සූර්ය කෝෂ යනු ප්රකාශ වෝල්ටීයතා ආචරණය හරහා හිරු එළිය සෘජුවම විදුලිය බවට පරිවර්තනය කිරීම සඳහා අර්ධ සන්නායක භාවිතා කරන යාන්ත්රික නොවන උපාංග වේ. බුද්ධිමත්ව, දැඩි හිරු එළිය යටතේ සූර්ය කෝෂ වර්ධනය වන බව මිනිසුන් සිතනු ඇත, නමුත් එය ඇත්ත වශයෙන්ම එසේද?
මානව වර්ගයා දිගු කලක් තිස්සේ සූර්ය ශක්තිය භාවිතා කර ඇති අතර, එය පරිවර්තනය කිරීමට ප්රධාන ක්රම තුනක් ඇත: ප්රකාශ වෝල්ටීයතා පරිවර්තනය, ප්රකාශ තාප පරිවර්තනය සහ ප්රකාශ රසායනික පරිවර්තනය. සූර්යාලෝකය විදුලිය බවට පරිවර්තනය කරන ප්රකාශ වෝල්ටීයතා (PV) බල උත්පාදනය සූර්ය ශක්තියේ වඩාත් කාර්යක්ෂම භාවිතයන්ගෙන් එකකි.
ප්රකාශ වෝල්ටීයතා ආචරණය ප්රථම වරට නිරීක්ෂණය කරන ලද්දේ 1839 දී ප්රංශ විද්යාඥ එඩ්මන්ඩ් බෙකරල් විසිනි, එය ආලෝකය අර්ධ සන්නායකයකට පහර දෙන විට විද්යුත් විභවයක් ජනනය වීම ගැන සඳහන් කරයි. පසුව, අයින්ස්ටයින් මෙම බලපෑම ආලෝකයේ ක්වොන්ටම් න්යාය භාවිතයෙන් පැහැදිලි කළ අතර එමඟින් ඔහුට 1921 භෞතික විද්යාව සඳහා නොබෙල් ත්යාගය හිමි විය.
ආලෝකය තනි සන්නායකයකට පහර දෙන විට සිදුවන ප්රකාශ විද්යුත් ආචරණය මෙන් නොව, ප්රකාශ වෝල්ටීයතා ආචරණය අර්ධ සන්නායක තහඩු දෙකක් අතර මායිමේදී සිදු වේ. වයරයකින් සම්බන්ධ කළ විට, මෙම මායිම විද්යුත් ක්ෂේත්රයක් නිර්මාණය කරන අතර එමඟින් ධාරාව ගලා යාමට ඉඩ සලසයි.
ඉතින්, සූර්ය කෝෂ සූර්යාලෝකය විදුලිය බවට පත් කරන්නේ කෙසේද? සූර්යාලෝකය යනු විද්යුත් චුම්භක විකිරණවල පුළුල් වර්ණාවලියකි. එය සූර්ය කෝෂයකට පහර දෙන විට, විකිරණ පරාවර්තනය කළ හැකිය, අවශෝෂණය කර ගත හැකිය, නැතහොත් ඒ හරහා ගමන් කළ හැකිය. අවශෝෂණය කරන ලද විකිරණ පමණක් විද්යුත් ශක්තිය බවට පරිවර්තනය වේ.
සිලිකන් මත පදනම් වූ අර්ධ සන්නායක සඳහා, ඉලෙක්ට්රෝනයක් එහි පරමාණුවෙන් මුදා හැරීමට ඉලෙක්ට්රෝන වෝල්ට් 1.11 (eV) ක ශක්තියක් අවශ්ය වේ. මෙම සීමාවට වඩා වැඩි ශක්තියක් ඇති ෆෝටෝනවලට පමණක් විදුලිය ජනනය කළ හැකිය. කෙසේ වෙතත්, ඉහළ ශක්ති ෆෝටෝන වලින් අතිරික්ත ශක්තිය තාපය ලෙස අහිමි වන අතර, සූර්ය පැනලයේ උණුසුමට දායක වන අතර එමඟින් එහි උෂ්ණත්වය පරිසර වාතයට වඩා ඉහළ නැංවිය හැකිය.
ජනප්රිය විශ්වාසයට පටහැනිව, සිලිකන් මත පදනම් වූ සූර්ය කෝෂ වලට හිරු එළිය අවශ්ය වුවද, ඒවා ඇත්ත වශයෙන්ම සිසිල් පරිසරයන්ට වැඩි කැමැත්තක් දක්වයි. උෂ්ණත්වය ඉහළ යන විට, සූර්ය පැනල එකම ප්රමාණයේ හිරු එළිය ලැබුණද, අඩු ශක්තියක් නිපදවයි.
ඉහළ උෂ්ණත්වයන් ප්රධාන වශයෙන් විවෘත පරිපථ වෝල්ටීයතාවය (ධාරාවක් ගලා නොයන විට වෝල්ටීයතාවය) අඩු කරයි, නමුත් කෙටි පරිපථ ධාරාව (කෝෂය කෙටි පරිපථයක් වූ විට ධාරාව) සාපේක්ෂව ස්ථායීව පවතී. මෙයින් අදහස් කරන්නේ ඉහළ උෂ්ණත්වයන් කාර්යක්ෂමතාව අඩු කිරීමට සහ ප්රතිදාන බලය අඩු කිරීමට හේතු වන බවයි.
සූර්ය කෝෂ සාමාන්යයෙන් පරීක්ෂා කරනු ලබන්නේ 25°C (77°F) සම්මත උෂ්ණත්වයකදීය. පැනලයේ උෂ්ණත්වය 60°C (140°F) හෝ ඊට වැඩි වූ විට, එහි බල ප්රතිදානය සැලකිය යුතු ලෙස පහත වැටේ. උෂ්ණත්වයේ සෑම අංශක වැඩිවීමක් සඳහාම, කෙටි-පරිපථ ධාරාව 0.04% කින් පමණක් වැඩි වන අතර, විවෘත-පරිපථ වෝල්ටීයතාවය 0.4% කින් අඩු වේ.
ගිම්හානයේදී කාර්යක්ෂමතාව පහත වැටුණත්, මෙම කාලය තුළ බහුල හිරු එළිය අනෙකුත් කාලයන්ට සාපේක්ෂව සමස්ත බලශක්ති නිෂ්පාදනය ඉහළ යාමට හේතු වේ.
සූර්ය පැනල සිසිල් කරන්නේ කෙසේද?
අනෙකුත් ඉලෙක්ට්රොනික උපාංග මෙන්, සූර්ය පැනල සිසිල් උෂ්ණත්වවලදී වඩා හොඳින් ක්රියා කරයි. බලය සඳහා තාපයට වඩා හිරු එළිය මත යැපෙන බැවින්, ඒවා දීප්තිමත් නමුත් සිසිල් තත්වයන් යටතේ හොඳින් ක්රියා කරයි.
ගිම්හානයේදී සූර්ය පැනල සිසිල් කිරීම සඳහා, අපි සෙවනැල්ලක් තැබිය යුතුද? ඇත්ත වශයෙන්ම නැත! හිරු එළිය අවහිර කිරීම සූර්ය පැනලයක අරමුණ ප්රතික්ෂේප කරයි. හිරු ආවරණ ආලේප කිරීම ගැන කුමක් කිව හැකිද? නැත, භෞතික බාධක යෙදීමෙන් ආලෝක අවශෝෂණය අඩු වන අතර රසායනික ක්රම උෂ්ණත්වය අඩු කිරීමට උපකාරී නොවේ.
වහල මත සූර්ය පැනල සඳහා, ස්වාභාවික වාතාශ්රය ඒවා සිසිල් කිරීම සඳහා ඵලදායී හා ආර්ථිකමය ක්රමයකි. පැනල් සහ වහලය අතර පරතරයක් සහිතව ස්ථාපනය කිරීමෙන් වාතය සංසරණය වීමට සහ පැනල් සිසිල් කිරීමට ඉඩ සලසයි. කෙසේ වෙතත්, වාතය ගලායාම පවත්වා ගැනීමට සහ අධික උනුසුම් වීම වැළැක්වීම සඳහා පරතරයෙන් කොළ සහ සුන්බුන් ඉවත් කිරීම වැදගත් වේ.
සූර්ය පැනල කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා පර්යේෂකයන් විවිධ සිසිලන ක්රම අධ්යයනය කර ඇත. ස්වාභාවික වාතාශ්රයට අමතරව, බලහත්කාරයෙන් වායු සිසිලනය සහ ප්රකාශ වෝල්ටීයතා-තාප සිසිලනය (PVT) ගවේෂණය කර ඇති අතර, පැනල් උෂ්ණත්වය අඩු කිරීම සහ බලශක්ති ප්රතිදානය වැඩි කිරීම පිළිබඳ වටිනා අවබෝධයක් ලබා දෙයි.
පිරිසිදු බලශක්තියේ දූතයන් වන සූර්ය කෝෂ අපගේ ජීවිතවලට අඛණ්ඩව ඒකාබද්ධ වන විට, ඒවා අඩු කාබන්, පරිසර හිතකාමී විසඳුම්වල නැවුම් රැල්ලක් ගෙන එයි.
