ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર સ્ત્રોતો પાછળના મુખ્ય વિચારોનો ઝાંખી
જૂથોમાં વ્યવસ્થિત વર્ગીકરણ
ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમ બે પ્રકારની હોય છે: જે ગ્રીડ સાથે જોડાયેલા વગર કામ કરે છે અને જે ગ્રીડ સાથે જોડાયેલા છે.
1. સ્વતંત્ર પીવી સિસ્ટમને ઓફ-ગ્રીડ વિકલ્પ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. સોલાર સેલ મોડ્યુલ, મોટર અને એક્યુમ્યુલેટર સિસ્ટમના મુખ્ય ભાગો બનાવે છે. વૈકલ્પિક પ્રવાહ (AC) નો ઉપયોગ કરતા લોડને પાવર આપવા માટે તમારે AC કન્વર્ટર સેટ કરવાની જરૂર છે. સ્ટેન્ડ-અલોન ફોટોવોલ્ટેઇક પ્લાન્ટ્સમાં સ્વ-પર્યાપ્ત પાવર સિસ્ટમ્સની શ્રેણીનો સમાવેશ થાય છે, જેમ કે સોલાર હોમ પાવર સિસ્ટમ્સ, ગ્રામીણ ગ્રામ્ય પાવર સિસ્ટમ્સ અને સ્ટોરેજ બેટરી સાથે ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર સિસ્ટમ્સ. આ સિસ્ટમો પોતાના પર કામ કરી શકે છે અને તેનો ઉપયોગ ઘણી વસ્તુઓ માટે થાય છે, જેમ કે સંપર્ક સિગ્નલોને પાવર આપવા, કેથોડ્સ સામે રક્ષણ આપવા અને સૌર ઊર્જાથી શેરીઓને રોશની કરવા.
2. ઓન-ગ્રીડ એનર્જી વિકલ્પ સૌર પેનલ્સ દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ડાયરેક્ટ કરંટ પાવરને શહેરના પાવર ગ્રીડ સાથે કામ કરતી વૈકલ્પિક કરંટ પાવરમાં બદલી નાખે છે. આનાથી તે સીધા જાહેર ગ્રીડ સાથે કનેક્ટ થઈ શકે છે. આને "ગ્રીડ-કનેક્ટેડ" યુનિટ કહી શકાય, અને તેમાં બેટરી હોઈ શકે છે અથવા ન પણ હોય. જે પાવર સિસ્ટમ ગ્રીડ સાથે જોડાયેલી હોય છે અને તેમાં સંચયકર્તા હોય છે તેને જરૂર મુજબ ગ્રીડ સાથે કનેક્ટ થવા અથવા ડિસ્કનેક્ટ કરવા માટે સરળતાથી પ્રોગ્રામ કરી શકાય છે. ઘરો માટે ગ્રીડ-કનેક્ટેડ પીવી સિસ્ટમ્સમાં સામાન્ય રીતે સંચયકર્તા હોય છે. બીજી બાજુ, મોટી સિસ્ટમોમાં સામાન્ય રીતે સંચયકર્તા વિના ગ્રીડ-કનેક્ટેડ પીવી સિસ્ટમ હોય છે, જે શેડ્યૂલ કરી શકાતી નથી અને તેમાં બેકઅપ પાવર હોતો નથી. રાષ્ટ્રીય પાવર ગ્રીડ સાથે જોડાયેલા મોટા ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર પ્લાન્ટ્સનો ઉપયોગ ગ્રીડ-કનેક્ટેડ સોલાર પાવર બનાવવા માટે થાય છે. આ પ્લાન્ટ્સમાંથી ઉર્જા સીધી ગ્રીડ દ્વારા ઘરો અને વ્યવસાયોમાં જાય છે. બીજી બાજુ, આ પ્રકારના પાવર પ્લાન્ટમાં પૈસા રોકવામાં ઘણો ખર્ચ થાય છે, બનાવવામાં લાંબો સમય લાગે છે, ઘણી જગ્યા લે છે, અને તાજેતરમાં તેમાં વધુ પ્રગતિ જોવા મળી નથી. મોટાભાગના ગ્રીડ-કનેક્ટેડ પીવી નાના પાયે ફેલાયેલા ગ્રીડ-કનેક્ટેડ પીવી હોય છે, જેમ કે ઇમારતોમાં બાંધવામાં આવતા સોલાર પેનલ્સ. આનું કારણ એ છે કે તેને બનાવવા માટે ઓછા પૈસાની જરૂર પડે છે, તે ઝડપથી થઈ શકે છે, ઓછી અસર છોડે છે અને મજબૂત રાજકીય સમર્થન ધરાવે છે.
હાર્ડવેરના ભાગો
ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર સિસ્ટમમાં સોલાર એરે, સ્ટોરેજ બેટરી, ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ કંટ્રોલર, ઇન્વર્ટર, એસી ડિસ્ટ્રિબ્યુશન બોક્સ, સોલાર ટ્રેકિંગ કંટ્રોલ સિસ્ટમ અને અન્ય મહત્વપૂર્ણ ભાગોનો સમાવેશ થાય છે.
અમુક સાધનો આ રીતે કાર્ય કરે છે:
સૌર ઉર્જા ઉપકરણ
સૂર્ય અથવા અન્ય પ્રકાશ સ્ત્રોતોમાંથી મળતો પ્રકાશ, કોષને ઊર્જા ગ્રહણ કરવા અને બંને છેડા પર એક વિચિત્ર ચાર્જ બનાવવા માટે પ્રેરે છે. આનું નામ "ફોટો-જનરેટેડ વોલ્ટેજ" છે. ઘણા લોકો આ અસરને ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસર કહે છે. પ્રકાશ વીજળીમાં ફેરવાય તે માટે, સૌર કોષના બે છેડા વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ હોવું આવશ્યક છે. આનું નામ સૌર અસર છે. સૌર કોષોની મદદથી ઊર્જાને બીજી કોઈ વસ્તુમાં રૂપાંતરિત કરવું સરળ છે. સૌર કોષો ત્રણ અલગ અલગ પ્રકારના સિલિકોન કોષોથી બનેલા છે: આકારહીન સિલિકોન સૌર કોષો, પોલી-ક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન સૌર કોષો અને મોનો-ક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન સૌર કોષો.
એક બેટરી જે પાવર સ્ટોર કરે છે
જ્યારે સોલાર સેલ એરે ચાલુ થાય છે, ત્યારે યુટિલિટી મોડેલ તેમાંથી ઉત્પન્ન થતી ઉર્જાનો સંગ્રહ કરી શકે છે અને દિવસના કોઈપણ સમયે તેને લોડ પર મોકલી શકે છે. સોલાર સેલ ઉર્જા બનાવવા માટે, તેઓ સસ્તા, લાંબા સમય સુધી ટકી રહે તેવા, ભારે ડિસ્ચાર્જ સારી રીતે સહન કરવા, ઝડપથી ચાર્જ થવા અને ઓછી અથવા કોઈ જાળવણીની જરૂર ન હોય તેવા હોવા જોઈએ. તેઓ વિશાળ તાપમાન શ્રેણીમાં પણ કામ કરવા સક્ષમ હોવા જોઈએ.
ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ માટેના નિયંત્રણો
તમારી કોઈ મદદ વિના, આ સાધન બેટરીને ખૂબ ઝડપથી ચાર્જ થતી કે ડિસ્ચાર્જ થતી અટકાવી શકે છે. બેટરી કેટલી વાર અને કેટલી ઊંડાઈથી ડિસ્ચાર્જ થાય છે તેના પર આધાર રાખે છે કે તે કેટલો સમય ચાલશે. આ જ કારણ છે કે ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ મોનિટર હોવું ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે જે બેટરીને વધુ પડતી કે ઓછી શક્તિથી બચાવી શકે.
AC એ DC ની વિરુદ્ધ છે, અને જનરેટર DC ને AC માં બદલી નાખે છે
કંઈક જે ડાયરેક્ટ કરંટને વૈકલ્પિક કરંટમાં ફેરવે છે. લોડ એસી છે, પરંતુ સોલાર સેલ અને બેટરી ડીસી છે, તેથી એક સ્વીચ હોવી જરૂરી છે. તેઓ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તેના આધારે, ઇન્વર્ટરને બે જૂથોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: એક સોલાર ઇન્વર્ટર જે તેના પોતાના પર કાર્ય કરે છે અને એક જે પાવર ગ્રીડ સાથે જોડાયેલ છે. જો તમે ફક્ત વીજળી બનાવવા માટે સૌર કોષોનો ઉપયોગ કરો છો, તો તમે સ્ટેન્ડ-અલોન જનરેટર સાથે અલગ લોડને પાવર કરી શકો છો. પાવર ગ્રીડ સાથે જોડાયેલ સોલાર ટ્રાન્સફોર્મર એ છે જે સૌર પાવર સિસ્ટમને ગ્રીડ સાથે કાર્ય કરે છે. ઇન્વર્ટર બે અલગ અલગ પ્રકારમાં આવે છે: સાઇન વેવ ઇન્વર્ટર અને સ્ક્વેર વેવ ઇન્વર્ટર. સ્ક્વેર-વેવ કન્વર્ટર સર્કિટ બનાવવું સરળ અને સસ્તું છે, પરંતુ તેમાં એક મોટો હાર્મોનિક ઘટક છે. થોડા સો વોટ કે તેથી ઓછા હાર્મોનિક જરૂરિયાતો તે છે જેના માટે તેનો સામાન્ય રીતે ઉપયોગ થાય છે. સાઇન વેવ ઇન્વર્ટર ખર્ચાળ છે, પરંતુ તે ઘણા બધા વિવિધ કાર્યોને પાવર આપી શકે છે.
એક ગેજેટ જે સૌર ટ્રેકિંગને નિયંત્રિત કરે છે
વસંત, ઉનાળો, પાનખર અને શિયાળામાં સૂર્ય ઉગે છે અને અસ્ત થાય છે તેમ સૂર્યના પ્રકાશનો ખૂણો આખું વર્ષ બદલાય છે. આનું કારણ એ છે કે સિસ્ટમો એક નિશ્ચિત સ્થાને હોય છે. જેથી તેઓ શ્રેષ્ઠ રીતે કાર્ય કરે, સૌર કોષો હંમેશા સૂર્ય તરફ હોવા જોઈએ. હાલમાં, સૂર્ય ટ્રેકિંગ ઉપકરણને વર્ષના જુદા જુદા સમયે સૂર્ય કયા ખૂણા પર છે તે શોધવા માટે તેના રેખાંશ અને અક્ષાંશનો ઉપયોગ કરવો પડે છે. વગેરે, PLC, માઇક્રોકન્ટ્રોલર અથવા કમ્પ્યુટર સોફ્ટવેર વર્ષના દરેક સમયે સૂર્યનું સ્થાન રાખશે. ટ્રેકિંગ પ્રાપ્ત કરવા માટે આ સૂર્યના સ્થાનની ગણતરી કરીને કરવામાં આવે છે. કમ્પ્યુટર ડેટા થિયરીનો ઉપયોગ થાય છે, અને તેને પૃથ્વીના રેખાંશ અને અક્ષાંશ ડેટા અને સેટિંગ્સની જરૂર હોય છે. એકવાર તે સેટ થઈ જાય, પછી તેને ખસેડવાનું કે અલગ કરવાનું સરળ નથી; ડેટા અને પરિમાણોને દર વખતે રીસેટ કરવા પડે છે. સિદ્ધાંતો, સર્કિટરી, ટેકનોલોજી અને સાધનો જટિલ છે, અને જે લોકો વ્યાવસાયિક નથી તેઓ તેમને સરળતાથી બદલી શકતા નથી. સ્માર્ટ સોલાર ટ્રેકર્સ ઝડપી કાર અને ટ્રેનો તેમજ જહાજો, નૌકાદળ, સંદેશાવ્યવહાર કટોકટી વાહનો અને ખાસ યુદ્ધ વાહનો પર મૂકી શકાય છે. સ્માર્ટ સન ટ્રેકર ખાતરી કરી શકે છે કે સિસ્ટમ સૂર્ય સાથે ટ્રેક પર રહે છે, પછી ભલે તે ક્યાં જાય અથવા કેવી રીતે વળે.
સૌર ઉર્જાથી તમે શું કરી શકો છો
સેમિકન્ડક્ટર ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની ફોટોવોલ્ટેઇક અસર એ ફોટોવોલ્ટેઇક (PV) પાવર જનરેશનનો મુખ્ય ભાગ છે. તે પ્રકાશને વીજળીમાં ફેરવે છે. સૂર્ય કોષ એ સૌથી મહત્વપૂર્ણ ભાગ છે. સોલાર સેલને એક પંક્તિમાં મૂકીને અને તેમને સુરક્ષિત કરીને મોટા વિસ્તારના સોલાર મોડ્યુલ બનાવી શકાય છે. આ મોડ્યુલોને પછી પાવર કંટ્રોલર્સ અને અન્ય ભાગો સાથે જોડીને ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર જનરેશન ડિવાઇસ બનાવી શકાય છે. PV વધુ સારું છે કારણ કે તેનો ઉપયોગ વધુ સ્થળોએ થઈ શકે છે કારણ કે સૂર્ય બધે ચમકતો હોય છે. PV સિસ્ટમના અન્ય ફાયદા એ છે કે તે સલામત અને વિશ્વસનીય છે, અવાજ કરતું નથી કે પ્રદૂષિત કરતું નથી, બળતણનો ઉપયોગ કરતું નથી, અને કેબલ લાઇનો સ્થળ પર મૂકી શકાય છે, જે બાંધકામ પ્રક્રિયાને ઝડપી બનાવે છે. ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર ફોટોવોલ્ટેઇક ઇફેક્ટના વિચારના આધારે સૂર્યપ્રકાશને સીધા વીજળીમાં ફેરવવા માટે સૌર કોષોનો ઉપયોગ કરે છે. ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર સિસ્ટમ મોટે ભાગે સોલાર પેનલ્સ (જેને મોડ્યુલ પણ કહેવાય છે), કંટ્રોલર્સ અને ઇન્વર્ટરથી બનેલી હોય છે. તેનો ઉપયોગ તેના પોતાના પર કરી શકાય છે અથવા પાવર ગ્રીડ સાથે જોડી શકાય છે. આમાંના મોટાભાગના ભાગો યાંત્રિક નહીં પણ ઇલેક્ટ્રિકલ હોવાથી, પીવી સાધનો ખૂબ જ સારી રીતે બનેલા, વિશ્વસનીય, લાંબા સમય સુધી ટકી રહે તેવા અને સેટ કરવા અને જાળવવા માટે સરળ હોવાથી. ફોટોવોલ્ટેઇક ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કોઈપણ વસ્તુ માટે થઈ શકે છે, સ્પેસશીપને પાવર આપવાથી લઈને ઘરો સુધી, રમતોથી લઈને મેગાવોટ-સ્કેલ પાવર પ્લાન્ટ સુધી, અને ઘણું બધું.
સૌર કોષો, જે મોનો-ક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન, પોલી-ક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન, એમોર્ફસ સિલિકોન અને પાતળા ફિલ્મ કોષો જેવા વેફરમાં આવે છે, તે સૌર ફોટોવોલ્ટેઇકના સૌથી મૂળભૂત ભાગો છે. હાલમાં, સિંગલ ક્રિસ્ટલ અને પોલી-ક્રિસ્ટલ બેટરી નાની સિસ્ટમો અને કમ્પ્યુટર બેકઅપ પાવર માટે સૌથી લોકપ્રિય એમોર્ફસ બેટરી છે.
