ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ ਗੈਰ-ਮਕੈਨੀਕਲ ਯੰਤਰ ਹਨ ਜੋ ਫੋਟੋਵੋਲਟੇਇਕ ਪ੍ਰਭਾਵ ਰਾਹੀਂ ਸੂਰਜ ਦੀ ਰੌਸ਼ਨੀ ਨੂੰ ਸਿੱਧੇ ਬਿਜਲੀ ਵਿੱਚ ਬਦਲਣ ਲਈ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਸਹਿਜ ਰੂਪ ਵਿੱਚ, ਲੋਕ ਸੋਚ ਸਕਦੇ ਹਨ ਕਿ ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ ਤੇਜ਼ ਧੁੱਪ ਵਿੱਚ ਵਧਦੇ-ਫੁੱਲਦੇ ਹਨ, ਪਰ ਕੀ ਇਹ ਸੱਚਮੁੱਚ ਸੱਚ ਹੈ?
ਮਨੁੱਖਤਾ ਲੰਬੇ ਸਮੇਂ ਤੋਂ ਸੂਰਜੀ ਊਰਜਾ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੀ ਆ ਰਹੀ ਹੈ, ਇਸਨੂੰ ਬਦਲਣ ਦੇ ਤਿੰਨ ਮੁੱਖ ਤਰੀਕੇ ਹਨ: ਫੋਟੋਵੋਲਟੇਇਕ ਪਰਿਵਰਤਨ, ਫੋਟੋਥਰਮਲ ਪਰਿਵਰਤਨ, ਅਤੇ ਫੋਟੋਕੈਮੀਕਲ ਪਰਿਵਰਤਨ। ਫੋਟੋਵੋਲਟੇਇਕ (PV) ਬਿਜਲੀ ਉਤਪਾਦਨ, ਜੋ ਸੂਰਜ ਦੀ ਰੌਸ਼ਨੀ ਨੂੰ ਬਿਜਲੀ ਵਿੱਚ ਬਦਲਦਾ ਹੈ, ਸੂਰਜੀ ਊਰਜਾ ਦੇ ਸਭ ਤੋਂ ਕੁਸ਼ਲ ਉਪਯੋਗਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਇੱਕ ਹੈ।
ਫੋਟੋਵੋਲਟੇਇਕ ਪ੍ਰਭਾਵ ਪਹਿਲੀ ਵਾਰ 1839 ਵਿੱਚ ਫਰਾਂਸੀਸੀ ਵਿਗਿਆਨੀ ਐਡਮੰਡ ਬੇਕਰੇਲ ਦੁਆਰਾ ਦੇਖਿਆ ਗਿਆ ਸੀ, ਅਤੇ ਇਹ ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਸੰਭਾਵੀ ਪੈਦਾਵਾਰ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਜਦੋਂ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਇੱਕ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਨਾਲ ਟਕਰਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਬਾਅਦ ਵਿੱਚ, ਆਈਨਸਟਾਈਨ ਨੇ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਦੇ ਕੁਆਂਟਮ ਸਿਧਾਂਤ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਇਸ ਪ੍ਰਭਾਵ ਦੀ ਵਿਆਖਿਆ ਕੀਤੀ, ਜਿਸਨੇ ਉਸਨੂੰ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਵਿੱਚ 1921 ਦਾ ਨੋਬਲ ਪੁਰਸਕਾਰ ਜਿੱਤਿਆ।
ਫੋਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਪ੍ਰਭਾਵ ਦੇ ਉਲਟ, ਜੋ ਉਦੋਂ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜਦੋਂ ਰੌਸ਼ਨੀ ਇੱਕ ਸਿੰਗਲ ਕੰਡਕਟਰ ਨਾਲ ਟਕਰਾਉਂਦੀ ਹੈ, ਫੋਟੋਵੋਲਟੇਇਕ ਪ੍ਰਭਾਵ ਦੋ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਪਲੇਟਾਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਸੀਮਾ 'ਤੇ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਇੱਕ ਤਾਰ ਦੁਆਰਾ ਜੁੜਿਆ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਇਹ ਸੀਮਾ ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਫੀਲਡ ਬਣਾਉਂਦੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਕਰੰਟ ਵਹਿ ਸਕਦਾ ਹੈ।
ਤਾਂ, ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ ਸੂਰਜ ਦੀ ਰੌਸ਼ਨੀ ਨੂੰ ਬਿਜਲੀ ਵਿੱਚ ਕਿਵੇਂ ਬਦਲਦੇ ਹਨ? ਸੂਰਜ ਦੀ ਰੌਸ਼ਨੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਮੈਗਨੈਟਿਕ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਦਾ ਇੱਕ ਵਿਸ਼ਾਲ ਸਪੈਕਟ੍ਰਮ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਇਹ ਕਿਸੇ ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ ਨਾਲ ਟਕਰਾਉਂਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਪ੍ਰਤੀਬਿੰਬਿਤ, ਸੋਖਿਆ ਜਾਂ ਲੰਘਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਸਿਰਫ਼ ਸੋਖੀਆਂ ਹੋਈਆਂ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਹੀ ਬਿਜਲੀ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਬਦਲਦੀਆਂ ਹਨ।
ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰਾਂ ਲਈ, ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਨੂੰ ਉਸਦੇ ਪਰਮਾਣੂ ਤੋਂ ਬਾਹਰ ਕੱਢਣ ਲਈ 1.11 ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਵੋਲਟ (eV) ਦੀ ਊਰਜਾ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਸਿਰਫ਼ ਇਸ ਥ੍ਰੈਸ਼ਹੋਲਡ ਤੋਂ ਵੱਧ ਊਰਜਾ ਵਾਲੇ ਫੋਟੌਨ ਹੀ ਬਿਜਲੀ ਪੈਦਾ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਉੱਚ-ਊਰਜਾ ਵਾਲੇ ਫੋਟੌਨਾਂ ਤੋਂ ਵਾਧੂ ਊਰਜਾ ਗਰਮੀ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਖਤਮ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਸੂਰਜੀ ਪੈਨਲ ਨੂੰ ਗਰਮ ਕਰਨ ਵਿੱਚ ਯੋਗਦਾਨ ਪਾਉਂਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਇਸਦੇ ਤਾਪਮਾਨ ਨੂੰ ਆਲੇ ਦੁਆਲੇ ਦੀ ਹਵਾ ਤੋਂ ਉੱਪਰ ਵਧਾ ਸਕਦੀ ਹੈ।
ਆਮ ਵਿਸ਼ਵਾਸ ਦੇ ਉਲਟ, ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਤ ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ ਅਸਲ ਵਿੱਚ ਠੰਢੇ ਵਾਤਾਵਰਣ ਨੂੰ ਤਰਜੀਹ ਦਿੰਦੇ ਹਨ, ਭਾਵੇਂ ਉਹਨਾਂ ਨੂੰ ਅਜੇ ਵੀ ਸੂਰਜ ਦੀ ਰੌਸ਼ਨੀ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਜਿਵੇਂ-ਜਿਵੇਂ ਤਾਪਮਾਨ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਸੂਰਜੀ ਪੈਨਲ ਘੱਟ ਊਰਜਾ ਪੈਦਾ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਭਾਵੇਂ ਕਿ ਉਹਨਾਂ ਨੂੰ ਇੱਕੋ ਜਿਹੀ ਧੁੱਪ ਮਿਲਦੀ ਹੈ।
ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਮੁੱਖ ਤੌਰ 'ਤੇ ਓਪਨ-ਸਰਕਟ ਵੋਲਟੇਜ (ਉਹ ਵੋਲਟੇਜ ਜਦੋਂ ਕੋਈ ਕਰੰਟ ਨਹੀਂ ਵਗਦਾ) ਨੂੰ ਘਟਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਹਾਲਾਂਕਿ ਸ਼ਾਰਟ-ਸਰਕਟ ਕਰੰਟ (ਸੈੱਲ ਦੇ ਸ਼ਾਰਟ-ਸਰਕਟ ਹੋਣ 'ਤੇ ਕਰੰਟ) ਮੁਕਾਬਲਤਨ ਸਥਿਰ ਰਹਿੰਦਾ ਹੈ। ਇਸਦਾ ਮਤਲਬ ਹੈ ਕਿ ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਘੱਟ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਅਤੇ ਘੱਟ ਆਉਟਪੁੱਟ ਪਾਵਰ ਵੱਲ ਲੈ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
ਸੋਲਰ ਸੈੱਲਾਂ ਦੀ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ 25°C (77°F) ਦੇ ਮਿਆਰੀ ਤਾਪਮਾਨ 'ਤੇ ਜਾਂਚ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਪੈਨਲ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ 60°C (140°F) ਜਾਂ ਇਸ ਤੋਂ ਵੱਧ ਪਹੁੰਚ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਇਸਦਾ ਪਾਵਰ ਆਉਟਪੁੱਟ ਕਾਫ਼ੀ ਘੱਟ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਤਾਪਮਾਨ ਵਿੱਚ ਹਰ ਡਿਗਰੀ ਵਾਧੇ ਲਈ, ਸ਼ਾਰਟ-ਸਰਕਟ ਕਰੰਟ ਸਿਰਫ 0.04% ਵਧਦਾ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਓਪਨ-ਸਰਕਟ ਵੋਲਟੇਜ 0.4% ਘੱਟ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
ਭਾਵੇਂ ਗਰਮੀਆਂ ਵਿੱਚ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਘੱਟ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਪਰ ਇਸ ਮੌਸਮ ਦੌਰਾਨ ਸੂਰਜ ਦੀ ਰੌਸ਼ਨੀ ਦੀ ਭਰਪੂਰਤਾ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਹੋਰ ਮੌਸਮਾਂ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ ਸਮੁੱਚੀ ਊਰਜਾ ਉਤਪਾਦਨ ਵੱਧ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
ਸੋਲਰ ਪੈਨਲਾਂ ਨੂੰ ਕਿਵੇਂ ਠੰਡਾ ਕਰਨਾ ਹੈ
ਹੋਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਯੰਤਰਾਂ ਵਾਂਗ, ਸੋਲਰ ਪੈਨਲ ਠੰਢੇ ਤਾਪਮਾਨਾਂ ਵਿੱਚ ਬਿਹਤਰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਕਿਉਂਕਿ ਇਹ ਬਿਜਲੀ ਲਈ ਗਰਮੀ ਦੀ ਬਜਾਏ ਸੂਰਜ ਦੀ ਰੌਸ਼ਨੀ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਇਸ ਲਈ ਇਹ ਚਮਕਦਾਰ ਪਰ ਠੰਢੀਆਂ ਸਥਿਤੀਆਂ ਵਿੱਚ ਸਭ ਤੋਂ ਵਧੀਆ ਕੰਮ ਕਰਦੇ ਹਨ।
ਗਰਮੀਆਂ ਦੌਰਾਨ ਸੋਲਰ ਪੈਨਲਾਂ ਨੂੰ ਠੰਢਾ ਕਰਨ ਲਈ, ਕੀ ਸਾਨੂੰ ਛਾਂ ਲਗਾਉਣੀ ਚਾਹੀਦੀ ਹੈ? ਬਿਲਕੁਲ ਨਹੀਂ! ਸੂਰਜ ਦੀ ਰੌਸ਼ਨੀ ਨੂੰ ਰੋਕਣਾ ਸੋਲਰ ਪੈਨਲ ਦੇ ਉਦੇਸ਼ ਨੂੰ ਨਕਾਰ ਦੇਵੇਗਾ। ਸਨਸਕ੍ਰੀਨ ਲਗਾਉਣ ਬਾਰੇ ਕੀ? ਨਹੀਂ, ਭੌਤਿਕ ਰੁਕਾਵਟਾਂ ਲਗਾਉਣ ਨਾਲ ਰੌਸ਼ਨੀ ਦਾ ਸੋਖ ਘੱਟ ਜਾਵੇਗਾ, ਅਤੇ ਰਸਾਇਣਕ ਤਰੀਕੇ ਤਾਪਮਾਨ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣ ਵਿੱਚ ਮਦਦ ਨਹੀਂ ਕਰਨਗੇ।
ਛੱਤ ਵਾਲੇ ਸੋਲਰ ਪੈਨਲਾਂ ਲਈ, ਕੁਦਰਤੀ ਹਵਾਦਾਰੀ ਉਹਨਾਂ ਨੂੰ ਠੰਡਾ ਕਰਨ ਦਾ ਇੱਕ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਅਤੇ ਕਿਫ਼ਾਇਤੀ ਤਰੀਕਾ ਹੈ। ਪੈਨਲਾਂ ਨੂੰ ਉਹਨਾਂ ਅਤੇ ਛੱਤ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਪਾੜੇ ਨਾਲ ਲਗਾਉਣ ਨਾਲ ਹਵਾ ਘੁੰਮਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਪੈਨਲਾਂ ਨੂੰ ਠੰਡਾ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਹਵਾ ਦੇ ਪ੍ਰਵਾਹ ਨੂੰ ਬਣਾਈ ਰੱਖਣ ਅਤੇ ਓਵਰਹੀਟਿੰਗ ਨੂੰ ਰੋਕਣ ਲਈ ਪੱਤਿਆਂ ਅਤੇ ਮਲਬੇ ਨੂੰ ਪਾੜੇ ਤੋਂ ਬਾਹਰ ਰੱਖਣਾ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ।
ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਸੋਲਰ ਪੈਨਲ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਕੂਲਿੰਗ ਤਰੀਕਿਆਂ ਦਾ ਵੀ ਅਧਿਐਨ ਕੀਤਾ ਹੈ। ਕੁਦਰਤੀ ਹਵਾਦਾਰੀ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਜ਼ਬਰਦਸਤੀ ਹਵਾ ਕੂਲਿੰਗ ਅਤੇ ਫੋਟੋਵੋਲਟੇਇਕ-ਥਰਮਲ ਕੂਲਿੰਗ (PVT) ਦੀ ਖੋਜ ਕੀਤੀ ਗਈ ਹੈ, ਜੋ ਪੈਨਲ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣ ਅਤੇ ਊਰਜਾ ਆਉਟਪੁੱਟ ਨੂੰ ਵਧਾਉਣ ਲਈ ਕੀਮਤੀ ਸੂਝ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੇ ਹਨ।
ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ, ਸਾਫ਼ ਊਰਜਾ ਦੇ ਦੂਤ, ਸਾਡੇ ਜੀਵਨ ਵਿੱਚ ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਹੁੰਦੇ ਰਹਿੰਦੇ ਹਨ, ਉਹ ਆਪਣੇ ਨਾਲ ਘੱਟ-ਕਾਰਬਨ, ਵਾਤਾਵਰਣ ਅਨੁਕੂਲ ਹੱਲਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਨਵੀਂ ਲਹਿਰ ਲਿਆਉਂਦੇ ਹਨ।
