ডাইনামিক হিট-পাম্প শিডিউলিং ছাদের সৌরবিদ্যুৎ থাকা বাড়িগুলোর খরচ কমাতে পারে

বিদ্যুতায়িত গরমের কঠিন অংশকে লক্ষ্য করে নতুন শিডিউলিং মডেল

যুক্তরাজ্যের Cranfield University-এর গবেষকেরা আবাসিক heat pumps-এর জন্য এমন একটি শিডিউলিং মডেল তৈরি করেছেন, যার লক্ষ্য হলো ছাদের সৌরবিদ্যুৎ থাকা বাড়িতে তাপগত আরাম বজায় রেখে বিদ্যুৎ খরচ কমানো।

pv magazine-এ প্রকাশিত এই কাজটি একটি বাস্তব সমস্যাকে সমাধান করছে, যা আরও গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠছে কারণ বাড়িগুলি heat pumps, solar panels, এবং সময়ভেদে পরিবর্তনশীল বিদ্যুৎ tariff একসঙ্গে ব্যবহার করছে। একটি heat pump কিছু চাহিদা ব্যয়বহুল ঘণ্টা থেকে সরিয়ে নিতে পারে, কিন্তু তখনই সম্ভব যখন তা বাসিন্দাদের খুব ঠান্ডা বা খুব গরম না করে। ছাদের photovoltaic generation আরেকটি ভেরিয়েবল যোগ করে, কারণ সৌর উৎপাদন কিছু সময়ে পাওয়া যায় এবং সবসময় নির্ভরযোগ্য নয়।

Cranfield model একসঙ্গে তিনটি সম্পদ সমন্বয় করার জন্য তৈরি: grid বিদ্যুৎ, rooftop PV generation, এবং ভবনের thermal flexibility। এর মানে হলো কখন grid থেকে বিদ্যুৎ নিতে হবে, কখন solar generation সরাসরি ব্যবহার করতে হবে, এবং কখন ভবনের কাঠামো বা ভেতরে সঞ্চিত তাপের ওপর নির্ভর করতে হবে তা নির্ধারণ করা।

Dynamic tariff স্মার্ট নিয়ন্ত্রণের সুযোগ তৈরি করে

সময়ভেদে পরিবর্তনশীল tariff তাপায়নের অর্থনীতি বদলে দেয়। বিদ্যুৎ কিছু সময়ে সস্তা এবং কিছু সময়ে ব্যয়বহুল হতে পারে, ফলে flexible load-কে কম খরচের সময়ে সরিয়ে নেওয়ার প্রণোদনা তৈরি হয়। Heat pumps এই ধরনের load shifting-এর জন্য প্রধান প্রার্থী, কারণ তারা বিদ্যুৎ ব্যবহার করে এবং দাম বাড়ার আগে বাড়িটিকে কিছুটা আগেই গরম করতে পারে।

সহলেখক Banu Yektin Ekren pv magazine-কে বলেছেন, rooftop PV dynamic tariff-এর অধীনে heat pump-এর load-shifting সম্ভাবনাকে আরও শক্তিশালী করে, কারণ এটি scheduler-কে grid ছাড়া একটি কম খরচের বিদ্যুৎ উৎস দেয়। optimization-এর মাধ্যমে নির্ধারণ করা যায় কখন বিদ্যুৎ সস্তা, কখন PV উপলব্ধ, এবং ভবন কতটা thermal flexibility দিতে পারে।

এটি কেবল solar panel উৎপাদনের সময় heat pump চালানোর চেয়ে জটিল। Solar generation অনিশ্চিত, বাড়ির আরামের সীমা আছে, এবং বিদ্যুৎ দাম প্রায়ই PV output-এর শীর্ষের সঙ্গে মেলে না। একটি কার্যকর scheduler-কে এই বিষয়গুলির মধ্যে trade-off করতে হবে; একক ভেরিয়েবলকে আলাদা করে optimize করা যথেষ্ট নয়।

মডেল energy cost-এর সঙ্গে comfort-কে যুক্ত করে

রিপোর্ট করা মডেলের লক্ষ্য হলো বিদ্যুৎ খরচ কমিয়ে তাপগত আরাম বজায় রাখা। এই জোড়া গুরুত্বপূর্ণ, কারণ আক্রমণাত্মক খরচ-হ্রাস heating system-এর প্রধান উদ্দেশ্যকে ক্ষতিগ্রস্ত করতে পারে। Scheduler যদি ব্যয়বহুল সময়ে heating খুব বেশি কমিয়ে দেয়, তাহলে টাকা বাঁচলেও ঘরের ভেতর অগ্রহণযোগ্য অবস্থা তৈরি হতে পারে।

Building thermal storage অন্তর্ভুক্ত করে মডেলটি বাড়িটিকেই energy system-এর অংশ হিসেবে ধরে। দেয়াল, মেঝে, ভেতরের বাতাস, এবং household thermal mass কিছু সময় পর্যন্ত তাপ ধরে রাখতে পারে। বাস্তবে এর অর্থ হলো, একটি বাড়ি কখনও কখনও উচ্চমূল্যের সময়ের আগে গরম করা যেতে পারে, এরপর সেই সময়ের একটি অংশ কম heat-pump পরিচালনায় পার করা যায়।

ছাদের PV থাকলে, scheduler সৌর উৎপাদনের সময়ে operation-কে অগ্রাধিকার দিতে পারে। এতে grid বিদ্যুতের ওপর নির্ভরতা কমতে পারে, বিশেষ করে tariff বেশি থাকলে। উৎস নিবন্ধটি প্রদত্ত লেখায় পূর্ণ প্রযুক্তিগত বিবরণ দেয়নি, তবে এটি সিস্টেমটিকে dynamic tariffs এবং অনিশ্চিত PV generation-এর অধীনে আবাসিক heat-pump পরিচালনার জন্য একটি optimization পদ্ধতি হিসেবে বর্ণনা করেছে।

আবাসিক electrification-এর জন্য এটি কেন গুরুত্বপূর্ণ

Heat pumps অনেক building decarbonization কৌশলের কেন্দ্রে রয়েছে, কারণ তারা অন-সাইট combustion-এর বদলে বিদ্যুৎ ব্যবহার করে দক্ষভাবে heating দিতে পারে। তবে এগুলোর ব্যাপক ব্যবহার household demand pattern বদলে দেয় এবং heating সময়ে distribution grid-এর ওপর অতিরিক্ত চাপ সৃষ্টি করতে পারে।

Scheduling system heat-pump চাহিদাকে আরও flexible করে সাহায্য করতে পারে। যদি অনেক বাড়ি কম খরচ বা বেশি solar-rich সময়ে কিছু heating সরাতে পারে, আর আরাম বজায় রাখতে পারে, তাহলে পরিবারের বিল কমতে পারে এবং energy system-এর demand smoother হতে পারে। একই যুক্তি rooftop PV, battery, বা অন্যান্য distributed energy resource ধীরে ধীরে যুক্ত করা বাড়িগুলোর ক্ষেত্রেও প্রযোজ্য।

এই গবেষণা আবাসিক energy management-এ একটি বড় পরিবর্তনের দিকেও ইঙ্গিত দেয়। Tariff যত dynamic হচ্ছে এবং বাড়িতে যত বেশি controllable device যোগ হচ্ছে, স্থির নিয়ম তত কম কার্যকর হয়ে উঠতে পারে। একটি household energy controller-কে এখন price, weather, generation forecast, comfort constraint, এবং equipment behavior-এর প্রতি সাড়া দিতে হবে।

এখনও কী প্রমাণ করা বাকি

সরবরাহকৃত উৎসপাঠ মডেল এবং তার প্রত্যাশিত সুবিধা বর্ণনা করে, কিন্তু বিস্তারিত field-test ফলাফল বা deployment পরিকল্পনা দেয় না। তাই পরবর্তী প্রশ্নগুলো ব্যবহারিক: বাস্তব গৃহস্থালি আচরণে scheduler কতটা robust, অনিশ্চিত PV generation কতটা নির্ভুলভাবে সামলায়, এবং বিদ্যমান heat-pump নিয়ন্ত্রণের সঙ্গে কত সহজে একীভূত করা যায়।

তবু, এই কাজ বিদ্যুতায়িত তাপায়নকে আরও সাশ্রয়ী করার একটি স্পষ্ট পথ দেখায়। Heat pump-কে কেবল thermostat-এর প্রতিক্রিয়াশীল একটি সাধারণ যন্ত্র হিসেবে না দেখে, মডেলটি এটিকে একটি সমন্বিত home energy system-এর অংশ হিসেবে বিবেচনা করে। আরও বাড়ি যখন পরিবর্তনশীল দাম এবং নিজেদের কিছু বিদ্যুৎ উৎপাদন করতে শুরু করবে, তখন এই সমন্বয় আরও মূল্যবান হয়ে উঠতে পারে।

এই নিবন্ধটি pv magazine-এর প্রতিবেদনকে ভিত্তি করে লেখা। মূল নিবন্ধটি পড়ুন.