સોલર પેનલ કેવી રીતે કામ કરે છે
સૌર બેટરીની ડિઝાઇન અને તેના ઓપરેશનનો સિદ્ધાંત તે કઈ સામગ્રી અને કઈ તકનીકથી બનેલો છે તેના પર નિર્ભર છે. તેથી, તમારે મુખ્ય વિકલ્પોની વિશેષતાઓને સમજવાની જરૂર છે જેથી તેમના તફાવતો શું છે તે સમજવા અને ઉપયોગ માટે યોગ્ય ઉકેલ પસંદ કરો. તમામ ડેટા ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા ઉત્પાદનો માટે સંબંધિત છે, સસ્તી બેટરીઓ ઘોષિત પરિમાણોને પૂર્ણ કરી શકતી નથી, કારણ કે તે ઘણીવાર તકનીકીના ઉલ્લંઘન સાથે બનાવવામાં આવે છે.
પરિભાષા
આ ક્ષેત્રમાં વપરાતા મુખ્ય શબ્દો:
- સૌર ઊર્જા એ વીજળી છે જે પેનલનો ઉપયોગ કરતી વખતે સૂર્યમાંથી મેળવવામાં આવે છે.
- સૌર ઇન્સોલેશન - કિરણોને લંબરૂપ સ્થિત સપાટીના ચોરસ મીટર પર કેટલો સૂર્યપ્રકાશ પડે છે તે દર્શાવે છે.
- ફોટોવોલ્ટેઇક કોષો સૂર્યપ્રકાશને વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરવામાં સક્ષમ મોડ્યુલો છે. સામાન્ય રીતે તેઓ 1 થી 2 વોટ ઊર્જા ઉત્પન્ન કરે છે, પરંતુ વધુ ઉત્પાદક વિકલ્પો પણ છે.
- ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમ એ સાધનોનો સમૂહ છે જે સૂર્યપ્રકાશને વીજળીમાં રૂપાંતરિત કરે છે.
- સૌર પેનલ્સ અથવા પેનલ્સ એ ફોટોવોલ્ટેઇક કોષોનું એક જૂથ છે જે મોટા મોડ્યુલમાં જૂથ થયેલ છે અને શ્રેણી અથવા શ્રેણી-સમાંતર રીતે જોડાયેલ છે. સામાન્ય રીતે, એક બેટરીમાં 36 થી 40 સેગમેન્ટનો સમાવેશ થાય છે.
- એરે એ ઇચ્છિત પ્રવાહ પ્રદાન કરવા માટે જોડાયેલ સૌર પેનલ્સની શ્રેણી છે.
- ફ્રેમ મોડ્યુલ્સ - એલ્યુમિનિયમ ફ્રેમમાં સ્ટ્રક્ચર્સ, ટકાઉ અને સીલબંધ.
- ફ્રેમલેસ તત્વો એ લવચીક વિકલ્પો છે, તેનો ઉપયોગ ઓછા લોડની સ્થિતિમાં થાય છે.
- કિલોવોટ-કલાક (kW) એ વિદ્યુત શક્તિનું પ્રમાણભૂત માપ છે.
- કાર્યક્ષમતા (કાર્યક્ષમતા) - સૌર પેનલ્સ. સપાટી પર પડેલી સૌર ઊર્જા કેટલી વીજળીમાં રૂપાંતરિત થાય છે તે દર્શાવે છે. સામાન્ય રીતે સૂચક 15-24% છે.
- અધોગતિ એ સૌર પેનલ્સની ક્ષમતામાં ઘટાડો છે જે કુદરતી કારણોસર થાય છે. તે મૂળ સૂચકાંકોની ટકાવારી તરીકે માપવામાં આવે છે.
- પીક લોડ એ સમય છે જ્યારે સૌથી વધુ વીજળીની જરૂર પડે છે.
- સ્ફટિકીય સિલિકોન એ સૌર પેનલના ઉત્પાદન માટેનો કાચો માલ છે. આજે માટે સૌથી સામાન્ય અને ટકાઉ વિકલ્પ.
- આકારહીન સિલિકોન એ બાષ્પીભવન દ્વારા સપાટી પર જમા થયેલ અને રક્ષણાત્મક રચનાથી ઢંકાયેલી રચના છે.
- સેમિકન્ડક્ટર એવા પદાર્થો છે જે ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં વર્તમાનનું સંચાલન કરી શકે છે. આમાં સોલાર પેનલના ઉત્પાદનમાં વપરાતી મોટાભાગની નવી સામગ્રીનો સમાવેશ થાય છે.
- ઇન્વર્ટર એ ડાયરેક્ટ કરંટને વૈકલ્પિક પ્રવાહમાં રૂપાંતરિત કરવા માટેનું ઉપકરણ છે.
- કંટ્રોલર - બેટરીને યોગ્ય રીતે ચાર્જ કરવા માટે સૌર મોડ્યુલોમાંથી આઉટપુટ વોલ્ટેજનું નિયમન કરે છે.
આ ફક્ત સૌથી સામાન્ય શબ્દો છે, ત્યાં વધારાના વિકલ્પો છે. પરંતુ બેઝિક્સ જાણવાથી પણ તમને વિષયને વધુ સારી રીતે સમજવામાં મદદ મળશે.
ગુણવત્તા શ્રેણીઓ
સૌર પેનલની ગુણવત્તાનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે, સૌ પ્રથમ ફોટોવોલ્ટેઇક કોષોના ઉત્પાદન માટે વપરાતા કાચા માલના વર્ગને શોધવાનું જરૂરી છે. ફિનિશ્ડ ઉત્પાદનોની કાર્યક્ષમતા અને સેવા જીવન આના પર નિર્ભર છે. 4 મુખ્ય વર્ગો:
- ગ્રેડ એ - શ્રેષ્ઠ વિકલ્પ, જેમાં કોઈ નુકસાન અને તિરાડો નથી. ભરણની એકરૂપતા અને સપાટીની સરળતા ઉચ્ચ પ્રદર્શનની બાંયધરી આપે છે, જે ઘણીવાર દસ્તાવેજોમાં જણાવ્યા કરતાં પણ વધારે હોય છે. વધુમાં, આ વિકલ્પમાં સૌથી ઓછો ડિગ્રેડેશન રેટ છે અને તે લાંબા સમય સુધી સારી કામગીરી જાળવી રાખે છે.
- ગ્રેડ B ગુણવત્તામાં સહેજ ખરાબ, સપાટી પર ખામીઓ હોઈ શકે છે. પરંતુ તે જ સમયે, મોટાભાગે, ઉપયોગ એ વર્ગ A સાથે કાર્યક્ષમતામાં તુલનાત્મક ઉત્પાદનો મેળવવાનું શક્ય બનાવે છે. અધોગતિ સૂચકાંકો તીવ્રતાનો ક્રમ વધુ ખરાબ છે, તેથી, તેઓ તેમની મૂળ લાક્ષણિકતાઓ ઝડપથી ગુમાવે છે.
- ગ્રેડ સી - એક વિકલ્પ જેમાં ગંભીર ખામીઓ હોઈ શકે છે - તિરાડોથી ચિપ્સ અને અન્ય નુકસાન સુધી. કિંમતે, આવા મોડ્યુલો ખૂબ સસ્તા હોય છે, પરંતુ તેમની કાર્યક્ષમતા 15% થી વધુ નથી. એક સસ્તું સોલ્યુશન જે નાના લોડ માટે યોગ્ય છે.
- ગ્રેડ ડી - સારમાં, આ ફોટોવોલ્ટેઇક કોષોના ઉત્પાદન પછી બાકી રહેલો કચરો છે, જેનો ઉપયોગ બેટરી બનાવવા માટે થવો જોઈએ નહીં. પરંતુ ઘણા પ્રમાણિક ઉત્પાદકો નથી, ખાસ કરીને એશિયાના, ઉત્પાદનમાં તેનો ઉપયોગ કરે છે. આ વિકલ્પનું પ્રદર્શન અત્યંત ઓછું છે.
પ્રથમ વિકલ્પ પસંદ કરવાનું વધુ સારું છે, આત્યંતિક કેસોમાં, બીજો પણ યોગ્ય છે.માત્ર તેઓ સામાન્ય કાર્યક્ષમતા પ્રદાન કરી શકે છે અને લાંબા સમય સુધી સેવા આપશે.
EVA લેમિનેટિંગ સામગ્રી એ એક વિશિષ્ટ ફિલ્મ છે જે આગળની બાજુએ સ્થિત છે અને તેનો ઉપયોગ ખોટી બાજુએ થઈ શકે છે. મુખ્ય હેતુ સૂર્યપ્રકાશમાં દખલ કર્યા વિના કાર્યકારી તત્વોને પ્રતિકૂળ અસરોથી બચાવવાનો છે. ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા વિકલ્પો લગભગ 25 વર્ષ ચાલે છે, નિમ્ન-ગુણવત્તાવાળા - 5 થી 10 સુધી. આંખ દ્વારા વિવિધતા નક્કી કરવી અશક્ય છે, તેથી કિંમતથી આગળ વધવું વધુ સરળ છે - સારા વિકલ્પો માટે, તે ઓછું રહેશે નહીં.
વિડિઓમાં, ઉદાહરણ દ્વારા, તેઓ સ્પષ્ટપણે સમજે છે કે સૂર્યપ્રકાશના પ્રભાવ હેઠળ ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ કેવી રીતે ઉદભવે છે.
ઓપરેશનનો સિદ્ધાંત
સૌર બેટરીની વિશેષતાઓ સમજાવવી ખૂબ મુશ્કેલ છે, પરંતુ તમે સામાન્ય મુદ્દાઓ સમજી શકો છો:
- જ્યારે સૂર્યપ્રકાશ ફોટોસેલ્સને અથડાવે છે, ત્યારે ત્યાં બિન-સંતુલન ઇલેક્ટ્રોન-હોલ જોડીની રચના શરૂ થાય છે.
- ઈલેક્ટ્રોનની અતિશયતાને લીધે, તેઓ સેમિકન્ડક્ટરના નીચલા સ્તર તરફ જવાનું શરૂ કરે છે.
- વોલ્ટેજ બાહ્ય સર્કિટ પર લાગુ થાય છે. પી-લેયરના સંપર્ક પર સકારાત્મક ધ્રુવ દેખાય છે, અને એન-લેયરના સંપર્ક પર નકારાત્મક ધ્રુવ દેખાય છે.
- જો બેટરી ફોટોસેલ્સ સાથે જોડાયેલ હોય, તો પછી એક દુષ્ટ વર્તુળ પ્રાપ્ત થાય છે અને સતત ફરતા ઇલેક્ટ્રોન બેટરીને ધીમે ધીમે ચાર્જ કરે છે.
- પરંપરાગત સિલિકોન મોડ્યુલો એ એક જંકશન કોષો છે જે માત્ર સૂર્યપ્રકાશના ચોક્કસ સ્પેક્ટ્રમમાંથી શક્તિ ઉત્પન્ન કરી શકે છે. આને કારણે જ સાધનોની કાર્યક્ષમતા ઓછી છે.
- સમસ્યાને ઉકેલવા માટે, ઉત્પાદકોએ કાસ્કેડ વિકલ્પો વિકસાવ્યા છે, તેઓ સૌર સ્પેક્ટ્રમના વિવિધ કિરણોમાંથી ઊર્જા લઈ શકે છે.આ કાર્યક્ષમતામાં વધારો કરે છે, પરંતુ ઉત્પાદનની ઊંચી કિંમતને કારણે, આવા પેનલ્સની કિંમત ઘણી વધારે છે.
- જે ઉર્જાનું વીજળીમાં રૂપાંતર થતું નથી તે ગરમીમાં ફેરવાય છે, તેથી સૌર પેનલ ઓપરેશન દરમિયાન 55 ડિગ્રી સુધી ગરમ થાય છે, અને સેમિકન્ડક્ટર બેટરી 180 સુધી ગરમ થાય છે. વધુમાં, જેમ જેમ સૌર બેટરી ગરમ થાય છે તેમ, સૌર બેટરીની કાર્યક્ષમતા ઘટતી જાય છે.
માર્ગ દ્વારા! જ્યારે પૂરતો પ્રકાશ હોય છે અને નીચું તાપમાન સપાટીને ઠંડુ કરે છે ત્યારે શિયાળાના સ્પષ્ટ દિવસોમાં સૌર પેનલ સૌથી વધુ કાર્યક્ષમ હોય છે.
તેઓ શેનાથી બનેલા છે
સૌર બેટરીના ઉપકરણનો અભ્યાસ કરવા માટે, તમારે મુખ્ય જાતોને સમજવાની જરૂર છે, કારણ કે ઉત્પાદન તકનીકમાં ઉપયોગમાં લેવાતા કાચા માલના આધારે નોંધપાત્ર તફાવત છે:
- બેટરી CdTe. કેડમિયમ ટેલ્યુરાઇડનો ઉપયોગ ફિલ્મ મોડ્યુલોના ઉત્પાદનમાં થાય છે. 11% અથવા તેનાથી થોડી વધુ કાર્યક્ષમતા મેળવવા માટે કેટલાક સો માઇક્રોમીટરનો સ્તર પૂરતો છે. આ પ્રમાણિકપણે ઓછો આંકડો છે, પરંતુ 1 વોટ પાવરની દ્રષ્ટિએ, વીજળીની કિંમત પરંપરાગત સિલિકોન વિકલ્પો કરતાં ઓછામાં ઓછી 30% સસ્તી છે. હકીકત એ છે કે આ વિવિધતા ખૂબ પાતળી અને હળવા હોવા છતાં.
- CIGS પ્રકાર. સંક્ષેપનો અર્થ છે કે રચનામાં તાંબુ, ઈન્ડિયમ, ગેલિયમ અને સેલેનિયમનો સમાવેશ થાય છે. તે એક સેમિકન્ડક્ટર બહાર વળે છે, જે નાના સ્તરમાં પણ લાગુ પડે છે, પરંતુ પ્રથમ વિકલ્પથી વિપરીત, અહીં કાર્યક્ષમતા વધુ તીવ્રતાનો ઓર્ડર છે અને તે 15% જેટલી છે.
- GaAs અને InP પ્રકારો 5-6 માઇક્રોનની પાતળા સ્તરને લાગુ કરવાની સંભાવનાને અલગ પાડે છે, જ્યારે કાર્યક્ષમતા લગભગ 20% હશે. સૂર્યપ્રકાશમાંથી વીજળી કાઢવા માટેની તકનીકોમાં આ એક નવો શબ્દ છે.ઉચ્ચ ઓપરેટિંગ તાપમાનને લીધે, બેટરી પ્રભાવ ગુમાવ્યા વિના ખૂબ જ ગરમ થઈ શકે છે. પરંતુ હકીકત એ છે કે દુર્લભ પૃથ્વી સામગ્રીનો ઉત્પાદનમાં ઉપયોગ થાય છે, આ પ્રકારની કિંમત વધારે છે.
- ક્વોન્ટમ ડોટ બેટરી (QDSC). તેઓ પરંપરાગત જથ્થાબંધ સામગ્રીને બદલે સૌર ઉર્જાને રૂપાંતરિત કરવા માટે શોષક સામગ્રી તરીકે ક્વોન્ટમ બિંદુઓનો ઉપયોગ કરે છે. બેન્ડ ગેપ ટ્યુનિંગની વિશેષતાઓને લીધે, મલ્ટી-જંકશન મોડ્યુલ બનાવવાનું શક્ય છે જે સૌર ઊર્જાને વધુ કાર્યક્ષમ રીતે શોષી લે છે.
- આકારહીન સિલિકોન બાષ્પીભવન દ્વારા લાગુ પડે છે અને વિજાતીય માળખું ધરાવે છે. તેમાં ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા હોતી નથી, પરંતુ સજાતીય સપાટી વિખરાયેલા પ્રકાશને પણ સારી રીતે શોષી લે છે.
- પોલીક્રિસ્ટાલિન સિલિકોનને પીગળીને અને ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં તેને ઠંડક કરીને યુનિડાયરેક્શનલ સ્ફટિકો ઉત્પન્ન કરીને વેરિઅન્ટ્સ બનાવવામાં આવે છે. ઉત્પાદનની ઓછી કિંમત અને સારી કાર્યક્ષમતા સૂચકાંકોને કારણે સૌથી સામાન્ય ઉકેલોમાંથી એક.
- મોનોક્રિસ્ટાલિન તત્વોમાં ઘન સ્ફટિકોનો સમાવેશ થાય છે જે પાતળા પ્લેટોમાં કાપવામાં આવે છે અને ફોસ્ફરસ સાથે ડોપ કરે છે. નીચા અધોગતિ દર અને ઓછામાં ઓછા 30 વર્ષની સેવા જીવન સાથેનો સૌથી ટકાઉ ઉકેલ, પરંતુ મોટેભાગે 10-15 વર્ષ વધુ.
માર્ગ દ્વારા! એક અથવા બીજા વિકલ્પની અસરકારકતા ઉત્પાદન તકનીક પર આધારિત છે, તેથી તેને સ્પષ્ટ કરવાની જરૂર છે.
સૌર પેનલના ફાયદા અને ગેરફાયદા
દરેક પ્રકારની તેની પોતાની લાક્ષણિકતાઓ હોય છે જે પસંદ કરતી વખતે ધ્યાનમાં લેવી જોઈએ કે કયો પ્રકાર સૌથી યોગ્ય છે:
- મોનોક્રિસ્ટલાઇન પેનલ્સમાં સૌથી વધુ કાર્યક્ષમતા હોય છે અને તેના કારણે, મોડ્યુલોના પ્લેસમેન્ટ માટેનો વિસ્તાર સાચવવામાં આવે છે. તેઓ ઓછામાં ઓછા 25 વર્ષ ચાલે છે અને ધીમે ધીમે શક્તિ ગુમાવે છે. તે જ સમયે, સપાટી ગંદકી માટે ખૂબ જ સંવેદનશીલ છે, તેને વારંવાર ધોવા જોઈએ. અને કિંમત તમામ સિલિકોન-આધારિત વિકલ્પોમાં સૌથી વધુ છે.
- પોલીક્રિસ્ટલાઇન વિકલ્પો સૂર્યના કિરણોને અસરકારક રીતે શોષી શકતા નથી, પરંતુ વિખરાયેલા પ્રકાશમાં વધુ સારી રીતે કાર્ય કરે છે. કિંમત-ગુણવત્તાના ગુણોત્તરના સંદર્ભમાં, તેઓ વધુ નફાકારક છે, પરંતુ તેઓ ઓછી કાર્યક્ષમતાને કારણે વધુ જગ્યા લે છે.
- આકારહીન સિલિકોન બેટરીઓ ઇમારતોની દિવાલો સહિત ગમે ત્યાં મૂકી શકાય છે, કારણ કે તે છૂટાછવાયા પ્રકાશને સારી રીતે શોષી લે છે. ઓછી કાર્યક્ષમતા સાથે, તેમની પાસે ઓછી કિંમત છે, તેથી તેનો ઉપયોગ અર્થતંત્ર વિકલ્પ તરીકે થઈ શકે છે. તે જ સમયે, તેઓ લાંબા સમય સુધી સેવા આપે છે અને સપાટીના દૂષણથી એટલા ડરતા નથી.
- દુર્લભ પૃથ્વી વિકલ્પોમાં સમાન ફાયદા અને ગેરફાયદા છે, તેથી તમે તેમને એકસાથે ધ્યાનમાં લઈ શકો છો. કાર્યક્ષમતાના સંદર્ભમાં, તેઓ ક્લાસિક પેનલ્સ કરતાં શ્રેષ્ઠ છે, તેઓ ફિલ્મ પર લાગુ કરી શકાય છે, જે અનુકૂળ છે. તેમની પાસે મોટી તાપમાન શ્રેણી છે, તેથી ગરમી કાર્ય કાર્યક્ષમતાને અસર કરતી નથી. પરંતુ ધાતુઓની ઊંચી કિંમત અને દુર્લભતાને લીધે, આવા વિકલ્પોનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થતો નથી.
તેઓ ક્યાં વપરાય છે
સૂર્યમાંથી વીજળી મેળવવા અને ઉર્જા સંસાધનોની બચત કરવા અથવા તો સંપૂર્ણ સ્વાયત્તતા પ્રાપ્ત કરવા માટે ખાનગી ક્ષેત્રમાં તમામ વિચારણા વિકલ્પો સ્થાપિત કરી શકાય છે. ઉપયોગ માટે, તમારે કેટલીક સરળ ભલામણો ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે:
- મોનોક્રિસ્ટલાઇન અને પોલીક્રિસ્ટલાઇન વિકલ્પો છત પર અથવા જમીન પર શ્રેષ્ઠ રીતે મૂકવામાં આવે છે, અગાઉ ઇચ્છિત ખૂણા પર ફ્રેમ બનાવ્યું હતું.તે ઇચ્છનીય છે કે ઝોકનું કોણ નિયમન કરવામાં આવે છે, જેથી તમે સૂર્યને અનુકૂલિત કરી શકો.
- ફિલ્મ મોડ્યુલ ગમે ત્યાં મૂકી શકાય છે, દિવાલો અને બંને પર છત. જો કિરણો સપાટી પર જમણા ખૂણા પર ન અથડાતા હોય તો પણ તેઓ સારી રીતે કાર્ય કરે છે, જે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે.
- ઔદ્યોગિક ધોરણે, ફિલ્મ બેટરીને પણ સસ્તી અને ઇન્સ્ટોલ કરવામાં સરળ તરીકે પસંદ કરવામાં આવે છે.
સૌર કોષોની ઘણી જાતો છે, પરંતુ તેમની ઓછી કિંમત અને સારા પ્રદર્શનને કારણે લગભગ 90% બજાર પરંપરાગત સિલિકોન મોડલ્સ દ્વારા કબજે કરવામાં આવ્યું છે. તમે સેમિકન્ડક્ટર સોલ્યુશનમાંથી એક પસંદ કરી શકો છો, પરંતુ તે પછી તમારે દોઢથી બે ગણા વધુ પૈસા ખર્ચવા પડશે.