टीपीवी प्रणाली ईंधन दहन, औद्योगिक अपशिष्ट ऊष्मा, केंद्रित सौर ऊर्जा या परमाणु ऊर्जा जैसे विभिन्न ऊष्मा स्रोतों से निकलने वाली ऊष्मीय विकिरणों का उपयोग करके उन्हें बिजली में परिवर्तित करती है। नेट-ज़ीरो लक्ष्य को पूरा करने के लिए थर्मोफोटोवोल्टेइक (टीपीवी) प्रणाली एक अच्छा विकल्प है। टीपीवी प्रणाली का सबसे महत्वपूर्ण भाग थर्मोफोटोवोल्टेइक सेल है। यह फोटॉन विकिरण को बिजली में परिवर्तित करता है।
इसके अतिरिक्त, सौर, परमाणु, रासायनिक दहन और अपशिष्ट ऊष्मा सहित विभिन्न ऊष्मा ऊर्जा स्रोतों को उच्च विद्युत शक्ति घनत्व में परिवर्तित करने की उल्लेखनीय लचीलापन, टीपीवी जनरेटर के अनुप्रयोगों की सीमा को सूक्ष्म पैमाने से लेकर बड़े पैमाने तक विस्तृत कर देता है।
सोलर फोटोवोल्टाइक सिस्टम की तुलना में टीपीवी सिस्टम का परिचालन समय अधिक होता है और यह कम रेडिएटर हीटिंग तापमान पर काम करता है ।
टीपीवी प्रणाली में चार आवश्यक घटक शामिल हैं:
- एक ईंधन दहन जनरेटर जो ऊष्मा ऊर्जा उत्पन्न करता है
- एक रेडिएटर जो इस ऊष्मा ऊर्जा को एक विशिष्ट उत्सर्जन स्पेक्ट्रम में परिवर्तित करता है
- एक फिल्टर जो उत्सर्जन स्पेक्ट्रम को टीपीवी सेल के साथ सटीक रूप से संरेखित करता है
- एक टीपीवी सेल जो फोटॉन विकिरण को प्रभावी रूप से विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है
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थर्मोफोटोवोल्टेइक प्रणाली का कार्य सिद्धांत
थर्मोफोटोवोल्टेइक सेल जनरेटर से विकिरण ऊर्जा का उपयोग करते हैं और टीपीवी प्रणाली के माध्यम से इसे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं। पावर जनरेटर विभिन्न ताप स्रोतों से ऊर्जा प्राप्त करता है और इसे रेडिएटर तक पहुंचाता है, जिसके परिणामस्वरूप कुछ ऊष्मा हानि होती है।
अगले चरण में रेडिएटर रेडिएंट पावर उत्पन्न करता है जिसे फ़िल्टर के माध्यम से पीवी सेल की ओर निर्देशित किया जाता है। यह फ़िल्टर रेडिएटर से निकलने वाले उत्सर्जन बैंड को कम करने के उद्देश्य से काम करता है।
रेडिएटर द्वारा उत्सर्जित विकिरणित ऊर्जा, शक्ति के मामले में, पीवी सेल के बैंडगैप से अधिक होनी चाहिए । हालांकि, पीवी सेल के बैंडगैप से कम ऊर्जा वाले फोटॉन हानि का कारण बनेंगे। इन फोटॉनों को पुनः प्राप्त करने का उद्देश्य वांछित रेडिएटर तापमान पर ऊष्मा को बनाए रखना और ताप स्रोत के तापमान को कम करना है। ऑप्टिकल संकेतों को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करके पीवी सेल की आउटपुट शक्ति को मापा जाता है।
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