रूपांतरण दक्षता क्या है?

रूपांतरण दक्षता किसी फोटोवोल्टिक उपकरण की विद्युत शक्ति उत्पादन और उस पर पड़ने वाली सूर्य की रोशनी की शक्ति का अनुपात है। सरल शब्दों में, इसे आपतित सौर ऊर्जा की वह मात्रा कहा जा सकता है जिसे एक पीवी प्रणाली द्वारा बिजली में परिवर्तित किया जाता है ।

शोधकर्ताओं ने 50% के करीब दक्षता वाली पी.वी. कोशिकाएं बनाई हैं, जबकि अधिकांश वाणिज्यिक पैनलों की दक्षता 15 से 20 प्रतिशत होती है।

रूपांतरण दक्षता को प्रभावित करने वाले कारक कौन से हैं?

पी.वी. सेल हमेशा 100% धूप को बिजली में नहीं बदल पाते। वास्तव में इसका अधिकांश हिस्सा खत्म हो जाता है। सौर सेल की प्राप्त होने वाली धूप को परिवर्तित करने की क्षमता कई तरह के डिज़ाइन तत्वों द्वारा सीमित होती है। इन पहलुओं को ध्यान में रखकर डिज़ाइन करके उच्च दक्षता प्राप्त की जा सकती है।

1. तरंग दैर्ध्य

फोटॉन, या ऊर्जा के पैकेट, प्रकाश के मूलभूत घटक हैं और विभिन्न ऊर्जा और तरंगदैर्ध्य में पाए जाते हैं। पृथ्वी की सतह तक पहुँचने वाले सूर्य के प्रकाश की तरंगदैर्ध्य पराबैंगनी से अवरक्त तक होती है। जब प्रकाश सौर सेल की सतह से टकराता है, तो कुछ फोटॉन परावर्तित हो जाते हैं, जबकि अन्य सीधे गुजर जाते हैं। अवशोषित फोटॉनों में से कुछ की ऊर्जा ऊष्मा में परिवर्तित हो जाती है। शेष फोटॉनों में इतनी ऊर्जा होती है कि वे अपने परमाणु बंधों से इलेक्ट्रॉनों को मुक्त कर देते हैं , जिसके परिणामस्वरूप आवेश वाहक और विद्युत धारा उत्पन्न होती है।

2. तापमान

सौर सेल के लिए आमतौर पर कम तापमान सबसे अच्छा होता है। उच्च तापमान के कारण अर्धचालक गुणों में परिवर्तन होता है, जिससे धारा में मामूली वृद्धि होती है, लेकिन वोल्टेज में काफी कमी आती है। तापमान में अत्यधिक वृद्धि सेल और अन्य मॉड्यूल में प्रयुक्त सामग्रियों को भी नुकसान पहुंचा सकती है, जिससे उनका कार्यशील जीवनकाल कम हो जाता है। चूंकि सेल पर पड़ने वाली अधिकांश सूर्य की रोशनी ऊष्मा में परिवर्तित हो जाती है, इसलिए प्रभावी ताप प्रबंधन से दक्षता और जीवनकाल बढ़ता है।

3. परावर्तन

सेल की सतह से परावर्तित होने वाले प्रकाश की मात्रा को कम करके , कार्यक्षमता में सुधार किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, बिना उपचारित सिलिकॉन पर पड़ने वाले प्रकाश का 30% से अधिक भाग परावर्तित हो जाता है। परावर्तनरोधी कोटिंग और बनावट वाली सतहों द्वारा परावर्तन को कम किया जा सकता है। गहरा नीला या काला रंग उच्च कार्यक्षमता वाले सेल का संकेत देता है।

आप रूपांतरण दक्षता का निर्धारण कैसे करते हैं?

किसी सेल द्वारा उत्पादित बिजली की मात्रा का अनुमान लगाने के लिए, शोधकर्ता फोटोवोल्टाइक (PV) उपकरण के प्रदर्शन का मूल्यांकन करते हैं। धारा और वोल्टेज मिलकर विद्युत शक्ति उत्पन्न करते हैं। धारा और वोल्टेज के बीच संबंध PV उपकरण के विद्युत गुणों को निर्धारित करते हैं। यदि उपकरण के दो टर्मिनलों पर एक विशिष्ट "लोड" प्रतिरोध लगाया जाता है, तो सेल या मॉड्यूल द्वारा उत्पन्न धारा और वोल्टेज ओम के नियम के अनुसार परिवर्तित होते हैं (दो बिंदुओं के बीच चालक से प्रवाहित धारा उन दो बिंदुओं के विभवांतर के सीधे समानुपाती होती है)। दक्षता का निर्धारण विभिन्न लोड प्रतिरोधों के लिए उत्पन्न धारा और वोल्टेज को मापकर किया जाता है, जबकि सेल को एक स्थिर, मानक स्तर के प्रकाश में रखा जाता है और सेल का तापमान स्थिर रखा जाता है।

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