পিভি সিস্টেমের জন্য সার্জ প্রোটেকশন ডিভাইস নির্বাচন - এসপিডি ইনস্টলেশন

১. এসপিডি ইনস্টলেশনকে প্রভাবিতকারী উপাদানসমূহ

রুফটপ ফটোভোল্টাইক (পিভি) সিস্টেমে ওভারভোল্টেজের প্রধান কারণগুলো হলো সরাসরি বজ্রপাত (ভবন বা এলপিএস সহ পিভি সরঞ্জামের উপর বা কাছাকাছি), বজ্রপাত-সম্পর্কিত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের পরিবর্তন থেকে সৃষ্ট আবিষ্ট ভোল্টেজ, অথবা এসি/ডিসি বিদ্যুৎ বিতরণ নেটওয়ার্কে সুইচিং অপারেশন। সার্জ প্রোটেকশনের প্রয়োজনীয়তা মূল্যায়ন করতে এবং উপযুক্ত সুরক্ষা কৌশল নির্ধারণ করতে, সরঞ্জামের রেটেড ইম্পালস উইথস্ট্যান্ড ভোল্টেজ (Uw)-কে একটি রেফারেন্স হিসাবে ব্যবহার করা উচিত। ঝুঁকি মূল্যায়নে অন্যভাবে নির্দিষ্ট করা না থাকলে, পিভি সিস্টেমের ডিসি এবং এসি উভয় দিকেই এসপিডি ইনস্টল করা উচিত।

পিভি সিস্টেমের মধ্যে থাকা যে ডিভাইসগুলোর সুরক্ষার প্রয়োজন হতে পারে, সেগুলো হলো:

ইনভার্টার, যার মধ্যে নিম্ন-ভোল্টেজ এসি সিস্টেম এবং ডিসি সিস্টেম উভয়ের সাথে সংযোগকারী ইন্টারফেস অন্তর্ভুক্ত; পিভি অ্যারে; পিভি সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ ওয়্যারিং; ইনভার্টার এবং পিভি অ্যারের মধ্যে স্থাপিত উপাদানসমূহ, যেমন কম্বাইনার বক্স; পিভি সিস্টেম পর্যবেক্ষণ ও নিয়ন্ত্রণের জন্য ব্যবহৃত সরঞ্জাম।

IEC 61643-12 এবং GB/T 21714-এর প্রাসঙ্গিক ধারা অনুসারে, পিভি সিস্টেমের জন্য এসপিডি (SPD) নির্বাচন এবং স্থাপন একাধিক বিষয়ের উপর নির্ভর করে। এর মধ্যে রয়েছে গ্রাউন্ড ফ্ল্যাশ ডেনসিটি (NG) [১/কিমি²·বছর] বা প্রতি বছর বজ্রঝড়ের গড় দিনের সংখ্যা (T), নিম্ন-ভোল্টেজ বিদ্যুৎ সরবরাহ ব্যবস্থার বৈশিষ্ট্য (যেমন, ওভারহেড লাইন বা আন্ডারগ্রাউন্ড কেবল) এবং যে সরঞ্জামকে সুরক্ষিত করা হচ্ছে তার প্রকৃতি, এবং পিভি সিস্টেমকে সরাসরি বজ্রপাতের আঘাত থেকে রক্ষা করার জন্য কোনো বাহ্যিক লাইটনিং প্রোটেকশন সিস্টেম (LPS) স্থাপন করা আছে কিনা।

যদি কোনো বাহ্যিক এলপিএস (LPS) উপস্থিত থাকে, তবে এসপিডি (SPD)-এর প্রয়োজনীয়তাগুলো এলপিএস-এর সুরক্ষা স্তর (শ্রেণী) এবং এলপিএস ও পিভি (PV) সিস্টেমের মধ্যে প্রয়োজনীয় পৃথকীকরণ দূরত্ব (S) বজায় রাখা হয়েছে কিনা (বিচ্ছিন্ন বনাম অবিচ্ছিন্ন এলপিএস) তার দ্বারা প্রভাবিত হয়।

২. পিভি সিস্টেমের বজ্র সুরক্ষায় বিভিন্ন বাহ্যিক এলপিএস কনফিগারেশনের প্রভাব

বাহ্যিক এলপিএস-এর উপস্থিতি এবং প্রকারের উপর ভিত্তি করে, রুফটপ পিভি সিস্টেমের জন্য এসপিডি ইনস্টলেশন সাধারণত তিনটি শ্রেণীতে বিভক্ত:

(1) বাহ্যিক এলপিএস ছাড়া পিভি সিস্টেম

ডায়াগ্রামে যেমন দেখানো হয়েছে (যা এখানে অন্তর্ভুক্ত করা হয়নি), যদি বিল্ডিংটিতে কোনো বাহ্যিক বজ্র সুরক্ষা ব্যবস্থা না থাকে, তবে বজ্রপাতের ঝুঁকি মূল্যায়নের ফলাফলের উপর ভিত্তি করে এসপিডি (SPD) স্থাপন করা উচিত। গুরুত্বপূর্ণ পিভি (PV) উপাদানগুলিকে সুরক্ষিত রাখতে এসি (AC) এবং ডিসি (DC) উভয় দিকেই সার্জ প্রোটেকশন ডিভাইস (surge protection devices) স্থাপন করার পরামর্শ দেওয়া হয়।

ডিসি সাইডের জন্য, পিভি কম্বাইনার বক্স বা পিভি অ্যারের (যদি কোনো কম্বাইনার বক্স ব্যবহার না করা হয়) কাছে একটি টাইপ ২ ডিসি এসপিডি (ডিসি১ হিসাবে চিহ্নিত) স্থাপন করা উচিত। এই এসপিডি পিভি কেবলের মাধ্যমে সঞ্চারিত বাহ্যিক সার্জ থেকে ভবনকে রক্ষা করে এবং এটি সাধারণত পিভি কেবল ভবনে প্রবেশের ঠিক পরেই স্থাপন করা হয়। ইনভার্টারের ডিসি ইনপুটের কাছে আরেকটি টাইপ ২ ডিসি এসপিডি (ডিসি২ হিসাবে চিহ্নিত) স্থাপন করা উচিত। যদি ডিসি১ এবং ইনভার্টারের মধ্যে কেবলের দৈর্ঘ্য ১০ মিটারের কম হয়, তবে ডিসি১ বাদ দেওয়া যেতে পারে।

এসি সাইডের জন্য, এসি মেইনস ইনপুটে একটি টাইপ ২ এসি এসপিডি (এসি১ হিসাবে চিহ্নিত) ব্যবহার করার পরামর্শ দেওয়া হয়, যা সাধারণত প্রধান ডিস্ট্রিবিউশন প্যানেলে অবস্থিত থাকে। এই ডিভাইসটি ইউটিলিটি গ্রিড থেকে আসা সার্জ থেকে সুরক্ষা প্রদান করে। বাহ্যিক বজ্র সুরক্ষা ব্যবস্থা ছাড়া কোনো সিস্টেমে এসি১ প্রয়োজন হবে কিনা, তা বজ্রপাতের ঝুঁকি মূল্যায়নের ফলাফলের উপর নির্ভর করে। দামী ইনভার্টারকে সুরক্ষিত রাখতে, সাধারণত ইনভার্টারের এসি আউটপুটের কাছে একটি টাইপ ২ এসি এসপিডি (এসি২ হিসাবে চিহ্নিত) স্থাপন করা হয়। যদি এসি১ এবং এসি২-এর মধ্যে তারের দৈর্ঘ্য ১০ মিটারের কম হয়, তবে এসি২ বাদ দেওয়া যেতে পারে। বিস্তারিত নির্দেশনার জন্য অনুগ্রহ করে কনফিগারেশন টেবিলটি দেখুন।

(2) প্রয়োজনীয় পৃথকীকরণ দূরত্ব পূরণকারী বাহ্যিক এলপিএস সহ পিভি সিস্টেম (বিচ্ছিন্ন এলপিএস)

ডায়াগ্রামে যেমন দেখানো হয়েছে, যখন কোনো ভবনে একটি বাহ্যিক বজ্র সুরক্ষা ব্যবস্থা (যেমন এয়ার-টার্মিনেশন রড বা টেপ) থাকে এবং ছাদের পিভি অ্যারেটি যথাযথ পৃথকীকরণ দূরত্ব বজায় রেখে এই ব্যবস্থা দ্বারা সুরক্ষিত থাকে, তখন পিভি সিস্টেমটিকে একটি আইসোলেটেড এলপিএস (LPS) দ্বারা সজ্জিত বলে গণ্য করা হয়। এমনকি এই ক্ষেত্রেও, এসপিডি (SPD) স্থাপন করা আবশ্যক।

বিচ্ছিন্ন এলপিএস (LPS) যুক্ত সিস্টেমের ক্ষেত্রে, এসপিডি (SPD) সেটআপটি কোনো বাহ্যিক বজ্র সুরক্ষা ব্যবস্থা ছাড়া সিস্টেমের মতোই। একটি টাইপ ২ ডিসি এসপিডি কম্বাইনার বক্সের কাছে, অথবা কম্বাইনার বক্স ব্যবহার না করা হলে পিভি অ্যারের কাছে স্থাপন করা উচিত। আরেকটি টাইপ ২ ডিসি এসপিডি ইনভার্টারের ডিসি সাইডের কাছে এবং একটি টাইপ ২ এসি এসপিডি ইনভার্টারের এসি সাইডের কাছে স্থাপন করা উচিত। তবে, যেহেতু পিভি সিস্টেমটি ভবনের ভেতরে ও বাইরে সংযুক্ত থাকে, তাই মূল এসি ডিস্ট্রিবিউশন বোর্ডে একটি টাইপ ১ এসি এসপিডি-ও প্রয়োজন, যেখান দিয়ে ইউটিলিটি পাওয়ার ভবনে প্রবেশ করে। বিস্তারিত লেআউট নির্দেশনার জন্য কনফিগারেশন টেবিলটি দেখুন।

(3) বাহ্যিক এলপিএস সহ পিভি সিস্টেম যা প্রয়োজনীয় পৃথকীকরণ দূরত্ব পূরণ করে না (অ-বিচ্ছিন্ন এলপিএস)

রুফটপ পিভি সিস্টেমে, যেখানে প্যানেলগুলো বাহ্যিক বজ্র সুরক্ষা সিস্টেম (LPS)-এর খুব কাছাকাছি থাকে এবং প্রয়োজনীয় সুরক্ষা দূরত্ব বজায় রাখতে পারে না, সেখানে সঠিক লাইটনিং ইকুইপোটেনশিয়াল বন্ডিং নিশ্চিত করার জন্য পিভি সিস্টেমের সমস্ত ধাতব অংশকে LPS-এর সাথে সংযুক্ত করতে হয়। রুফটপ বজ্র সুরক্ষার জন্য এটিই প্রচলিত পদ্ধতি। এই ব্যবস্থায়, বন্ডিং সিস্টেমে AC এবং DC উভয় কেবলকেই সমান্তরাল পরিবাহী হিসেবে গণ্য করা হয়, যার অর্থ হলো এগুলো বজ্রপাতের বিদ্যুৎ প্রবাহ দ্বারা সরাসরি প্রভাবিত হতে পারে। একারণেই IEC সিস্টেমের গুরুত্বপূর্ণ স্থানগুলোতে—যেমন পিভি কেবলগুলো যেখানে ভবনে প্রবেশ করে এবং ইনভার্টারের মতো গুরুত্বপূর্ণ ডিভাইসগুলোর AC ও DC উভয় দিকেই—টাইপ ১ সার্জ প্রোটেক্টিভ ডিভাইস (SPD)—সাধারণত টাইপ ২ SPD-এর সাথে একত্রে—ব্যবহার করার সুপারিশ করে।

ডায়াগ্রামে যেমন দেখানো হয়েছে, DC1 যতটা সম্ভব কম্বাইনার বক্সের কাছাকাছি ইনস্টল করা উচিত, অথবা কম্বাইনার বক্স না থাকলে পিভি অ্যারের কাছে ইনস্টল করতে হবে। ইনভার্টারকে আরও ভালো সুরক্ষা দেওয়ার জন্য DC2 এবং AC2 ইনভার্টারের কাছাকাছি স্থাপন করা উচিত। বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, AC1 (মেইন প্যানেলে) এবং AC2 (ইনভার্টারের কাছে) উভয়েরই প্রয়োজন হয়। কিন্তু যদি ইনভার্টারটি মেইন প্যানেলের ভিতরে ইনস্টল করা থাকে এবং তারা একই গ্রাউন্ড ব্যবহার করে, এবং কেবলের দৈর্ঘ্য ০.৫ মিটার বা তার কম হয়, তাহলে AC2-এর প্রয়োজন নাও হতে পারে। বিস্তারিত ইনস্টলেশন নির্দেশনার জন্য আপনি টেবিলটি দেখতে পারেন।

১ঃ নিম্নলিখিত শর্তে DC1 বাদ দেওয়া যেতে পারে: যদি DC1 এবং ইনভার্টারের মধ্যে তারের দৈর্ঘ্য ১০ মিটারের কম হয়, এবং AC2-এর ভোল্টেজ সুরক্ষা স্তর (Up) পিভি অ্যারের রেটেড ইম্পালস উইথস্ট্যান্ড ভোল্টেজ (Uw)-এর ০.৮ গুণের সমান বা তার কম হয়; অথবা যদি AC2-এর Up, Uw-এর ০.৫ গুণের সমান বা তার কম হয় এবং PE (প্রতিরক্ষামূলক আর্থ) কন্ডাক্টরটি ডিসি তারগুলোর কাছাকাছি দিয়ে নিয়ে যাওয়া হয়।

২ঃ নিম্নলিখিত শর্তগুলির অধীনে AC2 বাদ দেওয়া যেতে পারে: যদি AC1 এবং AC2 এর মধ্যে তারের দৈর্ঘ্য ১০ মিটারের কম হয়; অথবা যদি ইনভার্টার এবং প্রধান বিতরণ বোর্ড একই গ্রাউন্ডিং ইলেকট্রোড ব্যবহার করে, এবং প্রতিটি SPD সংযোগ তারের দৈর্ঘ্য ০.৫ মিটারের বেশি না হয়—উদাহরণস্বরূপ, যদি ইনভার্টারটি প্রধান প্যানেলের ভিতরে স্থাপন করা হয়।

৩ঃ এসপিডি গ্রাউন্ডিং কন্ডাক্টরের জন্য ন্যূনতম প্রস্থচ্ছেদ ক্ষেত্রফল: টাইপ ২ এসপিডি-র ক্ষেত্রে, তামার গ্রাউন্ডিং কন্ডাক্টরের প্রস্থচ্ছেদ কমপক্ষে ৬ মিমি² হওয়া উচিত; টাইপ ১ এসপিডি-র ক্ষেত্রে, এটি কমপক্ষে ১৬ মিমি² হওয়া উচিত।

রুফটপ পিভি সিস্টেমে ডিসি-সাইডের সার্জ প্রোটেক্টর (এসপিডি) নির্বাচন মূলত নির্ভর করে ভবনটি বজ্রপাত থেকে কীভাবে সুরক্ষিত এবং সিস্টেমটি কীভাবে ওয়্যারিং করা হয়েছে তার উপর। কনফিগারেশন টেবিল এবং আইইসি স্ট্যান্ডার্ড অনুযায়ী, ইনভার্টারের ডিসি সাইডে সবসময় একটি সার্জ প্রোটেক্টর থাকা উচিত। কিন্তু কম্বাইনার বক্সের কাছে—অথবা কম্বাইনার বক্স না থাকলে পিভি প্যানেলের কাছে—অতিরিক্ত এসপিডি শুধুমাত্র তখনই প্রয়োজন হয়, যখন প্যানেল এবং ইনভার্টারের মধ্যবর্তী ক্যাবল ১০ মিটারের বেশি লম্বা হয়।

তবে, সব জায়গায় এমনটা করা হয় না। কিছু দেশে—যেমন জার্মানিতে—নিয়মগুলো মূলত উল্টো। সেখানে পিভি প্যানেলের ঠিক পাশেই ডিসি সার্জ প্রোটেকশন সবসময় লাগানো থাকে, এবং কেবলের দৈর্ঘ্য ১০ মিটারের বেশি হলেই কেবল ইনভার্টারের কাছে একটি লাগানোর প্রয়োজন হয়।