फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन पर कम तापमान के प्रभाव को नज़रअंदाज़ नहीं किया जा सकता। हाल के वर्षों में, वैश्विक तापमान वृद्धि के साथ, सर्दियों के तापमान में उल्लेखनीय गिरावट देखी गई है।
सबसे पहले, हमें फोटोवोल्टिक पैनलों के कार्य सिद्धांत को समझना होगा। फोटोवोल्टिक पैनल एक ऐसा उपकरण है जो अर्धचालक पदार्थों का उपयोग करके सौर ऊर्जा को अवशोषित करता है और उसे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। इस प्रक्रिया में, पैनल का प्रदर्शन तापमान से प्रभावित होगा।
उच्च तापमान वाले वातावरण में, फोटोवोल्टिक पैनल की विद्युत उत्पादन क्षमता कम हो जाती है; जबकि निम्न तापमान वाले वातावरण में, फोटोवोल्टिक पैनल की विद्युत उत्पादन क्षमता बढ़ जाती है क्योंकि फोटोवोल्टिक पैनल में वाहकों की संख्या बढ़ जाती है, जिससे फोटोवोल्टिक पैनल की विद्युत उत्पादन क्षमता में सुधार होता है। कुछ प्रायोगिक आँकड़े बताते हैं कि जब तापमान 25°C से -10°C तक गिर जाता है, तो PV पैनलों की विद्युत उत्पादन क्षमता लगभग 15% तक बढ़ सकती है।
हालाँकि, कम तापमान के पीवी बिजली उत्पादन पर कुछ प्रतिकूल प्रभाव भी पड़ सकते हैं। सबसे पहले, कम तापमान पीवी पैनल के आउटपुट वोल्टेज को बढ़ा सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि कम तापमान पर, पीवी पैनल में वाहकों की संख्या बढ़ जाती है, जिससे पीवी पैनल का ओपन-सर्किट वोल्टेज बढ़ जाता है। यदि स्ट्रिंग वोल्टेज, इन्वर्टर द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम इनपुट वोल्टेज से अधिक हो जाता है, तो इससे इन्वर्टर में डीसी ओवरवोल्टेज सुरक्षा उत्पन्न हो जाएगी, जिससे पीवी बिजली प्रणाली का सामान्य संचालन प्रभावित होगा।
पीवी पावर सिस्टम की परिचालन लागत पारंपरिक बिजली उत्पादन की तुलना में बहुत कम होती है। एक बार इंस्टॉलेशन पूरा हो जाने और सुचारू रूप से चलने के बाद, आप इसका आनंद ले सकते हैं। इसके अलावा, कम तापमान इन्वर्टर को चालू करना मुश्किल बना सकता है। बाज़ार में उपलब्ध ज़्यादातर इन्वर्टर का ऑपरेटिंग तापमान -25°C से +60°C के बीच होता है। कड़ाके की ठंड के महीनों में, इन्वर्टर को चालू होने में समस्या आ सकती है। कई इन्वर्टर ठीक से चालू नहीं हो पाते, जिससे बिजलीघर का बिजली उत्पादन प्रभावित होता है। सूरज से मिलने वाली मुफ़्त बिजली, बिजली कंपनी को अतिरिक्त बिजली बेचकर घरेलू खर्च भी कम करती है।
निम्न तापमान के प्रभावों के प्रत्युत्तर में, पी.वी. विद्युत उत्पादन प्रणाली की स्थिरता में सुधार के लिए निम्नलिखित उपाय किए जा सकते हैं:
- इनवर्टर की प्रारंभिक तापमान सीमा बढ़ाएँ।
इन्वर्टर की डिज़ाइन और उत्पादन प्रक्रिया में सुधार करके, इसे कम तापमान पर भी सामान्य रूप से चालू किया जा सकता है। कम तापमान के कारण इन्वर्टर के चालू न होने से बचाने के लिए, इसके चारों ओर इंसुलेशन लगाने पर भी विचार करें।
- पी.वी. पैनल स्ट्रिंग के वोल्टेज स्तर को उचित रूप से कॉन्फ़िगर करें।
पीवी पैनल स्ट्रिंग का चयन करते समय, वोल्टेज स्तर को स्थानीय जलवायु परिस्थितियों और इन्वर्टर के अधिकतम इनपुट वोल्टेज के अनुसार उचित रूप से कॉन्फ़िगर किया जाना चाहिए। इससे अत्यधिक उच्च स्ट्रिंग वोल्टेज के कारण इन्वर्टर की डीसी ओवरवोल्टेज सुरक्षा समस्या से प्रभावी रूप से बचा जा सकता है।
निष्कर्षतः, तापमान में कमी का फोटोवोल्टिक ऊर्जा उत्पादन पर बहुआयामी प्रभाव पड़ेगा। हमें कम तापमान के प्रभाव से निपटने के लिए उचित उपाय करने चाहिए। यह सुनिश्चित करना चाहिए कि कम तापमान की स्थिति में भी फोटोवोल्टिक ऊर्जा उत्पादन प्रणाली स्थिर रूप से चलती रहे और हमारे उत्पादन और जीवन के लिए निरंतर स्वच्छ ऊर्जा प्रदान करती रहे।
निम्न तापमान का पी.वी. विद्युत उत्पादन पर प्रभाव पड़ता है, तो उच्च तापमान का पी.वी. विद्युत उत्पादन पर क्या प्रभाव पड़ता है?
"निरंतर उच्च तापमान मौसम, पीवी मॉड्यूल बिजली उत्पादन एक नकारात्मक तापमान गुणांक संबंध प्रस्तुत करता है, तापमान जितना अधिक होता है, उत्पादन शक्ति उतनी ही कम होती है, इसलिए बिजली उत्पादन तदनुसार कम हो जाएगा।" फोटोवोल्टिक उद्योग के विकास पर दीर्घकालिक शोध, जियांगसू फोटोवोल्टिक उद्योग संघ के महासचिव फैन गुओयुआन ने कहा कि फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन घटकों के लिए आदर्श कार्य तापमान लगभग 25 ℃ है, तापमान 1 ℃ बढ़ जाता है, उत्पादन शक्ति लगभग 0.35% कम हो जाएगी, फोटोवोल्टिक बिजली संयंत्र की बिजली उत्पादन भी लगभग 0.35% कम हो जाएगी।
कोर इन्वर्टर घटकों के सेवा जीवन पर प्रभाव
पीवी सिस्टम में, पीवी मॉड्यूल गर्मी से डरता है, और इन्वर्टर भी गर्मी से डरता है। इन्वर्टर कई इलेक्ट्रॉनिक घटकों से बना होता है, और मुख्य घटक काम करते समय गर्मी उत्पन्न करेंगे। डिज़ाइन और विकास प्रक्रिया के दौरान, निर्माता मशीन के अंदर की गर्मी को कम करने के लिए हीट सिंक, पंखे आदि का उपयोग करेंगे। यदि इन्वर्टर का तापमान बहुत अधिक है, तो घटकों का प्रदर्शन कम हो जाएगा, जिससे इन्वर्टर का जीवन प्रभावित होगा।
वेंटिलेशन और शीतलन समस्याओं को ध्यान में रखा जाएगा, जबकि तार, केबल बिछाने, सरणी डिजाइन और स्थापना में यह ध्यान रखना चाहिए कि क्या फोटोवोल्टिक सौर ऊर्जा संयंत्र पर तापमान के नकारात्मक प्रभाव से बचने के लिए तापमान का उचित उपयोग किया जा सकता है।
हॉट स्पॉट प्रभाव के गठन से मॉड्यूल का जीवन प्रभावित होता है
अत्यधिक उच्च स्थानीयकृत तापमान हॉट स्पॉट उत्पन्न करेंगे और पीवी मॉड्यूल के जीवनकाल को प्रभावित करेंगे। हॉट स्पॉट प्रभाव इस तथ्य को संदर्भित करता है कि कुछ परिस्थितियों में, एक श्रृंखला शाखा सर्किट में एक छायांकित सौर सेल मॉड्यूल को अन्य प्रदीप्त सौर सेल मॉड्यूल द्वारा उत्पन्न ऊर्जा का उपभोग करने के लिए भार के रूप में उपयोग किया जाएगा, और इस समय छायांकित सौर सेल मॉड्यूल गर्म हो जाएगा।
हॉट स्पॉट प्रभाव सौर कोशिकाओं को एक निश्चित सीमा तक नष्ट कर देगा, प्रकाश के साथ सौर कोशिकाओं द्वारा उत्पन्न ऊर्जा का कुछ हिस्सा छायांकित कोशिकाओं द्वारा खपत किया जा सकता है, और पीवी बिजली संयंत्रों में हॉट स्पॉट प्रभाव सीधे 30% द्वारा फोटोवोल्टिक मॉड्यूल के सेवा जीवन में कमी लाएगा, जिसके परिणामस्वरूप लंबे समय में मॉड्यूल विफलता हो सकती है।
PID प्रभाव उत्पन्न होने से मॉड्यूल विफलता होती है
पीआईडी प्रभाव, जिसे विभव-प्रेरित क्षय भी कहा जाता है, वह घटना है जिसमें बैटरी घटकों की संपुटन सामग्री और उनकी ऊपरी व निचली सतहों पर स्थित सामग्री, तथा बैटरी कोशिकाओं और उनके भू-स्थित धातु फ्रेम के बीच उच्च वोल्टेज की क्रिया के तहत होने वाला आयनिक प्रवास, घटक प्रदर्शन में गिरावट की घटना का कारण बनता है। गर्म मौसम में फोटोवोल्टिक विद्युत संयंत्रों का अनुचित शीतलन पीआईडी प्रभाव के लिए प्रवण होता है, जिसके परिणामस्वरूप घटक विफल हो जाते हैं।
चीन एक विशाल देश है, और यहाँ अधिकांशतः विभिन्न जलवायु वातावरण विद्यमान हैं। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, फोटोवोल्टिक रूपांतरण दक्षता भी घटती जाती है। उदाहरण के लिए, चीन के अधिकांश भागों में जलवायु वातावरण के कारण, 2%, 3% तापमान में सामान्य कमी होगी। उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में उच्च तापमान की स्थिति के कारण होने वाली यह कमी उपरोक्त तीन गुना या उससे अधिक हो जाएगी, जिससे सीधे तौर पर बिजलीघरों के विद्युत उत्पादन में कमी आएगी।
फोटोवोल्टिक विद्युत संयंत्र उच्च तापमान वाले मौसम के प्रति संवेदनशील होते हैं, और उचित प्रणाली स्थापना डिज़ाइन के माध्यम से कुछ हद तक सुधारा जा सकता है। मॉड्यूल और इनवर्टर, वितरण बॉक्स के वेंटिलेशन और ऊष्मा अपव्यय को सुनिश्चित करें, स्थानीय परिस्थितियों के अनुसार उचित डिज़ाइन लेआउट करें, फोटोवोल्टिक पैनलों पर जमा राख को समय पर हटाएँ, यह सुनिश्चित करें कि मॉड्यूल के आसपास का क्षेत्र खुला रहे और कोई मलबा न हो, और केबल रखरखाव पर ध्यान दें, ताकि सर्वोत्तम विद्युत उत्पादन राजस्व प्राप्त किया जा सके।
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