फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन क्या है?

परिचय

फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन क्या है? फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन एक ऐसी तकनीक है जो प्रकाश ऊर्जा को सीधे बिजली में परिवर्तित करने के लिए सेमीकंडक्टर इंटरफ़ेस पर फोटोवोल्टिक प्रभाव का उपयोग करती है। सौर सेल श्रृंखला में जुड़े होते हैं और फिर बड़े क्षेत्र के सौर सेल मॉड्यूल बनाने के लिए इनकैप्सुलेट और संरक्षित होते हैं, जो बिजली नियंत्रकों और अन्य घटकों के साथ मिलकर एक फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन उपकरण बनाते हैं।

फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन का सिद्धांत

फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन का मुख्य सिद्धांत अर्धचालकों का फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव है। जब एक फोटॉन किसी धातु पर चमकता है, तो इसकी ऊर्जा धातु में एक इलेक्ट्रॉन द्वारा अवशोषित की जा सकती है, और इलेक्ट्रॉन की अवशोषित ऊर्जा धातु के आंतरिक गुरुत्वाकर्षण बल पर काबू पाने के लिए काम करने के लिए और धातु की सतह से बचने के लिए और बाहर निकलने के लिए काफी बड़ी होती है। एक फोटोइलेक्ट्रॉन बनें। सिलिकॉन परमाणुओं में चार बाहरी इलेक्ट्रॉन होते हैं, यदि शुद्ध सिलिकॉन परमाणुओं के साथ मिलाया जाता है जिसमें पांच बाहरी इलेक्ट्रॉन होते हैं, जैसे फॉस्फोरस परमाणु, यह एक एन-प्रकार अर्धचालक बन जाता है;

यदि शुद्ध सिलिकॉन परमाणुओं के साथ मिश्रित होता है जिसमें तीन बाहरी इलेक्ट्रॉन होते हैं, जैसे बोरॉन परमाणु, तो यह पी-प्रकार अर्धचालक बनाता है। जब पी-प्रकार और एन-प्रकार एक साथ मिलते हैं, तो संपर्क सतह एक विद्युत संभावित अंतर बनाती है और सौर सेल बन जाती है। जब पीएन जंक्शन पर सूरज की रोशनी पड़ती है, तो छेद पी-ध्रुव क्षेत्र से एन-ध्रुव क्षेत्र में चले जाते हैं और इलेक्ट्रॉन एन-ध्रुव क्षेत्र से पी-ध्रुव क्षेत्र में चले जाते हैं, जिससे विद्युत प्रवाह बनता है।

फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव वह घटना है जो प्रकाश एक अमानवीय अर्धचालक या अर्धचालक-धातु बंधन के विभिन्न भागों के बीच एक संभावित अंतर का कारण बनता है। यह सबसे पहले फोटॉनों (प्रकाश तरंगों) को इलेक्ट्रॉनों में और प्रकाश ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलने की प्रक्रिया है; दूसरे, वोल्टेज प्रक्रिया का गठन।

प्रक्रिया

पॉलीसिलिकॉन को पिंड ढलाई, पिंड तोड़ने और टुकड़ा करने की प्रक्रिया के बाद संसाधित किए जाने वाले वेफर्स में बनाया जाता है। पीएन जंक्शन डोपिंग और वेफर पर बोरॉन और फास्फोरस की ट्रेस मात्रा को फैलाने से बनता है। फिर स्क्रीन प्रिंटिंग का उपयोग ग्रिड लाइन बनाने के लिए वेफर पर बारीक मिलान वाले चांदी के पेस्ट को प्रिंट करने के लिए किया जाता है, और सिंटरिंग के बाद, बैक इलेक्ट्रोड बनाया जाता है और ग्रिड लाइन के साथ सतह पर एक एंटी-रिफ्लेक्शन कोटिंग लगाई जाती है, और सेल है बनाया। कोशिकाओं को एक सेल असेंबली में व्यवस्थित और संयोजित किया जाता है, जो एक बड़े सर्किट बोर्ड का निर्माण करता है। आम तौर पर, मॉड्यूल एक एल्यूमीनियम फ्रेम से घिरा होता है, जो सामने की तरफ कांच से ढका होता है और रिवर्स साइड पर इलेक्ट्रोड होता है।

सेल असेंबली और अन्य सहायक उपकरणों के साथ, एक बिजली उत्पादन प्रणाली बनाई जा सकती है। दिष्टधारा को प्रत्यावर्ती धारा में बदलने के लिए, एक धारा परिवर्तक स्थापित करने की आवश्यकता होती है। उत्पन्न बिजली को बैटरी में संग्रहित किया जा सकता है या सार्वजनिक ग्रिड में फीड किया जा सकता है। बैटरी असेंबली बिजली उत्पादन प्रणाली की लागत का लगभग 50% है, जबकि वर्तमान कनवर्टर, स्थापना लागत, अन्य सहायक घटक और अन्य लागत अन्य 50% के लिए खाते हैं।

फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन के फायदे और नुकसान

1. फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन के लाभ

आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली थर्मल पावर जनरेशन सिस्टम की तुलना में, फोटोवोल्टिक पावर जनरेशन के फायदे मुख्य रूप से परिलक्षित होते हैं।

① कमी का कोई खतरा नहीं।

② सुरक्षित और भरोसेमंद, कोई शोर नहीं, बाहर कोई प्रदूषण उत्सर्जन नहीं, बिल्कुल साफ (सार्वजनिक स्वास्थ्य नहीं)।

③ संसाधनों के भौगोलिक वितरण पर कोई प्रतिबंध नहीं है, और छतों के निर्माण के लाभ का उपयोग किया जा सकता है; उदाहरण के लिए, बिना बिजली वाले क्षेत्र, और जटिल इलाके वाले क्षेत्र।

④ बिजली का उत्पादन और आपूर्ति स्थानीय रूप से बिना ईंधन की खपत और पारेषण लाइनों की स्थापना के की जा सकती है।

⑤ ऊर्जा की उच्च गुणवत्ता।

(6) उपयोगकर्ताओं द्वारा भावनात्मक स्वीकृति।

⑦ लघु निर्माण अवधि और ऊर्जा अधिग्रहण पर कम समय।

2. फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन के नुकसान

①विकिरण का ऊर्जा वितरण घनत्व छोटा है, यानी, इसे एक विशाल क्षेत्र पर कब्जा करना पड़ता है।

②प्राप्त ऊर्जा मौसम की स्थिति जैसे चार मौसम, दिन और रात, और बादल और धूप से संबंधित है।

थर्मल पावर उत्पादन की तुलना में बिजली उत्पादन की लागत अधिक है।

Photo फोटोवोल्टिक पैनलों की निर्माण प्रक्रिया पर्यावरण के अनुकूल नहीं है।

फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन का सिस्टम वर्गीकरण

1. स्वतंत्र फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन

स्वतंत्र फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन को ऑफ-ग्रिड फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन भी कहा जाता है। यह मुख्य रूप से सौर सेल मॉड्यूल, नियंत्रक, बैटरी से बना है, और अगर यह एसी लोड के लिए बिजली की आपूर्ति करना है, तो इसे एसी इन्वर्टर से लैस करने की भी आवश्यकता है। ग्रामीण बिजली आपूर्ति प्रणाली, सौर घरेलू बिजली व्यवस्था, संचार सिग्नल पावर, कैथोडिक सुरक्षा, सौर स्ट्रीट लाइट और बैटरी के साथ अन्य प्रकार के फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन प्रणाली के दूरस्थ क्षेत्रों सहित स्वतंत्र फोटोवोल्टिक पावर स्टेशन को स्वतंत्र रूप से संचालित किया जा सकता है।

2. ग्रिड से जुड़े फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन

ग्रिड से जुड़ा फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन ग्रिड से जुड़े इन्वर्टर के माध्यम से एसी पावर में सौर मॉड्यूल द्वारा उत्पन्न प्रत्यक्ष प्रवाह है जो उपयोगिता ग्रिड की आवश्यकताओं को पूरा करता है और फिर सीधे सार्वजनिक ग्रिड से जुड़ा होता है। इसे बैटरी के साथ और बैटरी के बिना ग्रिड से जुड़े बिजली उत्पादन प्रणाली में विभाजित किया जा सकता है।

बैटरी के साथ ग्रिड से जुड़े बिजली उत्पादन सिस्टम प्रेषण योग्य हैं और आवश्यकतानुसार ग्रिड से जुड़े या डिस्कनेक्ट किए जा सकते हैं, और ग्रिड आउटेज के मामले में आपातकालीन बिजली आपूर्ति के लिए बैकअप बिजली आपूर्ति का कार्य भी है। बैटरी के साथ ग्रिड से जुड़े बिजली उत्पादन सिस्टम अक्सर आवासीय भवनों में स्थापित होते हैं; बैटरी के बिना ग्रिड से जुड़े बिजली उत्पादन सिस्टम में डिस्पैचबिलिटी और स्टैंडबाय पावर फ़ंक्शन नहीं होते हैं, और आमतौर पर बड़े सिस्टम में स्थापित होते हैं।

ग्रिड से जुड़े फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन ने बड़े पैमाने पर ग्रिड से जुड़े फोटोवोल्टिक बिजली संयंत्रों को केंद्रीकृत किया है, आम तौर पर राष्ट्रीय बिजली स्टेशन हैं, मुख्य विशेषता उपयोगकर्ताओं को बिजली की आपूर्ति की ग्रिड एकीकृत तैनाती द्वारा उत्पन्न ऊर्जा को सीधे ग्रिड तक पहुंचाना है। लेकिन इस तरह के पावर स्टेशन निवेश, लंबी निर्माण अवधि, एक बड़े क्षेत्र को कवर करती है, बहुत अधिक विकास नहीं हुआ है। और विकेन्द्रीकृत छोटे ग्रिड से जुड़े फोटोवोल्टिक, विशेष रूप से फोटोवोल्टिक भवन-एकीकृत फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन, छोटे निवेश, तेजी से निर्माण, छोटे पदचिह्न और मजबूत नीति समर्थन के फायदे के कारण, ग्रिड से जुड़े फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन की मुख्यधारा है।

3. वितरित फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन

वितरित फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन प्रणाली, जिसे विकेन्द्रीकृत बिजली उत्पादन या वितरित ऊर्जा आपूर्ति के रूप में भी जाना जाता है, विशिष्ट उपयोगकर्ताओं की जरूरतों को पूरा करने के लिए उपयोगकर्ता साइट या छोटे फोटोवोल्टिक बिजली आपूर्ति प्रणाली की बिजली खपत विन्यास की साइट के पास संदर्भित करता है, आर्थिक संचालन का समर्थन करने के लिए मौजूदा वितरण नेटवर्क, या दोनों इन दो पहलुओं की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए।

बिजली आपूर्ति प्रणाली निगरानी उपकरणों और पर्यावरण निगरानी उपकरणों के अलावा, वितरित फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन प्रणाली के बुनियादी उपकरणों में फोटोवोल्टिक मॉड्यूल, फोटोवोल्टिक स्क्वायर ब्रैकेट, डीसी सिंक बॉक्स, डीसी वितरण कैबिनेट, ग्रिड से जुड़े इनवर्टर, एसी वितरण कैबिनेट और अन्य उपकरण शामिल हैं। इसका संचालन मोड यह है कि सौर विकिरण की स्थिति में, पीवी बिजली उत्पादन प्रणाली की सौर सेल सरणी सौर ऊर्जा उत्पादन को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करती है, और इसे डीसी वितरण कैबिनेट को डीसी सिंक बॉक्स और ग्रिड से जुड़े इन्वर्टर के माध्यम से भेजती है। भवन के स्वयं के भार की आपूर्ति करने के लिए इसे एसी बिजली में बदल देता है, और अतिरिक्त या अपर्याप्त बिजली को ग्रिड से जोड़कर नियंत्रित किया जाता है।

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