சூரிய ஒளி மின்சாரம் - 3

சோலர்ர் பேனல்களை கொண்டு 12V/24V மின் அழுத்தம் கொண்ட 1KWh (1000 வாட்ஸ்) Solar Array-ஐ அமைக்கும் விதத்தை கூறியுள்ளேன். இனி அடுத்த நிலையாகிய சோலார் ஆரே மூலம் கிடைக்கும் மின்சாரத்தை ஒழுங்கு படுத்துவது (Regulate) பற்றி இனி பார்க்கலாம்.

அதிக அளவு வெயிலில் மின் அழுத்தம் (Voltage at Typical Power) 17V ஆகும். 12V பாட்டரியை சார்ஜ் செய்ய முதலில் 14.4V – 14.6V மின் அழுத்தமும், அதன் பின் 13.4V-13.7V மின் அழுத்தமும் வேண்டும். சோலார் ஆரேயிலிருந்து கிடைக்கும் மின் அழுத்தம் வெயிலின் அளவுக்கு ஏற்ப மாறுபட்டு கொண்டிருக்கும். இதை ஒழுங்கு படுத்தி பாட்டரி சார்ஜிங்-க்கு தேவையான மின் அழுத்தத்தை கொடுக்க ஒரு சாதனம் வேண்டும். அதுதான் சார்ஜ் ரெகுலேட்டர் ஆகும். இது சார்ஜ் கண்டிரோலர் என்றும் கூறப்படும்.

சார்ஜ் கண்டிரோலர் 6V, 12V, 24, 36V, 48V என பல மின் அழுத்தத்தில் 6A,10A, 20A, 30A, 40A, 60A என பல திறன்களில் கிடைக்கிறது.சில கம்பெனிகள் 12V/24V ஆட்டோ மாடல்களிலும் தயாரிக்கிறது. அதாவது இது 12V, 24V மின் அழுத்தத்தில் இயங்கும்.

நம்முடைய சோலார் பேனலை இணைத்திருக்கும் விதத்தில் அதன் மின் அழுத்தம், கரண்ட் (ஆம்பியர்) திறன் ஆகியவற்றை வைத்து நமக்கு தேவையான சார்ஜ் கண்டிரோலரை தேர்வு செய்ய வேண்டும்.

முன் பதிவில் கொடுக்கப்பட்டுள்ள விபர குறிப்பில் 100W பேனல் 5.9 ஆம்பியர் கரண்டை தரும் என குறிப்பிடப்பட்டுள்ளது. அதன்படி 100W -12V பேனல்கள் 10-ஐ பேரலல் முறையில் இணைத்திருந்தால் அந்த ஆரேயிலிருந்து கிடைக்கும் கரண்ட் 59 ஆம்பியராகும் (5.9 x 10). கிட்டதட்ட 60 ஆம்பியர் கரண்டை ரெகுலேட்டருக்கு எடுத்து செல்ல மிகவும் தடிமனான வயர் தேவை. வயர் கனம் அதிகமாக ஆக அதன் விலையும் அதிகமாக இருக்கும். மொட்டை மாடியில் இருக்கும் சோலார் பேனல்களின் இணைப்பிலிருந்து கீழே வீட்டுக்குள் சார்ஜ் கண்டிரோலர், பாட்டரி, இன்வெர்ட்டர் ஆகியவைகள் வைக்கப்பட்டிருக்கும் அறைக்குள் சார்ஜ் கண்டிரோலருடன் இணைக்க அதிக நீளம் வயர் தேவை. இந்த செலவை குறைக்க வேண்டும். அதனால் 400W வரையிலான சோலார் பவர் சிஸ்டத்தை மட்டுமே 12V ஆக டிசைன் செய்ய வேண்டும். அதற்கு மேல் வாட்டேஜ் உள்ளவற்றை 24V-க்கு டிசைன் செய்ய வேண்டும். 12V சிஸ்டத்திற்கு வயருக்கு அதிகமாக செலவு செய்ய வேண்டும் என்பது மட்டுமல்ல, 12V-60ஆம்பியர் சார்ஜ் கண்ட்ரோலரும் பல மடங்கு விலை அதிகம். கிடைப்பதும் கஷ்டம். வாட்டேஜ் அதிகரிக்க அதிகரிக்க சிஸ்டத்தை 24V, 36V, 48V என வடிவமைக்க வேண்டும்.

முந்தைய பதிவில் 100W-12V சோலர்ர் பேனல்களை சீரியல் மற்றும் பேரலெல் முறையில் இணைக்க வேண்டும் என்பது விளக்கப்பட்டுள்ளது. இரண்டு பேனல்களை சிரியஸ் முறையில் இணைக்க வேண்டும். இப்பொழுது இந்த இரண்டு பேனல்களும் சேர்ந்து 200W-24V ஆக மாறிவிடும். கிடைக்கும் கரண்ட் 5.9 ஆம்பியராகும். இவ்விதம் 5 செட் (set) இணைக்க வேண்டும். இவற்றை இனி பேரலெல் முறையில் இணைக்கும் பொழுது 1KW-24V ஆரே கிடைத்து விடும். ஆனால் இதிலிருந்து கிடைக்கும் கரண்ட் 29.5(5.9x 5) ஆம்பியராக இருக்கும். இதனால் 24V-30A சார்ஜ் கண்ரோலர் போதுமானது.ஆனால் 30 ஆம்பியர் அளவுக்கு அதிகமான திறன் கொண்ட சார்ஜ் கண்ட்ரோலரை உபயோகிப்பது நல்லது.

இது சோலார் பேனலில் கிடைக்கும் மின்சாரத்தை அப்படியே பாட்டரியை சார்ஜ் செய்யும் அளவிற்கு கட்டுப்படுத்தி பாட்டரிக்கு கரண்டை கொடுக்கும். சோலார் பேனலில் இருந்து அதிகப்படியான அளவுக்கு கரண்டை பெறும் தொழில் நுட்பத்திற்கு “Maximum Power Point Tracking” என்று பெயர். இது சுருக்கமாக MPPT என சொல்லப்படும். இந்த தொழில் நுட்பத்தை பயன்படுத்திய சார்ஜர் கண்ட்ரோலர் படம் கொடுக்கப்பட்டுள்ளது.

இனி அடுத்த நிலை, பாட்டரி பேங்க் டிசைன் செய்வது. ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட பாட்டரிகளை இணைக்கும் பொழுது அது, பாட்டரி பேங்க் என அழைக்கப்படும். இப்பொழுது நம்முடைய 1KW-24 சிஸ்டத்திற்கான பாட்டரி பாங்க் டிசைன் செய்வதை பார்க்கலாம். சார்ஜ் கண்ட்ரோலரால் சீராக்கப்பட்ட, சோலார் ஆரேயிலிருந்து கிடைக்கும் மின்சாரத்தை சேமிக்க பாட்டரி பேங்க் பயன்படுகிறது. இப்பொழுது இந்த பாட்டரி பேங்க் எவ்வளவு திறன் கொண்டதாக இருக்க வேண்டும் என்பதை பார்க்கலாம்.

1000W-24V-30Ah. அதாவது ஒரு மணி நேரத்தில் 24 வோல்ட் மின் அழுத்தத்தில் 30 ஆம்பியர் கரண்ட் நமக்கு கிடைக்கும். சராசரியாக நாள் 1-க்கு 5 மணி நேரம் மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்யும் கரண்ட் 150 ஆம்பியராகும்(24 வோல்ட் மின் அழுத்தத்தில்). வெளி நாடுகளில் 3 நாட்களில் உற்பத்தியாகும் மின்சாரத்தை சேமிக்கும் வகையில் பாட்டரி பாங்க்கை வடிவமைப்பார்கள். இந்த கணக்குப்படி நமக்கு 450 Ah (24 volt) பாட்டரி தேவை. பாட்டரிகள் நம் தேவைக்கு ஏற்ற அளவில் கிடைக்காது. எளிதில் கிடைக்கும் பாட்டரிகளை சீர்யஸ் மற்றும் பேரலெல் முறையில் இணத்து நமக்கு தேவைப்படும் அளவில் பாட்டரி பேங்கை அமைத்துக்கொள்ள வேண்டும்.

தேவை —— 24V-450Ah பாட்டரி
12V-150Ah பேட்டரி = 6 Nos

இரண்டு பேட்டரிகளை சீரியல் முறையில் இணைக்கும் பொழுது அது 24V-150Ah பேட்டரியாக மாறிவிடும். இவ்விதம் 3 செட்(set) இனைத்துக்கொள்ளவேண்டும்.

அதன் பிறகு 3 செட்டையும் பேரலில் இணைக்கும் பொழுது நமக்கு 24V-450Ah பேட்டரி பேங்க் கிடைத்து விடும். சீரியஸ் + பேரலெல் இணைப்பு பற்றி படத்துடன் முன்பு விளக்கப்பட்டுள்ளது.

இரண்டு நாள் உற்பத்தியாகும் மின்சாரத்தை சேமித்தால் போதும் என்றால் நமக்கு தேவை 24V-300Ah பேட்டரி பேங்க். அதற்கு தேவை 12V-150Ah பேட்டரிகள்

ஒரு வேளை 150 ஆம்பியர் பேட்டரி கிடைக்கவில்லை என்றால் 100 ஆம்பியர் பேட்டரியை உபயோகிக்கலாம்.

12V-100Ah பேட்டரி தேவை = 8 / 10 Nos

சீரியஸ் முறையில் இரண்டு பேட்டரிகளை இணைக்கும் பொழுது 24V-100ஆம்பியர் பேட்டரியாக மாறிவிடும். இவ்விதம் இணைக்கப்பட்ட 4 செட் பேட்டரிகளை பேரலெல் முறையில் இணைக்கும் பொழுது 24V-400 ஆம்பியர் கிடைக்கும். இது நம் தேவையை விட 50 ஆம்பியர் குறைவு 5செட்களை இணைதால் 24V-500 ஆம்பியர் கிடைக்கும். இது தேவையை விட 50 ஆம்பியர் அதிகம்.

இரண்டு நாள் உற்பத்தியை சேமித்தால் போதும் என்றால் நமக்கு தேவை 24V-300ஆம்பியர் பாட்டரி. இதற்கு தேவை ஆறு எண்ணிக்கை பேட்டரிகள்.

முக்கிய குறிப்பு: பேட்டரியை சீரீயஸ் முறையில் இணைக்கும் பொழுது முதல் பாட்டரியின் நெகடிவ் முனையை 2-வது பாட்டரியின் பாசிடிவ் முனையுடன் இணைக்க வேண்டும். இப்பொழுது முதல் பாட்டரியின் பாசிடிவ் முனையும் 2-வது பேட்டரியின் நெகடிவ் முனையும் இணைப்பின்றி இருக்கும். இவ்விதம் இணைக்கப்பட்ட பாட்டரி செட்களை பேரலெல் முறையில் இணைக்கும் பொழுது அனைத்து செட்களின் பாசிடிவ் முனைகளை ஒன்றாகவும், நெகடிவ் முனைகளை ஒன்றாகவும் இணைக்க வேண்டும். இந்த இரு முனைகள் வழியாகத்தான் நமக்கு பேட்டரி கரண்ட் கிடைக்கும்.

பேட்டரி பேங்கை ரேக்கிலும் அமைக்கலாம். அல்லது இடவசதி இருந்தாலும் தரையிலும் வைக்கலாம்.

பாட்டரியில் சேமிக்கப்பட்டிருக்கும் டி.சி கரண்ட்(ஆம்பியர்) -ஐ ஒரே நேரத்தில் தொடர்ச்சியாக உபயோகப்படுத்த முடியாது. பேட்டரி கரண்டில் 50% தான் பயன் படுத்தலாம். அதிகமாக பயன்படுத்தினால் பேட்டரி டிஸ்சார்ஜ் லெவலுக்கு கீழே போய்விடும். இதனால் பாட்டரியின் வாழ்நாள் குறைந்து விடும். எனவே இன்வெர்ட்டர் தானாகவே அந்த லெவலுக்கு கீழே போனால் மின் இணைப்பை துண்டித்து விடும். எனவே நாம் கவலைப்பட தேவையில்லை. நம்முடைய பேட்டரி பேங்க் 24V-450Amp ஆக இருந்தால் அதில் சேமிக்கப்பட்டுள்ள 450 ஆம்பியரில் 225 ஆம்பியர் கரண்டை மட்டுமே உபயோகிக்கமுடியும். இந்த கரண்டை இன்வெர்ட்டர் 230V ஏ.சி மின்சாரமாக மாற்றும் பொழுது நமக்கு கிடைக்கும் மின்சாரம் உத்தேசமாக 5400வாட்ஸ். ஆனால் பாட்டரியில் மீதி இருக்கும் கரண்ட் பிக்சட் டெப்பாசிட் போல பாட்டரியிலே இருக்கும். அதன் பின், சோலார் பேனலில் இருந்து கிடைக்கும் கரண்ட் பாட்டரியை முழுமையாக சார்ஜ் செய்துவிடும். சோலார் பேனல் தினமும் 5 யூனிட்டுக்கு தேவையான கரண்டை மட்டுமே உற்பத்தி செய்யும் திறன் கொண்டது. எனவே தினந்தோறும் நாம் 5 யூனிட் மின்சாரத்தை தான் உபயோகிக்கவேண்டும்.

இப்பொழுது 24V-600 ஆம்பியர் பேட்டரி பேங்கை உபயோகித்தால் சுமார் 7200 வாட்ஸ் மின்சாரத்தை பேட்டரியிலிருந்து பெறலாம். இதனால் பாட்டரியில் குறைந்த மின்சாரத்தை சோலார் பேனல் சார்ஜ் செய்ய ஒன்றரை நாட்கள் தேவைப்படும். நீங்கள் முன்பு போலவே தினமும் 5000 வாட்ஸ் உபயோகித்தால் மீதி 2200 வாட்ஸ் மின்சாரம் ரிசர்வ்-ல் எப்பொழுதும் இருக்கும்.

சுருக்கமாக சொல்லப்போனால் உங்கள் சிஸ்டம் ஒரு நாளைக்கு எத்தனை வாட்ஸ் மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்கிறதோ அதே அளவு மின்சாரத்தை தான் நீங்கள் உபயோகிக்க வேண்டும். 1000வாட்ஸ் சிஸ்டம் என்றால் 5000 வாட்ஸ் மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்யும். சிஸ்டத்தின் திறனைப்போல 5 மடங்கு. உங்கள் விருப்பப்படி ரிசர்வ் மின்சாரத்தை அதிகரிக்க பாட்டரியை அதிகப்படுத்த வேண்டும்.

முதல் வரிசையை பார்க்கலாம்.12V-150A. 6 பேட்டரிகள் தேவை. இரண்டு இரண்டாக சீரியஸ் முறையில் இணைக்க வேண்டும். இவ்விதம் இணைத்தால் 3 செட் கிடைக்கும். இந்த 3 செட்களையும் பேரலெல் முறையில் இணைக்க வேண்டும். இதைத்தான் 2 S x 3 P என சுருக்கமாக ஒரு சீரியஸ் இணைப்புக்கு 2 பாட்டரிகள் (2S), 3 பேரலல் இணைப்புகள் (3P) என குறிப்பிடப்பட்டுள்ளது. அடுத்து அதில் கிடைக்கும் கரண்ட். 450 ஆம்பியர். அதில் உபயோகிக்க கூடியது 225 ஆம்பியர். அதிலிருந்து இன்வெர்ட்டர் மூலமாக நமக்கு கிடைக்கும் மின்சாரம் 5400 வாட்ஸ். ஒரு நாளைக்கு உபயோகப்படுத்த வேண்டிய வாட்ஸ் 5000. மீதி ரிசர்வில் இருப்பது 400 வாட்ஸ். இதைப்போலவே மற்றவற்றை நீங்கள் எளிதில் புரிந்து கொள்ளலாம்.

அடுத்த நிலைக்கு வருவோம். நம்முடைய சிஸ்டம் 1KW என்பதால் இன்வெர்ட்டரும் 1KW ஆக இருக்க வேண்டும் என்ற அவசியம் கிடையாது. ஒரே நேரத்தில் நாம் எத்தனை வாட்ஸ்களை அதிகப்படியாக உபயோகிக்கிறோமோ அதை விட கூடுதலாக இருக்க வேண்டும். மார்க்கெட்டில் நல்ல கம்பெனி தயாரிப்புகள், சில குறிப்பிட்ட திறன் மற்றும் மின்அழுத்ததில் கிடைக்கும். அதில் நமக்கு பொருத்தமானவற்றை தேர்ந்தெடுக்க வேண்டும்.
இன்வெர்ட்டர்களில் வாட்ஸ் என குறிப்பிடப்படுவது கிடையாது. 600VA, 800VA, 1200VA என குறிப்பிடப்பட்டிருக்கும். 1 VA = 0.8W ஆகும். 600VA என்றால் 480W ( 600 x 0.8)சோலாருக்கென்றே பிரத்யோகமாக தயாரிக்கப்படும் சில இன்வெர்ட்டர்களில் MPPT சார்ஜ் கண்டிரோலரும் பில்ட்-இன் ஆக இருக்கும். இத்தகைய இன்வெர்ட்டரை உபயோகப்படுத்தும் பொழுது நாம் சார்ஜ் கண்ட்ரோலரை தனியாக வாங்க வேண்டியது இல்லை.

தற்சமயம் Micro Inverter கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளது. இது அளவில் மிகவும் சிறியது. ஆனால் இதில் MPPT சார்ஜ் கண்ட்ரோலரும் உள்ளடங்கியது. இதை சோலார் பேனலின் பின் பக்கத்தில் இணைத்துக்கொள்ளலாம். இவ்விதம் இணைக்கும் பொழுது சோலார் பேனலில் இருந்து வெளி வரும் மின்சாரம் 230 V A.C ஆக இருக்கும். நாம் 10 பேனல்கள் உபயோகித்தால் ஒவ்வொரு பேனலுடனும் ஒரு மைக்ரோ இன்வெர்ட்டர் இணைக்க வேண்டும்.அதன் ஏ.சி அவுட்புட்டை பேரலெல் ஆக இணைக்க வேண்டும். இப்பொழுது மொத்த பேனலின் அவுட்புட் மின்சாரமும் 230 வோல்ட் ஏ.சி-யாக இருக்கும். இதை சேமிக்க முடியாது. உடனே நாம் உபயோகிக்க வேண்டும். இது கிரிட்-டை (GRID-TIE) சிஸ்டத்தில் மட்டுமே பயன்படுத்த முடியும். நாம் இதுவரை தெரிந்து கொண்டது OFF-GRID SYSTEM.

OFF-GRID SYSTEM: நாம் இதுவரை பார்த்த ஆஃப்-கிரீட் சிஸ்டத்தை நம் வசதிக்கு ஏற்ப பயன்படுத்தி கொள்ளலாம்.

நாம் ஒரு நாளைக்கு உற்பத்தி செய்யும் சோலார் மின்சாரம் தினசரி உபயோகத்திற்கு போதுமானதாக இருந்தால் அதையே உபயோகப்படுத்தலாம். மின் வாரிய இணைப்பை எமெர்ஜென்ஸிக்கு மட்டுமே பயன்படுத்தலாம். ஒரு சேஞ் ஓவர் சுவிட்ச் இணைப்பதன் மூலமாக மின்வாரிய மின்சாரம், இன்வெர்ட்டரிலிருந்து வரும் சோலார் மின்சாரம் இவற்றை நம் விருப்பப்படி உபயோகிக்கலாம். ஜெனரேட்டர் உபயோகிப்பவர்கள் இந்த சேஞ்ச் ஓவர் சுவிட்ச்சைதான் பயன்படுத்துவார்கள்.

அடுத்த பதிவில் GRID-TIE SYSTEM பற்றி விரிவாக பார்க்கலாம்………