फोटोव्होल्टेइक ऊर्जा स्रोतांमागील मूलभूत संकल्पनांचा परिचय

हार्डवेअरचे भाग
फोटोव्होल्टेइक पॉवर सिस्टीममध्ये सोलर अॅरे, स्टोरेज बॅटरी, चार्ज आणि डिस्चार्ज कंट्रोलर, इन्व्हर्टर, एसी डिस्ट्रिब्युशन बॉक्स, सोलर ट्रॅकिंग कंट्रोल सिस्टीम आणि इतर महत्त्वाचे भाग समाविष्ट असतात.
काही उपकरणे या प्रकारे काम करतात:
सौर ऊर्जा उपकरण
सूर्यप्रकाश किंवा इतर प्रकाश स्रोतांकडून येणाऱ्या प्रकाशामुळे, सेल ऊर्जा ग्रहण करतो आणि त्याच्या दोन्ही टोकांवर एक विषम विद्युतभार निर्माण होतो. याला 'फोटो-जनित व्होल्टेज' असे म्हणतात. बरेच लोक या परिणामाला 'फोटोइलेक्ट्रिक इफेक्ट' म्हणतात. प्रकाशाचे विजेमध्ये रूपांतर होण्यासाठी, सौर सेलच्या दोन टोकांमध्ये एक विद्युत-प्रेरक शक्ती असणे आवश्यक असते. याला 'सौर परिणाम' असे म्हणतात. सौर सेलच्या मदतीने ऊर्जेचे दुसऱ्या कशाततरी रूपांतर करणे सोपे होते. सौर सेल तीन वेगवेगळ्या प्रकारच्या सिलिकॉन पेशींपासून बनलेले असतात: अमोर्फस सिलिकॉन सौर सेल, पॉली-क्रिस्टलाइन सिलिकॉन सौर सेल आणि मोनो-क्रिस्टलाइन सिलिकॉन सौर सेल.
वीज साठवणारी बॅटरी
जेव्हा सौर सेल अॅरे चालू केला जातो, तेव्हा युटिलिटी मॉडेल त्याने निर्माण केलेली ऊर्जा साठवून दिवसाच्या कोणत्याही वेळी लोडला पाठवू शकते. सौर सेलने ऊर्जा निर्माण करण्यासाठी, ते स्वस्त, दीर्घकाळ टिकणारे, जास्त डिस्चार्ज चांगल्या प्रकारे सहन करणारे, लवकर चार्ज होणारे आणि ज्यांना कमीतकमी किंवा अजिबात देखभालीची गरज नसते, असे असणे आवश्यक आहे. तसेच, ते तापमानाच्या विस्तृत श्रेणीत काम करण्यास सक्षम असले पाहिजेत.
चार्ज आणि डिस्चार्जसाठी नियंत्रणे
तुमच्या मदतीशिवाय, हे उपकरण बॅटरीला खूप लवकर चार्ज होण्यापासून किंवा डिस्चार्ज होण्यापासून रोखू शकते. बॅटरी किती वेळा आणि किती खोलवर डिस्चार्ज होते, यावर तिचे आयुष्यमान अवलंबून असते. म्हणूनच, बॅटरीमध्ये खूप जास्त किंवा खूप कमी ऊर्जा जाण्यापासून रोखणारे चार्ज आणि डिस्चार्ज मॉनिटर असणे खूप महत्त्वाचे आहे.
एसी हे डीसीच्या विरुद्ध आहे आणि जनरेटर डीसीचे एसीमध्ये रूपांतर करतो.
जी गोष्ट डायरेक्ट करंटचे (DC) अल्टरनेटिंग करंटमध्ये (AC) रूपांतर करते. लोड AC आहे, परंतु सोलर सेल्स आणि बॅटरी DC आहेत, म्हणून तिथे एका स्विचची आवश्यकता असते. त्यांच्या कार्य करण्याच्या पद्धतीनुसार, इन्व्हर्टरचे दोन गटांमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते: एक सोलर इन्व्हर्टर जो स्वतंत्रपणे काम करतो आणि दुसरा जो पॉवर ग्रिडशी जोडलेला असतो. जर तुम्ही वीज तयार करण्यासाठी फक्त सोलर सेल्स वापरत असाल, तर तुम्ही स्टँड-अलोन जनरेटरद्वारे वेगळ्या लोडला वीज पुरवू शकता. पॉवर ग्रिडशी जोडलेला सोलर ट्रान्सफॉर्मरच सोलर पॉवर सिस्टीमला ग्रिडसोबत काम करण्यास मदत करतो. इन्व्हर्टर दोन वेगवेगळ्या प्रकारांमध्ये येतात: साइन वेव्ह इन्व्हर्टर आणि स्क्वेअर वेव्ह इन्व्हर्टर. स्क्वेअर-वेव्ह कन्व्हर्टर सर्किट बनवणे सोपे आणि स्वस्त आहे, परंतु त्यात एक मोठा हार्मोनिक घटक असतो. काहीशे वॅट्स किंवा त्यापेक्षा कमी हार्मोनिक गरजांसाठी याचा सामान्यतः वापर केला जातो. साइन वेव्ह इन्व्हर्टर महाग असतात, परंतु ते अनेक प्रकारची कामे करू शकतात.
सौर ट्रॅकिंग नियंत्रित करणारे एक गॅझेट
वसंत, उन्हाळा, शरद आणि हिवाळ्यात सूर्योदय आणि सूर्यास्त होत असल्यामुळे सूर्याच्या प्रकाशाचा कोन वर्षभर बदलत असतो. याचे कारण म्हणजे या प्रणाली एका निश्चित ठिकाणी बसवलेल्या असतात. त्या सर्वोत्तम काम करण्यासाठी, सौर पेशी (solar cells) नेहमी सूर्याकडे तोंड करून असायला हव्यात. सध्या, सूर्य ट्रॅकिंग उपकरणाला वर्षाच्या वेगवेगळ्या वेळी सूर्य कोणत्या कोनात आहे हे शोधण्यासाठी त्याच्या रेखांश आणि अक्षांशाचा वापर करावा लागतो. याउलट, पीएलसी (PLC), मायक्रोकंट्रोलर किंवा संगणक सॉफ्टवेअर वर्षभर सूर्याचे स्थान कायम ठेवते. ट्रॅकिंग साध्य करण्यासाठी सूर्याच्या स्थानाची गणना करून हे केले जाते. यासाठी संगणक डेटा सिद्धांताचा (computer data theory) वापर केला जातो आणि त्याला पृथ्वीच्या रेखांश आणि अक्षांश डेटा आणि सेटिंग्जची आवश्यकता असते. एकदा सेट केल्यावर, ते हलवणे किंवा वेगळे करणे सोपे नसते; प्रत्येक वेळी डेटा आणि पॅरामीटर्स रीसेट करावे लागतात. याची तत्त्वे, सर्किटरी, तंत्रज्ञान आणि उपकरणे गुंतागुंतीची आहेत आणि जे व्यावसायिक नाहीत ते त्यात सहजपणे बदल करू शकत नाहीत. स्मार्ट सोलर ट्रॅकर्स वेगवान गाड्या आणि रेल्वेगाड्यांवर, तसेच जहाजे, नौदल, दळणवळण आपत्कालीन वाहने आणि विशेष युद्ध वाहनांवर बसवले जाऊ शकतात. स्मार्ट सन ट्रॅकर हे सुनिश्चित करू शकतो की सूर्य कुठेही गेला किंवा कसाही फिरला तरी, सिस्टम त्याच्या मार्गावरच राहील.

सौर ऊर्जेने तुम्ही काय करू शकता
सेमीकंडक्टरच्या आंतरक्रियेचा फोटोव्होल्टेइक परिणाम हाच फोटोव्होल्टेइक (PV) वीज निर्मितीचा गाभा आहे. हे प्रकाशाचे विजेमध्ये रूपांतर करते. सौर सेल हा सर्वात महत्त्वाचा भाग आहे. सौर सेल एका रांगेत ठेवून आणि त्यांचे संरक्षण करून मोठ्या क्षेत्राचे सौर मॉड्यूल बनवता येतात. नंतर हे मॉड्यूल पॉवर कंट्रोलर आणि इतर भागांसह एकत्र जोडून फोटोव्होल्टेइक वीज निर्मिती उपकरण तयार केले जाऊ शकते. PV अधिक चांगले आहे कारण सूर्यप्रकाश सर्वत्र उपलब्ध असल्याने त्याचा वापर अधिक ठिकाणी केला जाऊ शकतो. PV प्रणालीचे इतर फायदे असे आहेत की ती सुरक्षित आणि विश्वसनीय आहे, आवाज किंवा प्रदूषण करत नाही, इंधन वापरत नाही आणि केबल लाईन्स जागेवरच टाकता येतात, ज्यामुळे बांधकाम प्रक्रियेला गती मिळते. फोटोव्होल्टेइक वीज निर्मिती, फोटोव्होल्टेइक परिणामाच्या कल्पनेवर आधारित, सूर्यप्रकाशाचे थेट विजेमध्ये रूपांतर करण्यासाठी सौर सेलचा वापर करते. फोटोव्होल्टेइक वीज प्रणाली प्रामुख्याने सौर पॅनेल (ज्यांना मॉड्यूल असेही म्हणतात), कंट्रोलर आणि इन्व्हर्टर यांनी बनलेली असते. ती स्वतंत्रपणे वापरली जाऊ शकते किंवा पॉवर ग्रिडला जोडली जाऊ शकते. यातील बहुतेक भाग यांत्रिक नसून विद्युत असल्यामुळे, पीव्ही उपकरणे अतिशय उत्तम दर्जाची, विश्वासार्ह, दीर्घकाळ टिकणारी आणि उभारण्यास व देखभालीसाठी सोपी असतात. फोटोव्होल्टेइक तंत्रज्ञानाचा उपयोग अंतराळयानांना ऊर्जा पुरवण्यापासून ते घरांपर्यंत, खेळांपासून ते मेगावॅट क्षमतेच्या ऊर्जा प्रकल्पांपर्यंत आणि अशा अनेक गोष्टींसाठी केला जाऊ शकतो.

मोनो-क्रिस्टलाइन सिलिकॉन, पॉली-क्रिस्टलाइन सिलिकॉन, अमॉर्फस सिलिकॉन आणि थिन फिल्म सेल्स यांसारख्या वेफर्सच्या स्वरूपात येणारे सोलर सेल्स हे सौर फोटोव्होल्टेइकचे सर्वात मूलभूत भाग आहेत. सध्या, लहान सिस्टीम आणि संगणकाच्या बॅकअप पॉवरसाठी सिंगल क्रिस्टल आणि पॉली-क्रिस्टल बॅटरी या सर्वात लोकप्रिय अमॉर्फस बॅटरी आहेत.