমাত্রা সহগ সাধারণত তুলনামূলকভাবে ছোট, তাপমাত্রার ওঠানামা পরিমাপের অনিশ্চয়তায় অবদান রাখে। যদি নির্ভুলতা লক্ষ্য হয়, তবে তাপমাত্রার প্রভাব যতটা সম্ভব কমানো উচিত।

চিত্র 3 সোলার সিমুলেটর পরীক্ষার এলাকা এবং রেফারেন্স সেল অবস্থান

বিভিন্ন ইরেডিয়েন্স স্তরে ক্যালিব্রেশন

WPVS কোষগুলি কেবল স্থিতিশীল নয়; এগুলি ভাল রৈখিকতাও প্রদান করে। এটি বিভিন্ন আলোর তীব্রতা স্তরে সিমুলেটর ইরেডিয়েন্স ক্যালিব্রেট করার জন্য এগুলিকে উপযোগী করে তোলে। উদাহরণস্বরূপ, যদি লক্ষ্য ইরেডিয়েন্স হয় 200 W/m², তাহলে 1000 W/m² এ ক্যালিব্রেটেড Isc মানকে 0.2 দ্বারা গুণ করে প্রত্যাশিত রেফারেন্স কারেন্ট পাওয়া যেতে পারে।

জেনন-ল্যাম্প সোলার সিমুলেটরগুলির জন্য, বড় ইরেডিয়েন্স পরিবর্তন প্রায়শই বিভিন্ন ফিল্টারের মাধ্যমে অর্জন করা হয়। ফিল্টার পরিবর্তনের পরে, ইরেডিয়েন্স অ-সমতা পুনরায় পরিমাপ করার পরামর্শ দেওয়া হয়, কারণ অপটিক্যাল বিতরণ তীব্রতার সাথে পরিবর্তিত হতে পারে।

স্পেকট্রাল ক্যালিব্রেশন: জেনন এবং LED সিমুলেটর

জেনন সোলার সিমুলেটরগুলির জন্য, বর্ণালী প্রধানত ল্যাম্প উৎস এবং অপটিক্যাল ফিল্টার দ্বারা নির্ধারিত হয়। বেশিরভাগ ল্যাবরেটরিতে, বর্ণালী অবাধে সামঞ্জস্য করা যায় না। তাই, সঠিক পদ্ধতি হল একটি ক্যালিব্রেটেড স্পেকট্রোমিটার ব্যবহার করে পরীক্ষার এলাকার বেশ কয়েকটি অবস্থানে বর্ণালী পরিমাপ করা। IEC 60904-4 অনুসারে, কমপক্ষে চারটি পরিমাপ পয়েন্ট প্রয়োজন।

মূল বিষয় হল শুধুমাত্র একটি অবস্থানে বর্ণালীকে নিখুঁত দেখানো নয়, বরং নিশ্চিত করা যে সিমুলেটর প্রাসঙ্গিক পরীক্ষার এলাকায় প্রয়োজনীয় বর্ণালী শ্রেণী পূরণ করে।

চিত্র 4 বর্ণালী পরিমাপের অবস্থান

LED-ভিত্তিক সোলার সিমুলেটরগুলি আরও নমনীয়। তাদের বর্ণালী বিতরণ সাধারণত সফ্টওয়্যারের মাধ্যমে সামঞ্জস্য করা যায়, যা IEC 60904-9-এ A+ বর্ণালী প্রয়োজনীয়তা পূরণ করা সহজ করে তোলে। তবুও, বর্ণালী বিচ্যুতি, যা প্রায়শই SPD-সম্পর্কিত মূল্যায়নের মাধ্যমে আলোচিত হয়, যতটা সম্ভব কম রাখা উচিত।

একটি ব্যবহারিক উদ্বেগ হল যে LED সিমুলেটরগুলি সাধারণত একাধিক LED সার্কিট বোর্ড থেকে তৈরি করা হয়। এটি পরীক্ষার সমতল জুড়ে লক্ষণীয় বর্ণালী অ-সমতার কারণ হতে পারে। এই কারণে, ন্যূনতম প্রয়োজনীয়তার উপর নির্ভর না করে আরও বেশি পয়েন্ট পরিমাপ করা ভাল।

আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয়: LED সিমুলেটরগুলি ফিল্টার ছাড়াই বড় ইরেডিয়েন্স পরিবর্তন অর্জন করতে পারে, তবে বিভিন্ন ইরেডিয়েন্স স্তরে তাদের বর্ণালী পরিবর্তিত হতে পারে। যখনই ইরেডিয়েন্স সেটিং উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়, তখন বর্ণালীটি অপরিবর্তিত ধরে না নিয়ে পুনরায় পরীক্ষা করা উচিত।

সারাংশ: ক্যালিব্রেশন হল PV পরিমাপের ভিত্তি

সোলার সিমুলেটর ক্যালিব্রেশন সঠিক পিভি মডিউল পরীক্ষার অন্যতম ভিত্তি। ল্যাবরেটরিতে, মূল উদ্দেশ্য হল সঠিক পরিমাপ অর্জন করা এবং তারপর উচ্চ-মানের ক্যালিব্রেশন মানগুলি সেকেন্ডারি রেফারেন্স ডিভাইসে স্থানান্তর করা।

উৎপাদন লাইনে, ক্যালিব্রেশন কৌশল ভিন্ন হতে পারে কারণ গতি, পুনরাবৃত্তিযোগ্যতা, সরঞ্জামের স্থিতিশীলতা এবং কারখানা প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ সবই পরিমাপ ব্যবস্থার অংশ হয়ে যায়। কিন্তু মূল নীতি একই থাকে: আলোর উৎস নিয়ন্ত্রণ, যাচাই এবং বোঝা আবশ্যক।

ইরেডিয়েন্স ক্যালিব্রেশন এবং বর্ণালী পরিমাপ উভয়ের জন্যই সতর্ক কাজ প্রয়োজন। রেফারেন্স সেল অবস্থান, পরীক্ষা এলাকার অ-সমতা, ফিল্টার পরিবর্তন, এলইডি বর্ণালী বিতরণ এবং তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ চূড়ান্ত শক্তি ফলাফলকে প্রভাবিত করতে পারে। পিভি পরীক্ষায়, ছোট ত্রুটিগুলি বেশিদিন ছোট থাকে না।

Ooitech-এর দৃষ্টিভঙ্গি

সোলার মডিউল উৎপাদন লাইনের সাথে কাজ করা একটি সরঞ্জাম সরবরাহকারী হিসাবে, Ooitech সোলার সিমুলেটর ক্যালিব্রেশনকে এককালীন সেটিং নয়, বরং পুরো কারখানার গুণমান-নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার অংশ হিসাবে দেখে। উচ্চ-থ্রুপুট মডিউল উৎপাদনের জন্য, আইভি টেস্টার এবং সোলার সিমুলেটরকে স্পষ্ট ক্যালিব্রেশন রুটিন, স্থিতিশীল রেফারেন্স ডিভাইস এবং ব্যবহারিক অপারেটর প্রশিক্ষণের সাথে মিলিয়ে নিতে হবে; অন্যথায়, ল্যাবরেটরির নির্ভুলতা উৎপাদন লাইনের পুনরাবৃত্তিযোগ্যতায় রূপান্তরিত নাও হতে পারে। আসল চ্যালেঞ্জ হল দৈনন্দিন উৎপাদন দক্ষতার সাথে নির্ভুলতার ভারসাম্য বজায় রাখা, বিশেষ করে যখন উন্নত মডিউল প্রযুক্তি এবং উচ্চতর পাওয়ার রেটিং ছোট পরিমাপ বিচ্যুতিকে আরও দৃশ্যমান করে তোলে।