वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों पर स्विच करने की संभावनाओं पर विचार किया गया है और कई दशकों से ऊर्जा उद्योग का प्रतिनिधित्व करने वाली इच्छुक कंपनियों द्वारा आंशिक रूप से कार्यान्वित किया गया है। नई ऊर्जा आपूर्ति प्रणालियों को शुरू करने की उच्च लागत ने अभी तक इस उद्योग के कई क्षेत्रों को सफलतापूर्वक विकसित नहीं होने दिया है, लेकिन इसके अपवाद भी हैं, जिनमें सौर ऊर्जा जनरेटर शामिल हैं।
विभिन्न रूपों में, विशेष क्षेत्रों में ऐसी बिजली आपूर्ति का उपयोग किया जाता है, और हाल के वर्षों में उन्होंने निजी बिजली आपूर्ति में अपना स्थान पाया है। सौर बैटरी के तकनीकी कार्यान्वयन के लिए इष्टतम प्रारूप फोटोइलेक्ट्रॉनिक कोशिकाओं पर एक पैनल है, जो ज्यादा जगह नहीं लेता है, लेकिन साथ ही उपभोक्ता को एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा की आपूर्ति करता है।
प्रौद्योगिकी सिंहावलोकन
विभिन्न प्रकार की प्राकृतिक घटनाओं का उपयोग ऊर्जा स्रोत के रूप में किया जा सकता है - हवा से जल प्रवाह तक। बेशक, औरसूर्य की ऊर्जा, प्रकाश और गर्मी के प्राकृतिक स्रोत के रूप में, साधारण बिजली में रूपांतरण के लिए एक संसाधन के रूप में नहीं माना जा सकता है। वैसे, एक स्पष्ट दिन पर ऊर्जा रोशनी 1020 डब्ल्यू/एम2 तक पहुंच सकती है, और यह एक वास्तविक क्षमता है जो व्यावहारिक रूप से लागू हो सकती है। यह केवल ऊर्जा रूपांतरण और वितरण की प्रक्रिया को तकनीकी रूप से लागू करने के लिए बनी हुई है। इसके लिए सौर पैनलों का उपयोग किया जाता है।
इस प्रकार के मॉड्यूल व्यापक रूप से सूर्य के प्रकाश को प्राप्त करने, स्थिर करने और संचय करने का कार्य करते हैं। अगले चरणों में, उपभोक्ताओं के बीच इसके परिवर्तन, संचय और वितरण के कार्यों को हल किया जाता है। आज तक, सौर ऊर्जा का मुख्य कार्य उपरोक्त प्रक्रियाओं के तकनीकी और संरचनात्मक संगठन में इतना अधिक नहीं है, बल्कि अपने उत्पादों के प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए प्रौद्योगिकी का अनुकूलन करना है।
पैनल डिजाइन
सामान्य अर्थ में, ऐसा उपकरण सौर ऊर्जा का रिसीवर और संचायक होता है। हालांकि, इसका रखरखाव पैनल की स्थिति को नियंत्रित करने के लिए बैटरी, इलेक्ट्रिकल कन्वर्टर्स, फ़्यूज़, पावर रेगुलेटर, मैकेनिक्स सहित घटकों के एक पूरे समूह का उपयोग करता है।
लेकिन प्रत्येक मामले में, सौर पैनल प्रणाली एक मुख्य तत्व के कार्य पर आधारित होती है - एक मॉड्यूल जो सीधे सौर ऊर्जा प्राप्त करता है। सबसे आम संस्करण में, ये सिलिकॉन मोनो- या पॉलीक्रिस्टलाइन वेफर्स हैं, जो संदर्भ में एक बहु-परत केक जैसा दिखता है। यह तथाकथित हैफोटोवोल्टिक कोशिकाएं जो परमाणुओं की सटीक स्थिति प्रदान करती हैं, जो बदले में, ऊर्जा रूपांतरण प्रक्रियाओं में शामिल होती हैं।
सौर सेल के प्रकार के आधार पर सोलर पैनल का वर्गीकरण
जैसे-जैसे सौर ऊर्जा प्राप्त करने के लिए प्लेटों के निर्माण की प्रौद्योगिकियां विकसित हुई हैं, विशेषज्ञों ने उनके निर्माण के लिए सामग्री के साथ प्रयोग किया है, जो इष्टतम समाधान निर्धारित करता है। आज तक, इस प्रकार की बैटरियों का उत्पादन निम्नलिखित तत्वों से किया जाता है:
- सिलिकॉन मल्टीक्रिस्टलाइन वेफर्स। सामग्री की संरचना एकल-क्रिस्टल सिलिकॉन झंझरी के एक समूह द्वारा बनाई गई है, जो संरचना के किनारों पर ऊर्जा के नुकसान की भरपाई करना संभव बनाता है, जैसा कि एकल-क्रिस्टल पैनलों में होता है। परिणामस्वरूप, 25 साल तक की डिवाइस सेवा जीवन के साथ दक्षता 15% तक पहुंच जाती है।
- पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन पर पैनल। साधारण मोनोक्रिस्टलाइन सौर पैनलों का एक अन्य विकल्प। इस आधार पर एक बैटरी कम उत्पादक होती है, लेकिन इसकी लागत बहुत कम होती है और यह विभिन्न प्रकार के निर्माण और इसके अभिविन्यास को डिजाइन करने के अधिक अवसर प्रदान करती है।
- अनाकार सिलिकॉन पैनल। यह कम बिजली का विकल्प भी है, लेकिन यह सबसे किफायती भी है। कम ऊर्जा की जरूरत वाले उपभोक्ताओं के लिए, एक पूरी तरह से स्वीकार्य समाधान।
- कैडमियम टेलुराइड डिवाइस। इस सामग्री का व्यापक रूप से फिल्म फोटोवोल्टिक कोशिकाओं के विकास में उपयोग किया जाता है, अर्धचालक परत की मोटाई सैकड़ों माइक्रोमीटर होती है। कैडमियम टेलुराइड का औसत बिजली उत्पादन प्रदर्शन है, लेकिन उत्पादन प्रक्रिया ही हैइस मामले में बिजली मानक सिलिकॉन पैनलों से सस्ती होगी।
- CIGS सेमीकंडक्टर पर आधारित बैटरी। इस मामले में, कई सामग्रियों के संयोजन का उपयोग किया जाता है - गैलियम, सेलेनियम, इंडियम और तांबा। यह एक फिल्म फॉर्म फैक्टर का भी उपयोग करता है, लेकिन कैडमियम टेल्यूराइड समकक्षों की तुलना में उच्च प्रदर्शन के साथ।
डिवाइस कैसे काम करता है
सौर ऊर्जा प्राप्त करने के बाद, डिजाइन समाधान के आधार पर, विभिन्न योजनाओं के अनुसार सिस्टम संचालन का आगे का कोर्स हो सकता है। उपकरण का उपयोग करने के मुख्य रूप से दो तरीके हैं:
- उत्पन्न बिजली को कनेक्टेड बैटरी पैक में संग्रहित किया जाता है और उपभोक्ताओं द्वारा समानांतर में उपभोग किया जाता है।
- पैनल से बैटरी पैक के रास्ते में, एक इन्वर्टर लगाया जाता है जो ऊर्जा की खपत को नियंत्रित करता है। इसी तरह की योजना का उपयोग उन मामलों में किया जाता है जहां सौर बैटरी-पैनल एक सहायक शक्ति स्रोत के रूप में कार्य करता है जो बिजली के लिए उपभोक्ता की जरूरतों के केवल एक हिस्से को कवर करता है।
दोनों ही मामलों में, सौर फोटोकेल्स को पेश करने की संभावना के साथ एक विद्युत सर्किट का आयोजन किया जाना चाहिए। कनेक्शन कॉन्फ़िगरेशन या तो सीरियल या समानांतर हो सकता है। घरेलू प्रणालियों के संबंध में औसत इनपुट वोल्टेज 180-354 वी हो सकता है। इस मामले में भार 5 ए है।
प्रबंधन प्रणाली का कार्यान्वयन
सौर बैटरी का सक्रिय विकास कॉम्प्लेक्स में नियंत्रण माइक्रोकंट्रोलर के व्यापक परिचय की अवधि के दौरान हुआउत्पादन प्रक्रियाएं। फिलहाल, ऐसे उपकरणों का उपयोग घरेलू क्षेत्र में विभिन्न कार्यों को स्वचालित करने के लिए भी किया जाता है - यह अलार्म सिस्टम और गेराज दरवाजा नियंत्रण यांत्रिकी को नोट करने के लिए पर्याप्त है।
सौर पैनलों के संबंध में, कैपेसिटिव सेंसर वाले नियंत्रकों का उपयोग किया जाता है, जो न केवल कार्यात्मक घटकों के संचालन मापदंडों की निगरानी करने की अनुमति देते हैं, बल्कि सौर पैनल बैटरी चार्ज करने की प्रक्रिया को भी नियंत्रित करते हैं। बुनियादी स्तर पर नियंत्रक सर्किट ब्रेकर, वेरिस्टर और फ़्यूज़ की निगरानी करते हैं, लेकिन प्रत्यक्ष वर्तमान आपूर्ति करने वाले अंतिम उपभोक्ताओं के मापदंडों को बदलने की प्रक्रियाओं में भी भाग ले सकते हैं।
पैनलों का उपयोग करने के टिप्स
सौर बैटरी खरीदते समय, इसके सभी घटकों और विशेष रूप से फोटोकल्स का व्यापक ऑडिट करने की सलाह दी जाती है, क्योंकि थोड़ी सी भी क्षति या फ़ैक्टरी दोष पूरे सिस्टम के प्रदर्शन को मौलिक रूप से प्रभावित कर सकता है। इसके अलावा, स्थापना प्रक्रिया के दौरान, अधिकतम देखभाल की जानी चाहिए, क्योंकि संरचना नाजुक है और विशेष सुरक्षा के बिना क्षतिग्रस्त हो सकती है।
एक पैनल-प्रकार की सौर बैटरी को कम वोल्टेज वाले टांका लगाने वाले लोहे के साथ विशेष रूप से तैयार आधार पर लगाया जाता है। यह महत्वपूर्ण है कि सामने का हिस्सा, किसी भी मामले में, पेड़ों और अन्य लंबी वस्तुओं से अस्पष्ट नहीं है। नियंत्रण के लिए, स्वचालन और कार्यात्मक ब्लॉकों के साथ एक विशेष कैबिनेट प्रदान किया जाता है। इससे छत तक जहां पैनल स्थापित है, एक पृथक संचार बिजली आपूर्ति मार्ग बिछाया जाना चाहिए।
कैसे बनाएंDIY सौर पैनल?
सबसे उपयुक्त घर-निर्मित योजना लकड़ी के फ्रेम और प्लेक्सीग्लस तत्वों से बना है। एक चिपबोर्ड का उपयोग पैनल के आधार के रूप में किया जा सकता है, जिसके किनारों को किनारों के रूप में 1-3 सेमी मोटी बार के साथ बनाया जाता है। छोटे आकार के plexiglass के टुकड़े सतह पर रखे जाते हैं और गोंद पर तय किए जाते हैं मधुकोश सिद्धांत। फिर संरचना को ठोस कांच से बंद किया जा सकता है, इसे पक्षों की आकृति के साथ कसकर ठीक किया जा सकता है।
सोलर पैनल भी लगवाना चाहिए। अपने हाथों से, यह एक सहायक धातु के आधार पर घूमने की क्षमता के साथ किया जाता है। इसके लिए, आप वांछित सीमा में मोड़ने के लिए ड्राइव तंत्र के साथ एक फ्रेम बेस तैयार कर सकते हैं। इस मामले में, छत को कवर करने पर भार को भी ध्यान में रखा जाना चाहिए। यह वांछनीय है कि पैनल का सहायक आधार सीधे छत के माध्यम से बाद के सिस्टम से जुड़ा हुआ है। अंतिम चरण में, आवश्यक शक्ति की बैटरी के साथ कंडक्टर के माध्यम से पैनल को जोड़ना आवश्यक है और यदि आवश्यक हो, तो इनपुट वोल्टेज को परिवर्तित करने के लिए पावर ग्रिड में एक इन्वर्टर पेश करें।
सौर पैनलों के लाभ
सौर ऊर्जा रूपांतरण के सिद्धांतों पर आधारित बिजली उत्पादन प्रौद्योगिकियां कई परिचालन कठिनाइयों के बावजूद अंतिम उपयोगकर्ता को कई लाभ प्रदान करती हैं। विशेष रूप से, सबसे सरल सिंगल-क्रिस्टल 100 डब्ल्यू सौर पैनल 12 वी बैटरी पैक को मुफ्त में चार्ज कर सकता है। लेकिन ऐसे तत्व भी धीरे-धीरे अतीत की बात बन रहे हैं, और उन्हें शक्तिशाली द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा हैघर की बिजली व्यवस्था की सेवा करने में सक्षम जनरेटर, केवल रखरखाव लागत की आवश्यकता होती है। साथ ही, हम ऊर्जा स्रोत और स्वायत्तता की पर्यावरणीय स्वच्छता के बारे में बात कर सकते हैं।
प्रौद्योगिकी के विकास की संभावनाएं
सौर ऊर्जा प्रणाली के विकास में एक मौलिक रूप से महत्वपूर्ण कदम 220 वी तक के वोल्टेज के साथ वैकल्पिक बिजली स्रोतों का उदय था। अब तक, ऐसे सिस्टम अभी भी वैचारिक डिजाइन चरण में हैं, लेकिन भविष्य में, विषय प्रारंभिक ऊर्जा प्राप्त करने के लिए प्रक्रियाओं के अनुकूलन के लिए, वे बड़े पैमाने पर उत्पादन खंड में प्रवेश करेंगे।
डिजाइनरों द्वारा सामना की जाने वाली मुख्य कठिनाइयाँ ऊर्जा क्षमता का एक समान संचय और बाहरी परिस्थितियों पर जनरेटर की निर्भरता के कारकों को कम करना है। उदाहरण के लिए, 15-20% के स्तर पर एक घर के लिए सौर पैनलों की कम दक्षता मुख्य रूप से खराब मौसम के कारकों के कारण होती है, जब ऊर्जा की आपूर्ति कम से कम होती है।
निष्कर्ष
अगर सौर ऊर्जा के साथ एक निजी घर की एकीकृत ऊर्जा आपूर्ति के बारे में बात करना जल्दबाजी होगी, तो कम बिजली वाले उपकरणों को चार्ज करने या प्रकाश उपकरणों की दक्षता को बनाए रखने की व्यक्तिगत जरूरतों को पूरा करना काफी यथार्थवादी है। इसके अलावा, रूसी निर्माता इस क्षेत्र के विकास में सक्रिय रूप से शामिल हैं, स्वीकार्य गुणवत्ता के अपने उत्पादों की पेशकश कर रहे हैं।
कुछ कंपनियां 3-5 हजार रूबल के स्तर पर कम लागत के चीनी पैनलों से सौर पैनलों को इकट्ठा करती हैं, लेकिन पूरी तरह से उनके अपने विकास भी दिखाई देते हैं। इसमें घरेलू बाजार के नेताओं के लिएआला को कंपनी "क्वांटम", हेवेल सोलर और "सोलनेचनी वेटर" के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। इन उद्यमों की सुविधाएं न केवल कम-शक्ति प्रणालियों का उत्पादन करती हैं, बल्कि औद्योगिक संचालन के लिए प्रभावी समाधान भी बनाती हैं।
