ভারতীয় গবেষকদের নেতৃত্বে একটি গবেষণা দল একটি "স্মার্ট" বৈদ্যুতিক গাড়ির (ইভি) চার্জিং সিস্টেম তৈরি করেছে, যা ফটোভোলটাইক (পিভি) প্যানেল, প্রোটন এক্সচেঞ্জ মেমব্রেন (PEM) ফুয়েল সেল, ব্যাটারি শক্তি সঞ্চয় এবং সুপারক্যাপাসিটরকে একত্রিত করে। সিস্টেমটির মূল ভিত্তি হল ANFIS অ্যালগরিদম ব্যবহার করে একটি Z-সোর্স বুস্ট কনভার্টার, যা সর্বোচ্চ পাওয়ার পয়েন্ট ট্র্যাকিং (MPPT) অর্জন করে।
ঐতিহ্যবাহী একক-পিভি বা হাইব্রিড সিস্টেমের বিপরীতে, এই পদ্ধতিটি স্মার্ট ইভিগুলির দক্ষ, স্থিতিশীল এবং নির্ভরযোগ্য চার্জিং নিশ্চিত করতে বুদ্ধিমান নিয়ন্ত্রণ এবং মাল্টি-এনার্জি ব্যবস্থাপনাকে একত্রিত করে। ভবিষ্যতের গবেষণা ভেহিকেল-টু-গ্রিড (V2G) ক্ষমতা সহ নতুন শক্তি ডিসি মাইক্রোগ্রিডগুলিতে প্রসারিত হবে, যা ইভিগুলির জন্য স্মার্ট শক্তি ইকোসিস্টেম ইন্টিগ্রেশন সক্ষম করবে।
গবেষণা দলটি সিস্টেমটি সিমুলেট করার জন্য MATLAB/Simulink 2021a ব্যবহার করেছে, যার মধ্যে দুটি 50kW ফাস্ট-চার্জিং ইউনিট, একটি 186kW পিক পাওয়ার পিভি সিস্টেম, একটি লিড-অ্যাসিড ব্যাটারি সিস্টেম এবং একটি হাইড্রোজেন-ভিত্তিক শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থা রয়েছে, যার মধ্যে একটি 176kVA হাইড্রোজেন জেনারেটর, ছয়টি 66kW ফুয়েল সেল মডিউল এবং একটি 450 কেজি হাইড্রোজেন ট্যাঙ্ক অন্তর্ভুক্ত।
সিস্টেমটি একটি Z-সোর্স কনভার্টার (ZSC) ব্যবহার করে বিভিন্ন ডিভাইসকে একত্রিত করে। একটি ইম্পিডেন্স নেটওয়ার্ক পিভি সিস্টেম, ব্যাটারি এবং গ্রিডকে সংযুক্ত করে। কনভার্টারটি দুটি সেট সিঙ্ক্রোনাসলি নিয়ন্ত্রিত সুইচ, ইনপুট এবং আউটপুট ডায়োড এবং ক্যাপাসিটর ব্যবহার করে এবং এটি একটানা বা বিচ্ছিন্ন কন্ডাকশন মোডে কাজ করতে পারে।
ANFIS-ভিত্তিক MPPT পদ্ধতি পিভি ভোল্টেজ, কারেন্ট এবং তাপমাত্রা ইনপুট হিসাবে ব্যবহার করে এবং সর্বোচ্চ পাওয়ার পয়েন্ট ট্র্যাকিংয়ের জন্য একটি DC-DC বুস্ট ল্যান্ডসম্যান কনভার্টারকে নিয়ন্ত্রণ করতে ডিউটি সাইকেল আউটপুট করে। ব্যাপক প্রশিক্ষণের মাধ্যমে, ANFIS ফাজি নিয়মগুলিকে অপটিমাইজ করে, ত্রুটি হ্রাস করে এবং রিয়েল-টাইম নিয়ন্ত্রণের জন্য উপযুক্ত।
পরীক্ষাগুলি পরীক্ষাগার প্রোটোটাইপ ব্যবহার করে যাচাই করা হয়েছিল, যার মধ্যে একটি ফুয়েল সেল রয়েছে যার 100V আউটপুট ভোল্টেজ এবং 30-40A কারেন্ট, একটি DC-DC কনভার্টার যার 1000-1100V আউটপুট ভোল্টেজ এবং 30A কারেন্ট, এবং একটি ব্যাটারি যার 120V আউটপুট ভোল্টেজ। সিমুলেটেড এবং পরিমাপকৃত ত্রুটিগুলি 0.8%-3% এর মধ্যে ছিল।
ফলাফলগুলি দেখায়: "সিমুলেশনগুলি দেখায় যে সিস্টেমটি 110V থেকে 150V পর্যন্ত ভোল্টেজ বাড়াতে পারে এবং প্রায় 1100V/30A এর একটি স্থিতিশীল আউটপুট বজায় রাখতে পারে, যার সাথে পিভি-সাইডের কারেন্ট 500A-এ স্থিতিশীল থাকে। ফুয়েল সেলের আউটপুট ভোল্টেজ 110V-এ থাকে, কারেন্ট 40A থেকে 25A-এ নেমে আসে এবং ব্যাটারি 120V আউটপুটে 60% চার্জের অবস্থা (SOC) বজায় রাখে। DSPIC30F4011 মাইক্রোকন্ট্রোলার-এর উপর ভিত্তি করে হার্ডওয়্যার প্রোটোটাইপ, 98.7% MPPT দক্ষতা, ±1.5% ভোল্টেজ রেগুলেশন ত্রুটি, 2%-এর কম পাওয়ার ডেভিয়েশন এবং IEEE 519 স্ট্যান্ডার্ড মেনে গ্রিড-সাইড ভোল্টেজ এবং কারেন্ট টোটাল হারমোনিক ডিস্টরশন (THD) যথাক্রমে 500V এবং 13A অর্জন করে।"
ঐতিহ্যবাহী অ্যালগরিদমগুলির সাথে তুলনা করলে, এই ANFIS MPPT অস্থির সূর্যালোকের পরিস্থিতিতে ট্র্যাকিং দক্ষতা এবং গতিশীল কর্মক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে। আরও, হাইব্রিড সিস্টেম কনফিগারেশন পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তিতে ওঠানামা এবং লোডের চাহিদার পরিবর্তনের পরেও গ্রিড স্থিতিশীলতা এবং নিরবচ্ছিন্ন চার্জিং বজায় রেখে প্রত্যাশা ছাড়িয়ে যায়।
ভারতীয় গবেষকদের নেতৃত্বে একটি গবেষণা দল একটি "স্মার্ট" বৈদ্যুতিক গাড়ির (ইভি) চার্জিং সিস্টেম তৈরি করেছে, যা ফটোভোলটাইক (পিভি) প্যানেল, প্রোটন এক্সচেঞ্জ মেমব্রেন (PEM) ফুয়েল সেল, ব্যাটারি শক্তি সঞ্চয় এবং সুপারক্যাপাসিটরকে একত্রিত করে। সিস্টেমটির মূল ভিত্তি হল ANFIS অ্যালগরিদম ব্যবহার করে একটি Z-সোর্স বুস্ট কনভার্টার, যা সর্বোচ্চ পাওয়ার পয়েন্ট ট্র্যাকিং (MPPT) অর্জন করে।
ঐতিহ্যবাহী একক-পিভি বা হাইব্রিড সিস্টেমের বিপরীতে, এই পদ্ধতিটি স্মার্ট ইভিগুলির দক্ষ, স্থিতিশীল এবং নির্ভরযোগ্য চার্জিং নিশ্চিত করতে বুদ্ধিমান নিয়ন্ত্রণ এবং মাল্টি-এনার্জি ব্যবস্থাপনাকে একত্রিত করে। ভবিষ্যতের গবেষণা ভেহিকেল-টু-গ্রিড (V2G) ক্ষমতা সহ নতুন শক্তি ডিসি মাইক্রোগ্রিডগুলিতে প্রসারিত হবে, যা ইভিগুলির জন্য স্মার্ট শক্তি ইকোসিস্টেম ইন্টিগ্রেশন সক্ষম করবে।
গবেষণা দলটি সিস্টেমটি সিমুলেট করার জন্য MATLAB/Simulink 2021a ব্যবহার করেছে, যার মধ্যে দুটি 50kW ফাস্ট-চার্জিং ইউনিট, একটি 186kW পিক পাওয়ার পিভি সিস্টেম, একটি লিড-অ্যাসিড ব্যাটারি সিস্টেম এবং একটি হাইড্রোজেন-ভিত্তিক শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থা রয়েছে, যার মধ্যে একটি 176kVA হাইড্রোজেন জেনারেটর, ছয়টি 66kW ফুয়েল সেল মডিউল এবং একটি 450 কেজি হাইড্রোজেন ট্যাঙ্ক অন্তর্ভুক্ত।
সিস্টেমটি একটি Z-সোর্স কনভার্টার (ZSC) ব্যবহার করে বিভিন্ন ডিভাইসকে একত্রিত করে। একটি ইম্পিডেন্স নেটওয়ার্ক পিভি সিস্টেম, ব্যাটারি এবং গ্রিডকে সংযুক্ত করে। কনভার্টারটি দুটি সেট সিঙ্ক্রোনাসলি নিয়ন্ত্রিত সুইচ, ইনপুট এবং আউটপুট ডায়োড এবং ক্যাপাসিটর ব্যবহার করে এবং এটি একটানা বা বিচ্ছিন্ন কন্ডাকশন মোডে কাজ করতে পারে।
ANFIS-ভিত্তিক MPPT পদ্ধতি পিভি ভোল্টেজ, কারেন্ট এবং তাপমাত্রা ইনপুট হিসাবে ব্যবহার করে এবং সর্বোচ্চ পাওয়ার পয়েন্ট ট্র্যাকিংয়ের জন্য একটি DC-DC বুস্ট ল্যান্ডসম্যান কনভার্টারকে নিয়ন্ত্রণ করতে ডিউটি সাইকেল আউটপুট করে। ব্যাপক প্রশিক্ষণের মাধ্যমে, ANFIS ফাজি নিয়মগুলিকে অপটিমাইজ করে, ত্রুটি হ্রাস করে এবং রিয়েল-টাইম নিয়ন্ত্রণের জন্য উপযুক্ত।
পরীক্ষাগুলি পরীক্ষাগার প্রোটোটাইপ ব্যবহার করে যাচাই করা হয়েছিল, যার মধ্যে একটি ফুয়েল সেল রয়েছে যার 100V আউটপুট ভোল্টেজ এবং 30-40A কারেন্ট, একটি DC-DC কনভার্টার যার 1000-1100V আউটপুট ভোল্টেজ এবং 30A কারেন্ট, এবং একটি ব্যাটারি যার 120V আউটপুট ভোল্টেজ। সিমুলেটেড এবং পরিমাপকৃত ত্রুটিগুলি 0.8%-3% এর মধ্যে ছিল।
ফলাফলগুলি দেখায়: "সিমুলেশনগুলি দেখায় যে সিস্টেমটি 110V থেকে 150V পর্যন্ত ভোল্টেজ বাড়াতে পারে এবং প্রায় 1100V/30A এর একটি স্থিতিশীল আউটপুট বজায় রাখতে পারে, যার সাথে পিভি-সাইডের কারেন্ট 500A-এ স্থিতিশীল থাকে। ফুয়েল সেলের আউটপুট ভোল্টেজ 110V-এ থাকে, কারেন্ট 40A থেকে 25A-এ নেমে আসে এবং ব্যাটারি 120V আউটপুটে 60% চার্জের অবস্থা (SOC) বজায় রাখে। DSPIC30F4011 মাইক্রোকন্ট্রোলার-এর উপর ভিত্তি করে হার্ডওয়্যার প্রোটোটাইপ, 98.7% MPPT দক্ষতা, ±1.5% ভোল্টেজ রেগুলেশন ত্রুটি, 2%-এর কম পাওয়ার ডেভিয়েশন এবং IEEE 519 স্ট্যান্ডার্ড মেনে গ্রিড-সাইড ভোল্টেজ এবং কারেন্ট টোটাল হারমোনিক ডিস্টরশন (THD) যথাক্রমে 500V এবং 13A অর্জন করে।"
ঐতিহ্যবাহী অ্যালগরিদমগুলির সাথে তুলনা করলে, এই ANFIS MPPT অস্থির সূর্যালোকের পরিস্থিতিতে ট্র্যাকিং দক্ষতা এবং গতিশীল কর্মক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে। আরও, হাইব্রিড সিস্টেম কনফিগারেশন পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তিতে ওঠানামা এবং লোডের চাহিদার পরিবর্তনের পরেও গ্রিড স্থিতিশীলতা এবং নিরবচ্ছিন্ন চার্জিং বজায় রেখে প্রত্যাশা ছাড়িয়ে যায়।
