सौर पॅनेल कसे कार्य करतात
सौर बॅटरीची रचना आणि त्याच्या ऑपरेशनचे तत्त्व हे कोणत्या सामग्रीवर आणि कोणत्या तंत्रज्ञानापासून बनवले जाते यावर अवलंबून असते. म्हणून, मुख्य पर्यायांची वैशिष्ट्ये समजून घेण्यासाठी आणि त्यांच्यातील फरक काय आहेत हे समजून घेण्यासाठी आणि वापरासाठी योग्य उपाय निवडण्यासाठी आपल्याला त्याची वैशिष्ट्ये समजून घेणे आवश्यक आहे. सर्व डेटा उच्च-गुणवत्तेच्या उत्पादनांसाठी संबंधित आहे, स्वस्त बॅटरी घोषित पॅरामीटर्सची पूर्तता करू शकत नाहीत, कारण ते बर्याचदा तंत्रज्ञानाचे उल्लंघन करून तयार केले जातात.
शब्दावली
या क्षेत्रात वापरलेले मुख्य शब्द:
- सौर ऊर्जा ही पॅनेल वापरताना सूर्यापासून प्राप्त होणारी वीज आहे.
- सोलर इन्सोलेशन - किरणांना लंब असलेल्या पृष्ठभागाच्या चौरस मीटरवर किती सूर्यप्रकाश पडतो हे दर्शविते.
- फोटोव्होल्टेइक पेशी सूर्यप्रकाशाचे विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतर करण्यास सक्षम मॉड्यूल आहेत. सहसा ते 1 ते 2 वॅट्सपर्यंत ऊर्जा निर्माण करतात, परंतु अधिक उत्पादक पर्याय देखील आहेत.
- फोटोव्होल्टेइक सिस्टीम हा उपकरणांचा एक संच आहे जो सूर्यप्रकाशाचे विजेमध्ये रूपांतर करतो.
- सौर पॅनेल किंवा पॅनेल हे फोटोव्होल्टेइक पेशींचे समूह आहेत जे एका मोठ्या मॉड्यूलमध्ये गटबद्ध केले जातात आणि मालिका किंवा मालिका-समांतर पद्धतीने जोडलेले असतात. सामान्यतः, एका बॅटरीमध्ये 36 ते 40 विभागांचा समावेश असतो.
- अॅरे ही सोलर पॅनेलची मालिका आहे जी इच्छित प्रमाणात विद्युत प्रवाह प्रदान करण्यासाठी जोडलेली आहे.
- फ्रेम मॉड्यूल - अॅल्युमिनियम फ्रेममधील संरचना, टिकाऊ आणि सीलबंद.
- फ्रेमलेस घटक हे लवचिक पर्याय आहेत, ते कमी भारांच्या परिस्थितीत वापरले जातात.
- किलोवॅट-तास (kW) हे विद्युत शक्तीचे मानक मोजमाप आहे.
- कार्यक्षमता (कार्यक्षमता) - सौर पॅनेल. पृष्ठभागावर आदळणाऱ्या सौरऊर्जेचे विजेमध्ये किती रूपांतर होते ते दाखवते. सहसा निर्देशक 15-24% असतो.
- नैसर्गिक कारणांमुळे सौर पॅनेलच्या क्षमतेत होणारी घट होय. हे मूळ निर्देशकांची टक्केवारी म्हणून मोजले जाते.
- पीक भार ही अशी वेळ असते जेव्हा विजेची सर्वाधिक गरज असते.
- क्रिस्टलीय सिलिकॉन हा सौर पॅनेलच्या निर्मितीसाठी कच्चा माल आहे. आजचा सर्वात सामान्य आणि टिकाऊ पर्याय.
- अमोर्फस सिलिकॉन ही एक रचना आहे जी पृष्ठभागावर बाष्पीभवनाने जमा केली जाते आणि संरक्षणात्मक रचनांनी झाकलेली असते.
- सेमीकंडक्टर असे पदार्थ आहेत जे विशिष्ट परिस्थितीत विद्युत प्रवाह चालवू शकतात. यामध्ये सौर पॅनेलच्या निर्मितीमध्ये वापरल्या जाणार्या बहुतेक नवीन सामग्रीचा समावेश आहे.
- इन्व्हर्टर हे डायरेक्ट करंटला अल्टरनेटिंग करंटमध्ये रूपांतरित करणारे उपकरण आहे.
- कंट्रोलर - बॅटरी योग्यरित्या चार्ज करण्यासाठी सौर मॉड्यूल्समधून आउटपुट व्होल्टेज नियंत्रित करते.
हे फक्त सर्वात सामान्य अटी आहेत, अतिरिक्त पर्याय आहेत. परंतु मूलभूत गोष्टी जाणून घेतल्याने तुम्हाला विषय अधिक चांगल्या प्रकारे समजण्यास मदत होईल.
गुणवत्ता श्रेणी
सौर पॅनेलच्या गुणवत्तेचे मूल्यांकन करण्यासाठी, सर्वप्रथम फोटोव्होल्टेइक पेशींच्या निर्मितीसाठी वापरल्या जाणार्या कच्च्या मालाचा वर्ग शोधणे आवश्यक आहे. तयार उत्पादनांची कार्यक्षमता आणि सेवा जीवन यावर अवलंबून असते. 4 मुख्य वर्ग:
- ग्रेड ए - सर्वोत्तम पर्याय, ज्यामध्ये कोणतेही नुकसान आणि क्रॅक नाहीत. भरण्याची एकसमानता आणि पृष्ठभागाची गुळगुळीतता उच्च कार्यक्षमतेची हमी देते, जी अनेकदा दस्तऐवजीकरणात नमूद केलेल्यापेक्षा जास्त असते. याव्यतिरिक्त, या पर्यायामध्ये सर्वात कमी ऱ्हास दर आहे आणि बर्याच काळासाठी चांगली कामगिरी राखून ठेवते.
- ग्रेड बी गुणवत्तेत किंचित वाईट, पृष्ठभागावर दोष असू शकतात. परंतु त्याच वेळी, बर्याचदा, वापरामुळे ए श्रेणीच्या कार्यक्षमतेशी तुलना करता येणारी उत्पादने मिळवणे शक्य होते. अधोगती निर्देशक हा क्रम अधिक वाईट आहे, म्हणून, ते त्यांची मूळ वैशिष्ट्ये जलद गमावतात.
- ग्रेड सी - एक पर्याय ज्यामध्ये बरेच गंभीर दोष असू शकतात - क्रॅकपासून चिप्स आणि इतर नुकसान. किंमतीत, अशा मॉड्यूल्स खूप स्वस्त आहेत, परंतु त्यांची कार्यक्षमता 15% पेक्षा जास्त नाही. एक स्वस्त उपाय जो लहान भारांसाठी योग्य आहे.
- ग्रेड डी - थोडक्यात, हा फोटोव्होल्टेइक पेशींच्या निर्मितीनंतर उरलेला कचरा आहे, ज्याचा वापर बॅटरी बनवण्यासाठी केला जाऊ नये. परंतु बरेच प्रामाणिक नसलेले उत्पादक, विशेषत: आशियातील, ते उत्पादनात वापरतात. या पर्यायाची कार्यक्षमता अत्यंत कमी आहे.
पहिला पर्याय निवडणे चांगले आहे, अत्यंत प्रकरणांमध्ये, दुसरा देखील योग्य आहे.केवळ ते सामान्य कार्यक्षमता प्रदान करू शकतात आणि बर्याच काळासाठी सेवा देतील.
EVA लॅमिनेटिंग सामग्री ही एक विशेष फिल्म आहे जी समोरच्या बाजूला स्थित आहे आणि चुकीच्या बाजूला वापरली जाऊ शकते. सूर्यप्रकाशात व्यत्यय न आणता प्रतिकूल परिणामांपासून कार्यरत घटकांचे संरक्षण करणे हा मुख्य उद्देश आहे. उच्च-गुणवत्तेचे पर्याय सुमारे 25 वर्षे टिकतात, कमी-गुणवत्तेचे - 5 ते 10 पर्यंत. डोळ्याद्वारे विविधता निश्चित करणे अशक्य आहे, म्हणून किंमतीपासून पुढे जाणे सोपे आहे - चांगल्या पर्यायांसाठी, ते कमी होणार नाही.
व्हिडिओमध्ये, उदाहरणार्थ, ते स्पष्टपणे समजतात की सूर्यप्रकाशाच्या प्रभावाखाली विद्युत प्रवाह कसा निर्माण होतो.
ऑपरेशनचे तत्त्व
सौर बॅटरीची वैशिष्ट्ये स्पष्ट करणे खूप कठीण आहे, परंतु आपण सामान्य मुद्दे समजू शकता:
- जेव्हा सूर्यप्रकाश फोटोसेलवर आदळतो तेव्हा तेथे समतोल नसलेल्या इलेक्ट्रॉन-होल जोड्यांची निर्मिती सुरू होते.
- इलेक्ट्रॉन्सच्या अतिरिक्ततेमुळे ते अर्धसंवाहकांच्या खालच्या थराकडे जाऊ लागतात.
- व्होल्टेज बाह्य सर्किटवर लागू केले जाते. पी-लेयरच्या संपर्कात एक सकारात्मक ध्रुव दिसतो आणि एन-लेयरच्या संपर्कावर नकारात्मक ध्रुव दिसून येतो.
- जर बॅटरी फोटोसेलशी जोडलेली असेल तर एक दुष्ट वर्तुळ प्राप्त होते आणि सतत हलणारे इलेक्ट्रॉन बॅटरीला हळूहळू चार्ज करतात.
- पारंपारिक सिलिकॉन मॉड्यूल्स एकल जंक्शन सेल आहेत जे केवळ सूर्यप्रकाशाच्या विशिष्ट स्पेक्ट्रममधून उर्जा निर्माण करू शकतात. यामुळे उपकरणांची कार्यक्षमता कमी होते.
- समस्येचे निराकरण करण्यासाठी, उत्पादकांनी कॅस्केड पर्याय विकसित केले आहेत, ते सौर स्पेक्ट्रमच्या विविध किरणांमधून ऊर्जा घेऊ शकतात.यामुळे कार्यक्षमता वाढते, परंतु उत्पादनाच्या उच्च किंमतीमुळे अशा पॅनल्सची किंमत खूप जास्त आहे.
- ज्या ऊर्जेचे विजेमध्ये रूपांतर होत नाही ते उष्णतेमध्ये बदलते, त्यामुळे सौर पॅनेल ऑपरेशन दरम्यान 55 अंशांपर्यंत गरम होतात आणि सेमीकंडक्टर बॅटरी 180 पर्यंत गरम होतात. शिवाय, जसजशी सौर बॅटरी गरम होते तसतशी सौर बॅटरीची कार्यक्षमता कमी होते.
तसे! जेव्हा पुरेसा प्रकाश असतो आणि कमी तापमान पृष्ठभागाला थंड ठेवते तेव्हा हिवाळ्याच्या स्वच्छ दिवसांमध्ये सौर पॅनेल सर्वात कार्यक्षम असतात.
ते कशापासून बनलेले आहेत
सौर बॅटरीच्या उपकरणाचा अभ्यास करण्यासाठी, आपल्याला मुख्य वाण समजून घेणे आवश्यक आहे, कारण उत्पादन तंत्रज्ञानामध्ये वापरल्या जाणार्या कच्च्या मालावर अवलंबून लक्षणीय फरक आहेत:
- बॅटरी CdTe. फिल्म मॉड्यूल्सच्या निर्मितीमध्ये कॅडमियम टेल्युराइडचा वापर केला जातो. 11% किंवा त्याहून अधिक ऑर्डरची कार्यक्षमता मिळविण्यासाठी अनेक शंभर मायक्रोमीटरचा थर पुरेसा आहे. हा एक स्पष्टपणे कमी आकडा आहे, परंतु 1 वॅटच्या उर्जेच्या बाबतीत, पारंपारिक सिलिकॉन पर्यायांपेक्षा विजेची किंमत किमान 30% स्वस्त आहे. ही विविधता खूपच पातळ आणि हलकी आहे हे असूनही.
- CIGS प्रकार. संक्षेप म्हणजे रचनामध्ये तांबे, इंडियम, गॅलियम आणि सेलेनियम यांचा समावेश होतो. हे एक अर्धसंवाहक बाहेर वळते, जे एका लहान थरात देखील लागू केले जाते, परंतु पहिल्या पर्यायाच्या विपरीत, येथे कार्यक्षमता जास्त प्रमाणात आहे आणि 15% इतकी आहे.
- GaAs आणि InP प्रकार 5-6 मायक्रॉनचा पातळ थर लावण्याची शक्यता वेगळे करते, तर कार्यक्षमता सुमारे 20% असेल. सूर्यप्रकाशापासून वीज काढण्यासाठी तंत्रज्ञानातील हा एक नवीन शब्द आहे.उच्च ऑपरेटिंग तापमानामुळे, कार्यक्षमतेचे नुकसान न होता बॅटरी खूप गरम होऊ शकतात. परंतु उत्पादनात दुर्मिळ पृथ्वी सामग्री वापरली जात असल्याने, या प्रकारची किंमत जास्त आहे.
- क्वांटम डॉट बॅटरीज (QDSC). ते पारंपारिक बल्क सामग्रीऐवजी सौर ऊर्जा रूपांतरित करण्यासाठी शोषक सामग्री म्हणून क्वांटम डॉट्स वापरतात. बँड गॅप ट्यूनिंगच्या वैशिष्ट्यांमुळे, सौर ऊर्जा अधिक कार्यक्षमतेने शोषून घेणारे मल्टी-जंक्शन मॉड्यूल बनवणे शक्य आहे.
- अनाकार सिलिकॉन बाष्पीभवनाद्वारे लागू होते आणि एक विषम रचना असते. त्याची उच्च कार्यक्षमता नाही, परंतु एकसंध पृष्ठभाग अगदी विखुरलेला प्रकाश देखील चांगले शोषून घेतो.
- पॉलीक्रिस्टलिन रूपे सिलिकॉन वितळवून आणि विशिष्ट परिस्थितीत थंड करून दिशाहीन क्रिस्टल्स तयार करून तयार केली जातात. उत्पादनाची कमी किंमत आणि चांगली कार्यक्षमता निर्देशकांमुळे सर्वात सामान्य उपायांपैकी एक.
- मोनोक्रिस्टलाइन घटकांमध्ये पातळ प्लेट्समध्ये कापलेल्या आणि फॉस्फरससह डोप केलेले घन क्रिस्टल्स असतात. कमी निकृष्ट दर आणि कमीतकमी 30 वर्षांच्या सेवा आयुष्यासह सर्वात टिकाऊ उपाय, परंतु बहुतेकदा 10-15 वर्षे जास्त.
तसे! एक किंवा दुसर्या पर्यायाची प्रभावीता उत्पादन तंत्रज्ञानावर अवलंबून असते, म्हणून ते स्पष्ट करणे आवश्यक आहे.
सौर पॅनेलचे फायदे आणि तोटे
प्रत्येक प्रकाराची स्वतःची वैशिष्ट्ये आहेत जी कोणता प्रकार सर्वात योग्य आहे हे ठरवण्यासाठी निवडताना विचारात घेतले पाहिजे:
- मोनोक्रिस्टलाइन पॅनेलची कार्यक्षमता सर्वाधिक असते आणि यामुळे, मॉड्यूल्सच्या प्लेसमेंटसाठी क्षेत्र जतन केले जाते. ते किमान 25 वर्षे टिकतात आणि हळूहळू शक्ती गमावतात. त्याच वेळी, पृष्ठभाग घाण करण्यासाठी अतिशय संवेदनशील आहे, ते वारंवार धुतले पाहिजे. आणि किंमत सर्व सिलिकॉन-आधारित पर्यायांपैकी सर्वोच्च आहे.
- पॉलीक्रिस्टलाइन पर्याय सूर्याची किरणे तितक्या कार्यक्षमतेने शोषून घेत नाहीत, परंतु पसरलेल्या प्रकाशात अधिक चांगले कार्य करतात. किंमत-गुणवत्तेच्या गुणोत्तराच्या बाबतीत, ते अधिक फायदेशीर आहेत, परंतु कमी कार्यक्षमतेमुळे ते अधिक जागा घेतात.
- अनाकार सिलिकॉन बॅटरी कुठेही ठेवल्या जाऊ शकतात, इमारतींच्या भिंतींवर, कारण ते विखुरलेला प्रकाश चांगल्या प्रकारे शोषून घेतात. कमी कार्यक्षमतेसह, त्यांची किंमत कमी आहे, म्हणून त्यांचा वापर आर्थिक पर्याय म्हणून केला जाऊ शकतो. त्याच वेळी, ते बर्याच काळासाठी सेवा देतात आणि पृष्ठभागाच्या दूषिततेपासून घाबरत नाहीत.
- दुर्मिळ पृथ्वीच्या पर्यायांमध्ये समान फायदे आणि तोटे आहेत, म्हणून आपण त्यांचा एकत्रितपणे विचार करू शकता. कार्यक्षमतेच्या बाबतीत, ते क्लासिक पॅनल्सपेक्षा श्रेष्ठ आहेत, ते फिल्मवर लागू केले जाऊ शकतात, जे सोयीस्कर आहे. त्यांच्याकडे तपमानाची मोठी श्रेणी आहे, त्यामुळे गरम केल्याने कामाच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम होत नाही. परंतु उच्च किंमत आणि धातूंच्या दुर्मिळतेमुळे, असे पर्याय मोठ्या प्रमाणावर वापरले जात नाहीत.
ते कुठे वापरले जातात
सूर्यापासून वीज मिळविण्यासाठी आणि ऊर्जा संसाधनांवर बचत करण्यासाठी किंवा पूर्ण स्वायत्तता प्राप्त करण्यासाठी सर्व विचारात घेतलेले पर्याय खाजगी क्षेत्रात स्थापित केले जाऊ शकतात. वापरासाठी, आपल्याला काही सोप्या शिफारसी विचारात घेणे आवश्यक आहे:
- मोनोक्रिस्टलाइन आणि पॉलीक्रिस्टलाइन पर्याय छतावर किंवा जमिनीवर सर्वोत्तम ठेवले जातात, पूर्वी इच्छित कोनात फ्रेम तयार केली आहे.हे वांछनीय आहे की कलतेचा कोन नियंत्रित केला जातो, ज्यामुळे आपण सूर्याशी जुळवून घेऊ शकता.
- फिल्म मॉड्यूल कुठेही, भिंतींवर आणि दोन्हीवर ठेवता येतात छप्पर. किरण उजव्या कोनात पृष्ठभागावर आदळत नसले तरीही ते चांगले कार्य करतात, जे खूप महत्वाचे आहे.
- औद्योगिक स्तरावर, फिल्म बॅटरी स्वस्त आणि स्थापित करणे सोपे म्हणून देखील प्राधान्य दिले जाते.
सोलर सेलचे अनेक प्रकार आहेत, परंतु त्यांच्या कमी किमतीमुळे आणि चांगल्या कामगिरीमुळे सुमारे 90% बाजार पारंपारिक सिलिकॉन मॉडेल्सने व्यापलेला आहे. आपण अर्धसंवाहक उपायांपैकी एक निवडू शकता, परंतु नंतर आपल्याला दीड ते दोन पट जास्त पैसे खर्च करावे लागतील.