சூரிய ஒளி மின்சாரம் – பகுதி 5

முந்தைய பதிவில் 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.

12V சோலார் பேனல் விபர குறிப்பை பாருங்கள். 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 முறையி 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. சோலர்ர் 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 கீழே 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 4. மேலே கூறியபடி இணைக்க வேண்டும்.

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. படம் கீழே.

பேட்டரி பேங்கை ரேக்கிலும் அமைக்கலாம். அல்லது இடவசதி இருந்தாலும் தரையிலும் வைக்கலாம். உங்கள் வசதியை பொருத்தது. படங்கள் கீழே.

காத்திருங்கள்.

மீண்டும் தொடரலாம்.

ஒரு சிறிய இடைவேளைக்கு  பிறகு