১. বর্তমান অবস্থা ফটোভোল্টাইক (সৌরশক্তি) শিল্প

১.১ বৈশ্বিক ফটোভোল্টাইক বাজারের দ্রুত বৃদ্ধি

সাম্প্রতিক বছরগুলোতে বৈশ্বিক ফটোভোলটাইক শিল্পে অভাবনীয় প্রবৃদ্ধি দেখা গেছে। আন্তর্জাতিক শক্তি সংস্থা (আইইএ)-এর তথ্য অনুযায়ী, ২০২৩ সালে বিশ্বব্যাপী ফটোভোলটাইক বিদ্যুতের নতুন স্থাপিত ক্ষমতা ৩৫০ গিগাওয়াট ছাড়িয়ে গেছে এবং মোট স্থাপিত ক্ষমতা ১.৫ টেরাওয়াট অতিক্রম করেছে। চীন, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র, ইউরোপ এবং ভারতের মতো দেশ ও অঞ্চলগুলো ফটোভোলটাইক বাজারের প্রধান চালিকাশক্তিতে পরিণত হয়েছে।

চীন: বিশ্বের বৃহত্তম সৌর ফটোভোল্টাইক বাজার হিসেবে, চীন ২০২৩ সালে ২০০ গিগাওয়াটেরও বেশি সৌর ফটোভোল্টাইক সক্ষমতা যুক্ত করেছে, যা বিশ্বব্যাপী নতুন স্থাপিত সক্ষমতার ৫৭%-এরও বেশি। সরকারি নীতিগত সহায়তা, প্রযুক্তিগত অগ্রগতি এবং ব্যয় হ্রাস চীনের সৌর ফটোভোল্টাইক শিল্পের উন্নয়নের মূল চালিকাশক্তি।

ইউরোপ: রাশিয়া-ইউক্রেন সংঘাতের প্রভাবে ইউরোপ তার জ্বালানি রূপান্তরকে ত্বরান্বিত করেছে। ২০২৩ সালে, সৌর ফটোভোল্টাইকের নতুন স্থাপিত ক্ষমতা ৬০ গিগাওয়াট ছাড়িয়ে গেছে, বিশেষ করে জার্মানি, স্পেন এবং নেদারল্যান্ডসের মতো দেশগুলিতে উল্লেখযোগ্য প্রবৃদ্ধি ঘটেছে।

মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র: মুদ্রাস্ফীতি হ্রাস আইন (IRA) দ্বারা উৎসাহিত হয়ে, মার্কিন সৌর ফটোভোল্টাইক বাজারের বৃদ্ধি অব্যাহত ছিল এবং ২০২৩ সালে প্রায় ৪০ গিগাওয়াট নতুন স্থাপিত ক্ষমতা যুক্ত হয়।

ভারত: ভারত সরকার নবায়নযোগ্য শক্তির উন্নয়নে জোরালোভাবে উৎসাহ প্রদান করে। ২০২৩ সালে সৌর ফটোভোল্টাইকের নতুন স্থাপিত ক্ষমতা ২০ গিগাওয়াট অতিক্রম করেছে এবং ২০৩০ সালের মধ্যে ৫০০ গিগাওয়াট নবায়নযোগ্য শক্তির স্থাপিত ক্ষমতা অর্জনের লক্ষ্যমাত্রা রয়েছে।

১.২ফটোভোল্টাইক প্রযুক্তিতে ক্রমাগত অগ্রগতি

ফটোভোল্টাইক প্রযুক্তিতে ধারাবাহিক উদ্ভাবনের ফলে সৌর বিদ্যুৎ উৎপাদনে দক্ষতা বৃদ্ধি পেয়েছে এবং খরচ কমেছে:

- উচ্চ-দক্ষতাসম্পন্ন ব্যাটারি প্রযুক্তি যেমন PERC, TOPCon, এবং HJT: PERC (প্যাসিভেটেড এমিটার অ্যান্ড রিয়ার কন্টাক্ট) সেলগুলো এখনও প্রধান হলেও, TOPCon (টানেল অক্সাইড প্যাসিভেটেড কন্টাক্ট) এবং HJT (হেটেরোজংশন) প্রযুক্তিগুলো তাদের উচ্চতর রূপান্তর দক্ষতার (>২৪%) কারণে ধীরে ধীরে বাজারে নিজেদের অংশ প্রসারিত করছে।

পেরোভস্কাইট সৌর কোষ: পরবর্তী প্রজন্মের ফটোভোল্টাইক প্রযুক্তি হিসেবে, পেরোভস্কাইট কোষ পরীক্ষাগারে ৩৩%-এর বেশি দক্ষতা অর্জন করেছে এবং ভবিষ্যতে বাণিজ্যিকভাবে লাভজনক হবে বলে আশা করা হচ্ছে।

- বাইফেসিয়াল মডিউল এবং ট্র্যাকিং মাউন্ট: বাইফেসিয়াল মডিউল বিদ্যুৎ উৎপাদন ১০% থেকে ২০% পর্যন্ত বাড়াতে পারে, অন্যদিকে ট্র্যাকিং মাউন্ট সূর্যালোকের আপতন কোণকে অপ্টিমাইজ করে সিস্টেমের কার্যকারিতা আরও বৃদ্ধি করে।

১.৩দ্য সৌর বিদ্যুৎ উৎপাদনের খরচ ক্রমাগত কমছে

গত এক দশকে ফটোভোলটাইক বিদ্যুৎ উৎপাদনের খরচ ৮০ শতাংশেরও বেশি কমেছে। IRENA (আন্তর্জাতিক নবায়নযোগ্য শক্তি সংস্থা)-এর মতে, ২০২৩ সালে ফটোভোলটাইক বিদ্যুতের বৈশ্বিক সমতাকৃত খরচ (LCOE) প্রতি কিলোওয়াট-ঘণ্টায় ০.০৩ - ০.০৫ মার্কিন ডলারে নেমে এসেছে, যা কয়লা এবং প্রাকৃতিক গ্যাস থেকে বিদ্যুৎ উৎপাদনের খরচের চেয়েও কম, ফলে এটি অন্যতম প্রতিযোগিতামূলক শক্তির উৎস হয়ে উঠেছে।

১.৪ শক্তি সঞ্চয় এবং ফটোভোলটাইকের সমন্বিত উন্নয়ন

ফটোভোল্টাইক বিদ্যুৎ উৎপাদনের অনিয়মিত প্রকৃতির কারণে, এর সাথে শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থার (যেমন লিথিয়াম ব্যাটারি, সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারি, ফ্লো ব্যাটারি ইত্যাদি) ব্যবহার একটি প্রবণতা হয়ে উঠেছে। ২০২৩ সালে, বিশ্বব্যাপী ফটোভোল্টাইক ও শক্তি সঞ্চয় প্রকল্পের নতুন স্থাপিত ক্ষমতা ৩০ গিগাওয়াট ছাড়িয়ে গেছে এবং আগামী দশকেও এর উচ্চ বৃদ্ধির হার বজায় থাকবে বলে আশা করা হচ্ছে।

২. দ্য গুরুত্ব ফটোভোল্টাইক শিল্পের

২.১ জলবায়ু মোকাবেলা কার্বন নিরপেক্ষতার লক্ষ্যমাত্রা পরিবর্তন ও প্রচার করা

বিশ্বজুড়ে দেশগুলো গ্রিনহাউস গ্যাস নির্গমন কমাতে তাদের জ্বালানি রূপান্তরকে ত্বরান্বিত করছে। পরিচ্ছন্ন জ্বালানির একটি মূল উপাদান হিসেবে সৌরশক্তি ‘কার্বন নিরপেক্ষতা’র লক্ষ্য অর্জনে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। প্যারিস চুক্তি অনুসারে, ২০৩০ সালের মধ্যে বিশ্বব্যাপী নবায়নযোগ্য জ্বালানির অংশ ৪০%-এর বেশি হতে হবে এবং সৌরশক্তি অন্যতম প্রধান জ্বালানি উৎস হয়ে উঠবে।

২.২ শক্তি নিরাপত্তা ও স্বাধীনতা

প্রচলিত শক্তির উৎসগুলো (যেমন তেল এবং প্রাকৃতিক গ্যাস) ভূ-রাজনীতি দ্বারা ব্যাপকভাবে প্রভাবিত হয়, অন্যদিকে সৌরশক্তি সম্পদ ব্যাপকভাবে বিস্তৃত এবং এটি আমদানিকৃত শক্তির উপর নির্ভরতা কমাতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, ইউরোপ বৃহৎ আকারের ফটোভোল্টাইক বিদ্যুৎ কেন্দ্র স্থাপনের মাধ্যমে রাশিয়ান প্রাকৃতিক গ্যাসের উপর তার চাহিদা কমিয়ে এনেছে, যার ফলে তার জ্বালানি স্বায়ত্তশাসন বৃদ্ধি পেয়েছে।

২.৩ অর্থনৈতিক প্রবৃদ্ধি ও কর্মসংস্থানকে উৎসাহিত করা

ফটোভোল্টাইক শিল্প শৃঙ্খলে সিলিকন উপকরণ, সিলিকন ওয়েফার, ব্যাটারি, মডিউল, ইনভার্টার, ব্র্যাকেট এবং শক্তি সঞ্চয়ের মতো একাধিক ধাপ রয়েছে, যা বিশ্বজুড়ে লক্ষ লক্ষ কর্মসংস্থান সৃষ্টি করেছে। চীনের ফটোভোল্টাইক শিল্পে সরাসরি কর্মীর সংখ্যা ৩০ লক্ষেরও বেশি এবং ইউরোপ ও যুক্তরাষ্ট্রের ফটোভোল্টাইক শিল্পও দ্রুত প্রসারিত হচ্ছে।

২.৪ গ্রামীণ বিদ্যুতায়ন ও দারিদ্র্য বিমোচন

উন্নয়নশীল দেশগুলোতে, ফটোভোল্টাইক মাইক্রোগ্রিড এবং গৃহস্থালি সৌর ব্যবস্থা প্রত্যন্ত অঞ্চলে বিদ্যুৎ সরবরাহ করে এবং বাসিন্দাদের জীবনযাত্রার মান উন্নত করে। উদাহরণস্বরূপ, আফ্রিকার "সোলার হোম সিস্টেম" লক্ষ লক্ষ মানুষকে বিদ্যুৎহীন অবস্থা থেকে মুক্তি পেতে সাহায্য করেছে।

৩.ফটোভোল্টাইক সিস্টেমে সার্জ প্রোটেকশন ডিভাইস (এসপিডি)-এর প্রয়োজনীয়তা

৩.১ ফটোভোল্টাইক সিস্টেমগুলো যে সকল বজ্রপাত ও ভোল্টেজ বৃদ্ধির ঝুঁকির সম্মুখীন হয়

ফটোভোলটাইক বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলি সাধারণত খোলা জায়গায় (যেমন মরুভূমি, ছাদ এবং পাহাড়) স্থাপন করা হয় এবং এগুলি বজ্রপাত ও অতিরিক্ত ভোল্টেজের প্রভাবে অত্যন্ত ঝুঁকিপূর্ণ। প্রধান ঝুঁকিগুলির মধ্যে রয়েছে:

- সরাসরি বজ্রপাত: ফটোভোল্টাইক মডিউল বা সাপোর্টের উপর সরাসরি আঘাত, যা যন্ত্রপাতির ক্ষতি করে।

- আবিষ্ট বজ্রপাত: বজ্রপাত থেকে সৃষ্ট তড়িৎচুম্বকীয় স্পন্দন ক্যাবলে উচ্চ ভোল্টেজ আবিষ্ট করে, যা ইনভার্টার এবং কন্ট্রোলারের মতো ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলোর ক্ষতি করে।

- গ্রিডের ওঠানামা: গ্রিড প্রান্তে পরিচালনগত অতিরিক্ত ভোল্টেজ (যেমন সুইচের কার্যকলাপ, শর্ট-সার্কিট ত্রুটি) ফটোভোল্টাইক সিস্টেমে সঞ্চারিত হতে পারে।

৩.২ সার্জ প্রোটেক্টিভ ডিভাইস (এসপিডি)-এর কার্যকারিতা

ফটোভোল্টাইক সিস্টেমে বজ্রপাত ও ওভারভোল্টেজ থেকে সুরক্ষার জন্য সার্জ প্রোটেক্টর হলো মূল সরঞ্জাম। এর প্রধান কাজগুলো হলো:

ক্ষণস্থায়ী অতিরিক্ত ভোল্টেজ সীমিতকরণ: বজ্রপাত বা গ্রিডের ওঠানামার কারণে সৃষ্ট উচ্চ ভোল্টেজকে একটি নিরাপদ সীমার মধ্যে নিয়ন্ত্রণ করা।

- সার্জ কারেন্ট ডিসচার্জ করা: ডাউনস্ট্রিম সরঞ্জাম রক্ষা করার জন্য অতিরিক্ত কারেন্টকে দ্রুত মাটিতে প্রবাহিত করা।

সিস্টেমের নির্ভরযোগ্যতা বৃদ্ধি করা: বজ্রপাত বা ভোল্টেজ বৃদ্ধির কারণে সৃষ্ট যন্ত্রপাতির বিকলতা এবং কার্যবিরতি হ্রাস করা।

৩.৩ ফটোভোল্টাইক সিস্টেমে এসপিডি-র প্রয়োগ

ফটোভোল্টাইক সিস্টেমের জন্য সার্জ সুরক্ষা একাধিক স্তরে ডিজাইন করা উচিত:

- ডিসি সাইডের সুরক্ষা (ফটোভোল্টাইক মডিউল থেকে ইনভার্টার পর্যন্ত):

আবিষ্ট বজ্রপাত এবং পরিচালনকালীন অতিরিক্ত ভোল্টেজ প্রতিরোধ করার জন্য স্ট্রিং-এর ইনপুট প্রান্তে টাইপ II এসপিডি ইনস্টল করুন।

সরাসরি ও আবিষ্ট বজ্রপাতের সম্মিলিত ঝুঁকি মোকাবেলার জন্য ইনভার্টারের ডিসি ইনপুট প্রান্তে টাইপ I + II এসপিডি স্থাপন করুন।

- এসি সাইডের সুরক্ষা (ইনভার্টার থেকে গ্রিড পর্যন্ত):

গ্রিড-সাইডে অতিরিক্ত ভোল্টেজের অনুপ্রবেশ রোধ করতে ইনভার্টারের আউটপুট প্রান্তে টাইপ II এসপিডি ইনস্টল করুন।

সংবেদনশীল সরঞ্জামগুলির সুনির্দিষ্ট সুরক্ষা প্রদানের জন্য ডিস্ট্রিবিউশন ক্যাবিনেটে টাইপ III এসপিডি ইনস্টল করুন।

৩.৪ সার্জ প্রোটেক্টর নির্বাচনের মূল বিষয়সমূহ

- ভোল্টেজ লেভেল সামঞ্জস্য: এসপিডি-র সর্বোচ্চ অবিচ্ছিন্ন অপারেটিং ভোল্টেজ (Uc) অবশ্যই সিস্টেম ভোল্টেজের চেয়ে বেশি হতে হবে (উদাহরণস্বরূপ, একটি 1000Vdc ফটোভোল্টাইক সিস্টেমের জন্য এমন একটি এসপিডি প্রয়োজন যার Uc ≥ 1200V)।

- কারেন্ট ধারণক্ষমতা: ডিসি সাইডের এসপিডি-র নমিনাল ডিসচার্জ কারেন্ট (In) অবশ্যই ≥ 20kA হতে হবে এবং সর্বোচ্চ ডিসচার্জ কারেন্ট (Imax) অবশ্যই ≥ 40kA হতে হবে।

- সুরক্ষা স্তর: বাইরের স্থাপনার ক্ষেত্রে অবশ্যই IP65 বা তার চেয়ে উচ্চতর সুরক্ষা থাকতে হবে, যা প্রতিকূল পরিবেশের জন্য উপযুক্ত।

- সার্টিফিকেশন মানদণ্ড: IEC 61643-31 (ফটোভোল্টাইক-নির্দিষ্ট SPD-এর মান), UL 1449 এবং অন্যান্য আন্তর্জাতিক সার্টিফিকেশনের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ।

৩.৫ এসপিডি ইনস্টল না করার সম্ভাব্য ঝুঁকি

যন্ত্রপাতির ক্ষতি: ইনভার্টার এবং মনিটরিং সিস্টেমের মতো সূক্ষ্ম ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলো ভোল্টেজ বৃদ্ধির প্রভাবে ক্ষতিগ্রস্ত হতে পারে এবং এগুলোর মেরামতের খরচ অনেক বেশি।

- বিদ্যুৎ উৎপাদন ক্ষতি: বজ্রপাতের কারণে সিস্টেম বন্ধ হয়ে যায়, যা বিদ্যুৎ উৎপাদনের মুনাফাকে প্রভাবিত করে।

- অগ্নিকাণ্ডের ঝুঁকি: অতিরিক্ত ভোল্টেজের কারণে বৈদ্যুতিক অগ্নিকাণ্ড ঘটতে পারে, যা বিদ্যুৎ কেন্দ্রের নিরাপত্তার জন্য হুমকি সৃষ্টি করে।

৪. বিশ্বব্যাপী পিভি সার্জ প্রোটেক্টর বাজারের প্রবণতা

৪.১ বাজারের চাহিদা বৃদ্ধি

ফটোভোল্টাইক স্থাপন ক্ষমতার দ্রুত বৃদ্ধির সাথে সাথে সার্জ প্রোটেক্টরের বাজারও একই সাথে প্রসারিত হয়েছে। অনুমান করা হচ্ছে যে, ২০২৫ সালের মধ্যে বৈশ্বিক ফটোভোল্টাইক এসপিডি বাজারের আকার ২ বিলিয়ন মার্কিন ডলার ছাড়িয়ে যাবে, যার চক্রবৃদ্ধি বার্ষিক বৃদ্ধির হার (CAGR) হবে ১৫%।

৪.২ প্রযুক্তিগত উদ্ভাবনের দিকনির্দেশনা

ইন্টেলিজেন্ট এসপিডি: এতে কারেন্ট মনিটরিং ও ফল্ট অ্যালার্ম ফাংশন রয়েছে এবং এটি রিমোট অপারেশন সমর্থন করে।

- উচ্চতর ভোল্টেজ স্তর: উচ্চতর ভোল্টেজ রেটিং (যেমন ১৫০০V) যুক্ত SPD-গুলো এখন মূলধারায় পরিণত হয়েছে।

- দীর্ঘতর জীবনকাল: নতুন সংবেদনশীল উপাদান (যেমন জিঙ্ক অক্সাইড কম্পোজিট প্রযুক্তি) ব্যবহারের মাধ্যমে এসপিডি-গুলির স্থায়িত্ব বৃদ্ধি করা হয়।

৪.৩ নীতি ও মানোন্নয়ন

IEC 62305 (বজ্রপাত সুরক্ষা মান) এবং IEC 61643-31 (ফটোভোল্টাইক এসপিডি মান)-এর মতো আন্তর্জাতিক মান অনুযায়ী ফটোভোল্টাইক সিস্টেমে সার্জ প্রোটেকশন থাকা বাধ্যতামূলক।

চীনের "ফটোভোল্টাইক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের বজ্র সুরক্ষা সংক্রান্ত প্রযুক্তিগত বিবরণ" (GB/T 32512-2016)-এ এসপিডি (SPD)-এর নির্বাচন এবং স্থাপনের প্রয়োজনীয়তা স্পষ্টভাবে উল্লেখ করা হয়েছে।

৫.উপসংহার: ফটোভোল্টাইক শিল্প সার্জ প্রোটেক্টর ছাড়া চলতে পারে না।

ফটোভোল্টাইক শিল্পের দ্রুত বিকাশ বৈশ্বিক শক্তি রূপান্তরে শক্তিশালী প্রেরণা জুগিয়েছে। তবে, বজ্রপাত এবং সার্জের ঝুঁকি উপেক্ষা করা যায় না। ফটোভোল্টাইক সিস্টেমের নিরাপদ পরিচালনার মূল নিশ্চয়তা হিসেবে সার্জ প্রোটেক্টর কার্যকরভাবে যন্ত্রপাতির ক্ষতির ঝুঁকি কমাতে, বিদ্যুৎ উৎপাদন দক্ষতা বাড়াতে এবং সিস্টেমের আয়ুষ্কাল দীর্ঘায়িত করতে পারে। ভবিষ্যতে, ফটোভোল্টাইক স্থাপনার ক্রমাগত বৃদ্ধি এবং স্মার্ট গ্রিডের বিকাশের সাথে সাথে, উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন ও অত্যন্ত নির্ভরযোগ্য এসপিডিগুলো ফটোভোল্টাইক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের অপরিহার্য উপাদান হয়ে উঠবে।

ফটোভোল্টাইক বিনিয়োগকারী, ইপিসি কোম্পানি এবং পরিচালনা ও রক্ষণাবেক্ষণ দলের জন্য, বিদ্যুৎ কেন্দ্রের দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীল কার্যক্রম নিশ্চিত করতে এবং বিনিয়োগের সর্বোচ্চ প্রতিদান পেতে আন্তর্জাতিক মানসম্পন্ন উচ্চ-মানের সার্জ প্রোটেক্টর নির্বাচন করা একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ।