बाजार में कई लोकप्रिय सौर ऊर्जा आधारित उपकरण हैं। सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले उपकरणों में से एक सौर पीवी सिस्टम है। ये सिस्टम भी विभिन्न प्रकारों में उपलब्ध हैं और इस ब्लॉग में, हम सौर पीवी सिस्टम के सभी प्रमुख प्रकारों पर चर्चा करेंगे।
सौर फोटोवोल्टेइक प्रणाली क्या है?
फोटोवोल्टिक ऐसे उपकरण हैं जिनका उपयोग सूर्य के प्रकाश को बिजली में बदलने के लिए किया जाता है और सौर फोटोवोल्टिक प्रणाली इसका एक बड़ा संस्करण है। इस प्रणाली में सौर पैनल या सरणियाँ होती हैं। फोटोवोल्टिक सेल या सौर सेल अर्धचालक पदार्थों से बने होते हैं जो उन पर पड़ने वाले सूर्य के प्रकाश से फोटॉन को अवशोषित करते हैं जो बदले में इलेक्ट्रॉनों को उनकी कक्षाओं से मुक्त कर देते हैं ताकि उन्हें स्वतंत्र रूप से प्रवाहित होने दिया जा सके। इस प्रकार, बिजली उत्पन्न होती है। सौर पैनल प्रणाली का मुख्य घटक हैं, और वे दक्षता में भिन्न होते हैं।
सौर पी.वी. प्रणाली के प्रकार क्या हैं?
समय के साथ, सौर फोटोवोल्टिक प्रणालियों का दायरा बढ़ गया है। फोटोवोल्टिक सेल सभी सौर अनुप्रयोगों में ऊर्जा अवशोषण का मुख्य स्रोत हैं। आम तौर पर, सौर पीवी सिस्टम के 3 प्रकार होते हैं।
1. स्टैंडअलोन पीवी सिस्टम या ऑफ ग्रिड पीवी सिस्टम
स्टैंडअलोन पीवी सिस्टम या ऑफ-ग्रिड पीवी सिस्टम उन ग्राहकों के लिए हैं जो आसानी से ग्रिड से कनेक्ट नहीं हो पाते। इसका कारण बिजली आपूर्ति लाने की उच्च लागत या भौगोलिक स्थिति हो सकती है। आमतौर पर, ग्रिड से कनेक्टेड व्यक्ति के लिए पूरी तरह से ऑफ-ग्रिड सिस्टम का विकल्प चुनना व्यावहारिक नहीं होता। ऐसे सिस्टम के लाभ यह हैं कि ग्रिड से दूरदराज के स्थानों में भी व्यक्ति को बिजली मिल सकती है और वह ऊर्जा के मामले में पूरी तरह आत्मनिर्भर हो सकता है। इससे ऊर्जा लागत भी कम हो जाती है।
2. ग्रिड-कनेक्टेड सिस्टम
ग्रिड-टाइड सिस्टम एक साधारण सोलर इंस्टॉलेशन है जिसमें एक स्टैंडर्ड ग्रिड-टाइड इन्वर्टर लगा होता है। हालांकि, इस सिस्टम में बैटरी स्टोरेज नहीं होता है। यह उन ग्राहकों के लिए एकदम सही है जो पहले से ही ग्रिड से जुड़े हुए हैं और अपने घरों में सोलर पैनल लगवाना चाहते हैं। ऐसे सिस्टम केंद्र और राज्य सरकार की ओर से मिलने वाली आर्थिक सहायता योजनाओं के लिए पात्र होते हैं, जिनसे सिस्टम की लागत कम करने में मदद मिलती है। ये किफायती होते हैं और इनका डिज़ाइन बहुत सरल होता है, जिसमें अपेक्षाकृत कम कंपोनेंट होते हैं। इस ग्रिड का मुख्य उद्देश्य आपके बिजली के बिल को कम करना और आपको सोलर पैनल योजनाओं से मिलने वाली आर्थिक सहायता का लाभ दिलाना है।
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3. हाइब्रिड सिस्टम
हाइब्रिड सिस्टम ग्रिड से जुड़े सिस्टम होते हैं जिनमें बैटरी बैकअप की सुविधा होती है। यह उन लोगों के लिए आदर्श है जो पहले से ही ग्रिड से जुड़े हुए हैं और बैटरी बैकअप चाहते हैं। यदि आपके क्षेत्र में बिजली कटौती की समस्या आम है और आप बिजली कटौती के लिए तैयार रहना चाहते हैं, तो आपको इस तरह के सिस्टम का चुनाव करना चाहिए।
सौर पी.वी. प्रणाली के घटक क्या हैं?
भले ही सौर सेल या सौर पैनल अन्य घटकों के बिना आवश्यक घटक हैं, फिर भी एक सौर पीवी सिस्टम उतनी कुशलता से काम नहीं कर सकता जितना उसे करना चाहिए। सौर पीवी सिस्टम के घटक इस प्रकार हैं:
1. इन्वर्टर
सौर पैनल प्रत्यक्ष धारा (डीसी) उत्पन्न करते हैं , जिसका उपयोग घरेलू उपकरणों को चलाने के लिए नहीं किया जा सकता क्योंकि उनमें से अधिकांश प्रत्यावर्ती धारा (एसी) पर चलते हैं। इन्वर्टर पैनलों द्वारा उत्पादित प्रत्यक्ष धारा को प्रत्यावर्ती धारा में परिवर्तित करने का काम करते हैं, जो फिर आपके घर को आपूर्ति की जाती है। साथ ही, इस अतिरिक्त बिजली को राष्ट्रीय ग्रिड में भेजा जाता है।
2. निगरानी प्रणाली
सौर पैनलों द्वारा उत्पन्न kWh की सटीक मात्रा जानने के लिए मीटर या ऐसी प्रणाली की आवश्यकता होती है।
3. बढ़ते सिस्टम
सौर पैनलों को स्टील या एल्युमीनियम के फ्रेम पर लगाया जाता है , जिन्हें या तो इमारतों की छत पर जमीन से जोड़ा जाता है या दीवारों पर लटकाया जाता है। दोनों ही स्थितियों में, इन्हें इस प्रकार के कोण और झुकाव पर रखा जाता है कि सौर पैनलों को अधिकतम सूर्यप्रकाश प्राप्त हो सके। साथ ही, विद्युत बंधन और ग्राउंडिंग के माध्यम से सौर पैनल प्रणालियों को बिजली के झटके से भी बचाया जाता है।
क) छत रैकिंग प्रणाली के प्रकार
- सपाट छत प्रणाली: यह सबसे आम है और इसमें भारित गिट्टी शामिल है जो सौर पैनलों को बनाए रखने के लिए गुरुत्वाकर्षण का उपयोग करती है। सौर पीवी सिस्टम के प्रकारों के बारे में जानने के बाद उनके घटकों को भी समझें।
- भूमि-स्थित प्रणाली: यह सौर पैनलों को ज़मीन पर लगाने के लिए बैलास्ट या मैकेनिकल एंकर का उपयोग करता है। अधिकतम बिजली उत्पादन के लिए दिन के दौरान सूर्य को ट्रैक करने के लिए मोटर और सेंसर के साथ एक ट्रैकिंग सिस्टम भी ग्राउंड माउंटिंग सिस्टम में स्थापित किया गया है।
- ढलवाँ छत प्रणाली: इस प्रणाली में, रैकिंग को यांत्रिक रूप से छत की संरचनाओं से जोड़ा जाता है।
- फोटोवोल्टिक सौर पैनल: मूल रूप से सौर पैनल 3 प्रकार के होते हैं, जिनमें से प्रत्येक अपनी दक्षता, रूप और लागत में भिन्न होते हैं। हालाँकि, सौर पैनलों का प्रकार आपके सौर पीवी सिस्टम के आउटपुट को परिभाषित करता है।
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4. अन्य घटक
a) सर्किट ब्रेकर: इन्हें ब्रेकर भी कहा जाता है, ये विद्युत प्रणालियों को अत्यधिक करंट और ओवरकरंट की स्थितियों से बचाते हैं। जब भी करंट एक पूर्व निर्धारित सीमा को पार करता है, सर्किट ब्रेकर स्वचालित रूप से सक्रिय हो जाता है। मैन्युअल रूप से संचालित ब्रेकर भी उपयोग किए जाते हैं; हालांकि, स्वचालित ब्रेकर को प्राथमिकता दी जाती है।
b) कंबाइनर: ये दो या दो से अधिक केबलों को मिलाकर एक बड़ा केबल बनाते हैं। इनमें सुरक्षा के लिए फ्यूज भी लगे होते हैं और सभी मध्यम से बड़े आकार के साथ-साथ उपयोगिता-स्तर के सौर पैनलों में कंबाइनर का उपयोग किया जाता है।
ग) डिस्कनेक्ट: किसी विद्युत तार को मैन्युअल रूप से डिस्कनेक्ट करने के लिए, डिस्कनेक्ट का उपयोग किया जाता है जो एक गेट या स्विच की तरह होता है। आमतौर पर, इसका उपयोग इन्वर्टर के दोनों ओर किया जाता है और इसे डीसी डिस्कनेक्ट और एसी डिस्कनेक्ट कहा जाता है। इन्वर्टर को स्थापित या बदलने के दौरान भी इसका उपयोग किया जाता है क्योंकि यह विद्युत पृथक्करण भी प्रदान करता है।
घ) मीटर: इसका उपयोग इससे गुजरने वाली ऊर्जा की मात्रा को मापने के लिए किया जाता है और इस परिकलित मात्रा का उपयोग बिजली कंपनियां बिल तैयार करने के लिए करती हैं। सौर पीवी प्रणाली के लिए, एक विशेष द्विदिशात्मक विद्युत मीटर का उपयोग किया जाता है। यह दोनों सिरों से स्थानांतरित होने वाली बिजली को मापता है, अर्थात् बिजली प्रदाताओं द्वारा आपूर्ति की गई बिजली और ग्रिड में सौर पैनलों से निकलने वाली ऊर्जा।
ई) वायरिंग: ये सिस्टम के विभिन्न घटकों के बीच बिजली की आपूर्ति के लिए अनिवार्य रूप से आवश्यक हैं। तारों का आकार और मोटाई उनमें से प्रवाहित होने वाली बिजली की मात्रा और प्रकार के आधार पर निर्धारित की जाती है। साथ ही, सीधी धूप में रहने वाले तारों को यूवी किरणों से सुरक्षा प्रदान करनी चाहिए और प्रत्यक्ष धारा ले जाने वाले तारों के लिए अतिरिक्त सुरक्षा हेतु धातु की परत चढ़ाना आवश्यक है।
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सौर फोटोवोल्टिक प्रणाली क्या कार्य करती है?
विभिन्न प्रकार के सौर पीवी सिस्टम में, मुख्य सौर फोटोवोल्टिक सिस्टम कार्य शामिल हैं सौर ऊर्जा से बिजली पैदा करना। सूर्य से फोटॉन के रूप में प्राप्त ऊर्जा को फोटोवोल्टिक कोशिकाओं द्वारा ग्रहण किया जाता है और अर्धचालक सामग्री सेल की 1 या 2 परतें आमतौर पर सिलिकॉन से बनी होती हैं।
अवशोषित प्रकाश इलेक्ट्रॉनों को कंपन करता है, और वे स्वतंत्र रूप से करंट उत्पन्न करते हुए चलते हैं, जिसे प्रत्यक्ष करंट कहते हैं। उत्पादित बिजली की मात्रा सौर पैनलों की दक्षता और उनके द्वारा प्राप्त प्रकाश की तीव्रता पर निर्भर करती है। सूर्य के प्रकाश की अधिक तीव्रता के साथ अधिक बिजली उत्पन्न होती है। फोटोवोल्टिक कोशिकाओं की दक्षता किलोवाट पीक (kWp) के संदर्भ में मापी जाती है। इसके साथ, आपने सौर फोटोवोल्टिक सिस्टम के काम करने के तरीके को समझ लिया है। इसके बाद, आइए सौर पीवी सिस्टम के अनुप्रयोग के बारे में जानें।
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सौर पी.वी. प्रणाली का अनुप्रयोग क्या है?
सौर पी.वी. प्रणाली के अनुप्रयोग के अनेक तरीके हैं जिन्हें सरकारी स्तर के साथ-साथ व्यक्तिगत स्तर पर भी अपनाया जाता है।
1. भवन निर्माण : इसमें आवासीय अनुप्रयोग शामिल हैं जहाँ बिजली की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए छत या जमीन पर सौर पैनल प्रणाली स्थापित की जाती है। आजकल, फोटोवोल्टिक सामग्री को खिड़कियों, आवरण या छत की टाइलों जैसी भवन संरचना में भी एकीकृत किया जाता है । इसके अतिरिक्त, पार्किंग संरचनाओं और शामियानों को भी सौर पैनलों से ढका जाता है जो छाया प्रदान करने और बिजली प्रदान करने के दोहरे उद्देश्य की पूर्ति करते हैं।
2. सैन्य उपयोग : सैनिक हल्के पतले-फिल्म वाले पीवी पैनल ले जा सकते हैं जिनका उपयोग वे सैन्य अड्डे या युद्धक्षेत्र में इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को चार्ज करने के लिए कर सकते हैं। ये पैनल लचीले, पोर्टेबल और मजबूत होते हैं, इसलिए ये कठिन परिस्थितियों का सामना कर सकते हैं।
3. दूरस्थ स्थान : विकासशील देश ग्रामीण घरों, गांवों, विलवणीकरण संयंत्रों, दूरस्थ स्वास्थ्य क्लीनिकों और अपतटीय तेल प्लेटफार्मों की बिजली आवश्यकताओं के समाधान के रूप में सौर ऊर्जा प्रणालियों का उपयोग कर सकते हैं । यह बिजली लाइनें बिछाने की तुलना में अधिक किफायती और समय बचाने वाला है।
4. सौर फार्म : एकड़ में फैले सौर ऊर्जा प्रणालियाँ बड़े पैमाने पर बिजली आपूर्ति प्रदान कर सकती हैं। ऊर्जा उत्पादन दसियों मेगावाट से लेकर एक गीगावाट से अधिक तक हो सकता है। स्थिर या सूर्य-अनुसरण करने वाले सौर पैनलों का उपयोग क्षेत्रीय या नगरपालिका ग्रिडों को बिजली आपूर्ति करने के लिए किया जाता है।
5. अंतरिक्ष : सौर पीवी प्रणालियाँ पृथ्वी की परिक्रमा करने वाले कृत्रिम उपग्रहों के लिए ऊर्जा का प्राथमिक स्रोत रही हैं। अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन और चंद्रमा एवं मंगल पर स्थित रोवर उच्च दक्षता वाली फोटोवोल्टिक प्रणालियों से ऊर्जा प्राप्त करते हैं। यह ग्रहीय और अंतरिक्ष अन्वेषण का एक अनिवार्य हिस्सा है और रहेगा।
6. स्वतंत्र विद्युत आपूर्ति : यहाँ स्वतंत्र विद्युत आपूर्ति का तात्पर्य किसी एक विशिष्ट उद्देश्य के लिए सौर ऊर्जा प्रणालियों के उपयोग से है, न कि एक ही समय में कई उपकरणों को बिजली प्रदान करने के लिए। सौर विद्युत दूरस्थ या शहरी क्षेत्रों में औजारों, मीटरों और अन्य उपकरणों को बिजली प्रदान कर सकती है, जहाँ मीटर कनेक्शन आम नहीं है। इसका उपयोग आपातकालीन फोन, सड़क की बत्तियाँ, सिंचाई पंप, रेडियो ट्रांसमीटर, दूरस्थ सुरक्षा चौकियों और अस्थायी यातायात संकेतों जैसी विभिन्न स्वतंत्र अनुप्रयोगों के लिए बिजली की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए भी किया जाता है।
7. परिवहन : सहायक बिजली आपूर्ति के लिए कारों और नावों पर सौर पैनल लगाए जा सकते हैं । ऑनबोर्ड बैटरी चार्जिंग की जरूरतों को पूरा करने के लिए एक हल्का फोटोवोल्टिक सिस्टम उपलब्ध है जिसे कारों की सनरूफ पर लगाया जा सकता है।
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सौर पी.वी. प्रणाली के क्या लाभ हैं?
सौर पीवी प्रणाली के लाभ इस प्रकार हैं-
- अत्यधिक विश्वसनीय क्योंकि पी.वी. प्रणालियाँ कठोर मौसम की स्थिति का सामना कर सकती हैं।
- स्वतंत्रता बिजली उत्पादन और उपयोगिता प्रदाताओं से प्राप्त धन का उपयोग किया जा सकता है।
- कम रखरखाव लागत कम है, क्योंकि नियमित निरीक्षण और कभी-कभार मरम्मत के साथ स्वयं सफाई पर्याप्त है।
- कम ध्वनि प्रदूषण क्योंकि केवल इन्वर्टर से ही ध्वनि उत्पन्न होती है, वह भी न्यूनतम।
- सौर पैनल के कारण लगातार प्रणाली न्यूनतम 20 वर्ष तक चलती है, और निर्माता वारंटी उसी अवधि के लिए दोषों को कवर करती है।
- फोटोवोल्टिक पर्यवेक्षण किया जा सकता है मैन्युअल रूप से किया गया कार्यकुशलता बढ़ाने के लिए अधिक मॉड्यूल जोड़कर और इसमें भारी लागत शामिल नहीं है।
- मजबूत सुरक्षा स्थापना के बाद संचालन के संदर्भ में।
- शून्य ईंधन खपत।
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सौर पी.वी. प्रणाली के नुकसान क्या हैं?
सौर पीवी प्रणाली के नुकसान इस प्रकार हैं-
- महंगा स्टार्टअप के लिए यह समस्या इसलिए उत्पन्न हुई क्योंकि उत्पादन लागत बहुत अधिक थी, जिसके कारण सौर पैनल और उनकी स्थापना महंगी हो गई।
- अतिरिक्त भंडारण आवश्यकताओं के संदर्भ में बैटरी बैकअप जिसके परिणामस्वरूप कार्बन पदचिह्न, जटिलता और समग्र लागत में वृद्धि होती है.
- जानकारी और जागरूकता फोटोवोल्टिक प्रणाली से संबंधित विभिन्न शब्दों के बारे में लोगों के बीच चर्चा चल रही है।
- RSI कम क्षमता कुछ पैनलों की स्थापना के लिए अधिक पैनलों या उच्च दक्षता वाले महंगे पैनलों की स्थापना की आवश्यकता होती है।
- अस्थिर, क्योंकि उत्पादन मुख्यतः परिवर्तनों से प्रभावित होता है। मौसम, स्थान और जलवायु.
तो, विभिन्न प्रकार के सौर पीवी सिस्टम सूर्य के प्रकाश को बिजली में परिवर्तित करने के समान उद्देश्य को पूरा करते हैं। हालाँकि, उन्हें स्थापित करने के तरीकों में अंतर है। लेकिन आप अपनी बिजली की ज़रूरतों और बजट के आधार पर तय कर सकते हैं कि आपको किस प्रकार की प्रणाली की आवश्यकता है। सौर पीवी सिस्टम के घटकों में से, आप स्थापना के बाद सुरक्षा और उपयोग में आसानी सुनिश्चित करने के लिए प्रदाता से परामर्श करने के बाद निर्णय ले सकते हैं। वैसे, आपको कौन सा पसंद है?
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