स्थिर प्रभाव के साथ पूर्व-पश्चिम ऊर्ध्वाधर फोटोवोल्टिक प्रणाली
जर्मन शोधकर्ताओं ने अध्ययन किया है कि किस प्रकार ऊर्ध्वाधर फोटोवोल्टिक प्रणालियां उच्च मांग की अवधि के दौरान अधिक बिजली उपलब्ध करा सकती हैं, तथा साथ ही कृषि गतिविधियों के साथ उच्च स्तर का एकीकरण भी प्राप्त कर सकती हैं।
लाइपज़िग स्थित एप्लाइड साइंसेज विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने जर्मन ऊर्जा बाज़ार में पश्चिम-पूर्व दिशा वाले ऊर्ध्वाधर फोटोवोल्टिक प्रणालियों की बड़े पैमाने पर स्थापना के संभावित प्रभाव का अध्ययन किया। उन्होंने पाया कि इस तरह की स्थापनाएँ राष्ट्रीय ग्रिड को स्थिर करने में लाभकारी प्रभाव डाल सकती हैं और साथ ही पारंपरिक भू-आधारित पीवी संयंत्रों की तुलना में कृषि गतिविधियों के साथ बेहतर एकीकरण की अनुमति भी दे सकती हैं।
शोधकर्ताओं ने डेनमार्क के आल्बोर्ग विश्वविद्यालय द्वारा विकसित एनर्जीप्लान मॉडल का उपयोग किया, जिसका उपयोग आमतौर पर बिजली, तापन, शीतलन, औद्योगिक और परिवहन क्षेत्रों सहित राष्ट्रीय ऊर्जा प्रणालियों के घंटे-दर-घंटे संचालन का अनुकरण करने के लिए किया जाता है। यह अध्ययन यह अनुमान लगाने में मदद करता है कि यदि अधिक ऊर्ध्वाधर पीवी प्रणालियाँ स्थापित की गईं, तो 2030 तक जर्मन ऊर्जा प्रणाली कैसी दिखेगी।
"हमने व्यवस्थित रूप से केवल दो मापदंडों में बदलाव किया: पहला, विभिन्न पीवी मॉडलों के लिए स्थापित बिजली का हिस्सा," विद्वानों ने कहा, यह देखते हुए कि सौर ट्रैकर्स पर विचार नहीं किया गया था। "दूसरा, दो परिदृश्यों पर विचार किया गया - बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण के साथ एकीकृत या एकीकृत नहीं।"
एक पारंपरिक भू-स्थित प्रणाली के लिए, वैज्ञानिकों ने 20-डिग्री झुकाव कोण और 1020 Wh/W के औसत का उपयोग करके अनुमानित विद्युत उत्पादन पर विचार किया। पश्चिम-पूर्व मुखी द्विमुखी ऊर्ध्वाधर प्रणाली के लिए, उन्होंने 90 प्रतिशत का द्विमुखी गुणांक और 999Wh/W का वार्षिक उत्पादन मान लिया, जबकि उत्तर-दक्षिण मुखी ऊर्ध्वाधर प्रणाली के लिए, वार्षिक उत्पादन 926Wh/W निर्धारित किया गया।
उन्होंने कहा, "हमारे मॉडल के अनुसार, 2030 में बिजली की मांग बढ़कर 1,214 TWh/a हो जाएगी, जो मुख्यतः ऊर्जा दक्षता और ईंधन परिवर्तन संबंधी मान्यताओं पर आधारित है। सबसे बड़ी अनिश्चितता इमारतों और उद्योगों के गर्म होने की है।"
उन्होंने दोहरे-पक्षीय पैनलों की उच्च लागत को भी ध्यान में रखा तथा इस तथ्य को भी ध्यान में रखा कि ऊर्ध्वाधर स्थापना के लिए प्रति इकाई क्षेत्र में स्थापित करने योग्य शक्ति छायांकन प्रभाव से कम हो जाती है, क्योंकि मॉड्यूल पंक्तियों के बीच आमतौर पर 8 से 12 मीटर की दूरी होती है, जिसके कारण वायरिंग की लागत बढ़ जाती है।
उन्होंने कहा, "भूमि की अतिरिक्त लागत को कृषि भूमि उपयोग के संरक्षण या जैव विविधता को बढ़ावा देने के लाभों में विभाजित किया जाना चाहिए।"
वैज्ञानिकों ने पाया कि ऊर्ध्वाधर पी.वी. प्रणालियां सौर ऊर्जा उत्पादन को उच्च विद्युत मांग के समय में स्थानांतरित कर सकती हैं, जिससे सर्दियों में अधिक बिजली उपलब्ध होगी, जिससे सौर ऊर्जा कटौती में कमी आएगी।
वे कहते हैं, "यदि ऊर्जा प्रणाली मॉडल में 1 TW चार्ज/डिस्चार्ज पावर और 1 TWh बिजली भंडारण क्षमता को शामिल किया जाए, तो 70% ऊर्ध्वाधर पूर्व-पश्चिम और 30% दक्षिण झुकाव वाले घटकों के साथ CO2 की बचत 210 Mt/a तक कम हो जाती है। अंततः, जबकि 70% ऊर्ध्वाधर संयंत्र अनुपात प्राप्त करना यथार्थवादी नहीं हो सकता है, यहां तक कि कम अनुपात का भी लाभकारी प्रभाव हो सकता है।"
उन्होंने अपने निष्कर्ष "जर्मनी की भावी ऊर्जा प्रणाली में ऊर्ध्वाधर सौर ऊर्जा संयंत्रों का एकीकरण" नामक पत्रिका में प्रस्तुत किए, जो स्मार्ट एनर्जी में प्रकाशित हुई थी। वे निष्कर्ष निकालते हैं, "इस शोधपत्र का उद्देश्य यह सुझाव देना बिल्कुल नहीं है कि भविष्य की सभी उपयोगिता पीवी प्रणालियाँ ऊर्ध्वाधर रूप से स्थापित की जाएँ। बल्कि, यह पूरी ऊर्जा प्रणाली को ऊर्ध्वाधर पीवी प्रणालियों से सहारा देने का एक नया अवसर प्रस्तुत करता है।"
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