रूस के भौतिकविदों ने सौर पैनलों की दक्षता में 20% का सुधार किया है

दक्षता और सामग्री और प्रौद्योगिकियों के बीच संबंध

सौर पैनल कैसे काम करता है? अर्धचालकों के गुणों के आधार पर। उन पर पड़ने वाला प्रकाश परमाणुओं की बाहरी कक्षा में स्थित इलेक्ट्रॉनों के अपने कणों द्वारा दस्तक देता है। बड़ी संख्या में इलेक्ट्रॉन एक विद्युत प्रवाह क्षमता पैदा करते हैं - बंद सर्किट स्थितियों के तहत।

एक सामान्य शक्ति संकेतक प्रदान करने के लिए, एक मॉड्यूल पर्याप्त नहीं होगा। जितने अधिक पैनल होंगे, रेडिएटर का संचालन उतना ही अधिक कुशल होगा, जो बैटरी को बिजली देगा, जहां यह जमा होगा।यही कारण है कि सौर पैनलों की दक्षता भी स्थापित मॉड्यूल की संख्या पर निर्भर करती है। उनमें से जितना अधिक, उतनी ही अधिक सौर ऊर्जा वे अवशोषित करते हैं, और उनका शक्ति संकेतक उच्च परिमाण का क्रम बन जाता है।

क्या बैटरी दक्षता में सुधार किया जा सकता है? इस तरह के प्रयास उनके रचनाकारों द्वारा किए गए थे, और एक से अधिक बार। भविष्य में रास्ता कई सामग्रियों और उनकी परतों से युक्त तत्वों का उत्पादन हो सकता है। सामग्रियों का पालन इस प्रकार किया जाता है कि मॉड्यूल विभिन्न प्रकार की ऊर्जा को अवशोषित कर सकें।

उदाहरण के लिए, यदि एक पदार्थ यूवी स्पेक्ट्रम के साथ काम करता है, और दूसरा इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम के साथ, सौर कोशिकाओं की दक्षता में काफी वृद्धि होती है। यदि आप सिद्धांत के स्तर पर सोचते हैं, तो उच्चतम दक्षता लगभग 90% का संकेतक हो सकती है।

इसके अलावा, किसी भी सौर मंडल की दक्षता पर सिलिकॉन के प्रकार का बहुत प्रभाव पड़ता है। इसके परमाणु कई तरीकों से प्राप्त किए जा सकते हैं, और इसके आधार पर सभी पैनलों को तीन किस्मों में विभाजित किया जाता है:

• एकल क्रिस्टल;
• पॉलीक्रिस्टल;
• अनाकार सिलिकॉन तत्व।

सौर कोशिकाओं का निर्माण मोनोक्रिस्टल से होता है, जिसकी दक्षता लगभग 20% है। वे महंगे हैं क्योंकि वे सबसे कुशल हैं। पॉलीक्रिस्टल लागत में बहुत कम हैं, क्योंकि इस मामले में उनके काम की गुणवत्ता सीधे उनके निर्माण में प्रयुक्त सिलिकॉन की शुद्धता पर निर्भर करती है।

अनाकार सिलिकॉन पर आधारित तत्व पतली फिल्म लचीले सौर पैनलों के उत्पादन का आधार बन गए हैं। उनके निर्माण की तकनीक बहुत सरल है, लागत कम है, लेकिन दक्षता कम है - 6% से अधिक नहीं। वे जल्दी खराब हो जाते हैं। इसलिए, उनके सेवा जीवन को बेहतर बनाने के लिए उनमें सेलेनियम, गैलियम और इंडियम मिलाया जाता है।

प्रयोग

पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स

विभिन्न उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स - कैलकुलेटर, प्लेयर, फ्लैशलाइट आदि की बैटरी को बिजली और / या रिचार्ज करने के लिए।

भवनों की ऊर्जा आपूर्ति

घर की छत पर सोलर बैटरी

बड़े आकार के सौर सेल, जैसे सौर संग्राहक, उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में व्यापक रूप से धूप वाले दिनों में उपयोग किए जाते हैं। भूमध्यसागरीय देशों में विशेष रूप से लोकप्रिय हैं, जहां उन्हें घरों की छतों पर रखा जाता है।

स्पेन में नए घरों को मार्च 2007 से सौर वॉटर हीटर से लैस किया गया है ताकि घर के स्थान और अपेक्षित पानी की खपत के आधार पर उनकी गर्म पानी की जरूरतों का 30% से 70% के बीच प्रदान किया जा सके। गैर-आवासीय भवनों (शॉपिंग सेंटर, अस्पताल, आदि) में फोटोवोल्टिक उपकरण होने चाहिए।

वर्तमान में, सौर पैनलों के संक्रमण से लोगों में काफी आलोचना हो रही है। यह बिजली की कीमतों में वृद्धि, प्राकृतिक परिदृश्य की अव्यवस्था के कारण है। संक्रमण के विरोधियों इस तरह के लिए सौर पैनलों की आलोचना की जाती है संक्रमण, घरों और भूमि के मालिकों के रूप में जिस पर सौर पैनल स्थापित और पवन फार्म, राज्य से सब्सिडी प्राप्त करते हैं, जबकि सामान्य किरायेदार नहीं करते हैं। इस संबंध में, जर्मन संघीय अर्थशास्त्र मंत्रालय ने एक बिल विकसित किया है जो निकट भविष्य में फोटोवोल्टिक प्रतिष्ठानों या ब्लॉक थर्मल पावर प्लांटों से ऊर्जा प्रदान करने वाले घरों में रहने वाले किरायेदारों के लिए लाभ पेश करने की अनुमति देगा। वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों का उपयोग करने वाले घरों के मालिकों को सब्सिडी के भुगतान के साथ, इन घरों में रहने वाले किरायेदारों को सब्सिडी का भुगतान करने की योजना है।

अंतरिक्ष में उपयोग करें

सौर पैनल अंतरिक्ष यान पर विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करने के मुख्य तरीकों में से एक हैं: वे किसी भी सामग्री का उपभोग किए बिना लंबे समय तक काम करते हैं, और साथ ही वे परमाणु और रेडियो आइसोटोप ऊर्जा स्रोतों के विपरीत पर्यावरण के अनुकूल हैं।

हालाँकि, जब सूर्य से (मंगल की कक्षा से परे) बहुत अधिक दूरी पर उड़ान भरते हैं, तो उनका उपयोग समस्याग्रस्त हो जाता है, क्योंकि सौर ऊर्जा का प्रवाह सूर्य से दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है। शुक्र और बुध के लिए उड़ान भरते समय, इसके विपरीत, सौर बैटरी की शक्ति काफी बढ़ जाती है (शुक्र क्षेत्र में 2 गुना, बुध क्षेत्र में 6 गुना)।

दवा में प्रयोग करें

दक्षिण कोरियाई वैज्ञानिकों ने एक उपचर्म सौर सेल विकसित किया है। पेसमेकर जैसे शरीर में प्रत्यारोपित उपकरणों के सुचारू संचालन को सुनिश्चित करने के लिए किसी व्यक्ति की त्वचा के नीचे एक लघु ऊर्जा स्रोत को प्रत्यारोपित किया जा सकता है। ऐसी बैटरी बालों से 15 गुना पतली होती है और त्वचा पर सनस्क्रीन लगाने पर भी चार्ज की जा सकती है।

दक्षता क्या है

तो, बैटरी की दक्षता वास्तव में उत्पन्न होने वाली क्षमता की मात्रा है, जिसे प्रतिशत के रूप में दर्शाया गया है। इसकी गणना करने के लिए, विद्युत ऊर्जा की शक्ति को सौर पैनलों की सतह पर पड़ने वाली सौर ऊर्जा की शक्ति से विभाजित करना आवश्यक है।

अब यह आंकड़ा 12 से 25 फीसदी के दायरे में है। हालांकि व्यवहार में, मौसम और जलवायु परिस्थितियों को देखते हुए, यह 15 से ऊपर नहीं उठता है। इसका कारण वह सामग्री है जिससे सौर बैटरी बनाई जाती है। सिलिकॉन, जो उनके निर्माण के लिए मुख्य "कच्चा माल" है, में यूवी स्पेक्ट्रम को अवशोषित करने की क्षमता नहीं है और केवल अवरक्त विकिरण के साथ काम कर सकता है।दुर्भाग्य से, इस कमी के कारण, हम यूवी स्पेक्ट्रम की ऊर्जा को बर्बाद कर देते हैं और इसे अच्छे उपयोग में नहीं लाते हैं।

विभिन्न कारकों के प्रदर्शन पर प्रभाव।

सौर मॉड्यूल की दक्षता बढ़ाना इस दिशा में काम कर रहे सभी शोधकर्ताओं के लिए सिरदर्द है। आज तक, ऐसे उपकरणों की दक्षता 15 से 25% के बीच है। प्रतिशत बहुत कम है। सौर बैटरी एक अत्यंत सनकी उपकरण है, जिसका स्थिर संचालन कई कारणों पर निर्भर करता है।

प्रदर्शन को दो तरह से प्रभावित करने वाले मुख्य कारकों में शामिल हैं:

• सौर कोशिकाओं के लिए आधार सामग्री। इस संबंध में सबसे कमजोर पॉलीक्रिस्टलाइन सौर पैनल हैं जिनकी दक्षता 15% तक है। इंडियम-गैलियम या कैडमियम-टेल्यूरियम पर आधारित मॉड्यूल, जिनकी उत्पादकता 20% तक है, को आशाजनक माना जा सकता है।
• सौर रिसीवर अभिविन्यास। आदर्श रूप से, सौर पैनलों को उनकी कार्यशील सतह के साथ एक समकोण पर सूर्य का सामना करना चाहिए। इस स्थिति में, उन्हें यथासंभव लंबे समय तक रहना चाहिए। सूर्य के क्षेत्र में मॉड्यूल की सही स्थिति की अवधि बढ़ाने के लिए, अधिक महंगे समकक्षों के शस्त्रागार में एक सन ट्रैकिंग डिवाइस होता है जो स्टार की गति के बाद बैटरी को घुमाता है।
• प्रतिष्ठानों का अति ताप। ऊंचे तापमान का बिजली उत्पादन पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है, इसलिए, स्थापना के दौरान, पैनलों के पर्याप्त वेंटिलेशन और शीतलन को सुनिश्चित करना आवश्यक है। यह पैनल और स्थापना सतह के बीच एक हवादार अंतर स्थापित करके प्राप्त किया जाता है।
• किसी भी वस्तु द्वारा डाली गई छाया पूरे सिस्टम की दक्षता को काफी खराब कर सकती है।

सभी आवश्यकताओं को पूरा करने के बाद, और, यदि संभव हो तो, पैनलों को सही स्थिति में स्थापित करके, आप उच्च दक्षता वाले सौर पैनल प्राप्त कर सकते हैं। यह उच्च है, अधिकतम नहीं। तथ्य यह है कि गणना, या सैद्धांतिक दक्षता, प्रयोगशाला स्थितियों में प्राप्त मूल्य है, जिसमें दिन के उजाले घंटे के औसत पैरामीटर और बादल दिनों की संख्या होती है।

व्यवहार में, निश्चित रूप से, दक्षता का प्रतिशत कम होगा।

सौर उठा रहा है आपके घर के लिए बैटरी, प्रदर्शन की निचली सीमा पर ध्यान देना बेहतर है, न कि ऊपरी सीमा पर। इस तरह से काम के लिए उपयुक्त सौर मॉड्यूल और सभी घटकों का चयन करके, आप यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि स्थापित स्थापना की क्षमता पर्याप्त है। गणना में कम प्रदर्शन सीमा चुनकर, आप बिजली की कमी के मामले में पुनर्बीमा के लिए खरीदे गए अतिरिक्त पैनलों की खरीद पर बचत कर सकते हैं।

विकास की संभावनाओं को प्रोत्साहित करना।

आज तक, सौर ऊर्जा में दक्षता का पूर्ण रिकॉर्ड अमेरिकी डेवलपर्स का है और 42.8% है। यह मान 2010 में पिछले रिकॉर्ड की तुलना में 2% अधिक है। क्रिस्टलीय सिलिकॉन से बने सौर सेल के सुधार के साथ रिकॉर्ड मात्रा में ऊर्जा हासिल की गई। इस तरह के एक अध्ययन की विशिष्टता यह है कि सभी माप विशेष रूप से काम करने की स्थिति में किए गए थे, यानी प्रयोगशाला और ग्रीनहाउस परिसर में नहीं, बल्कि प्रस्तावित स्थापना के वास्तविक स्थानों में।

वही तमाम तकनीकी प्रयोगशालाओं के इतर आखिरी रिकॉर्ड को बढ़ाने का काम नहीं रुकता. डेवलपर्स का अगला लक्ष्य 50% पर सौर मॉड्यूल की दक्षता सीमा है।हर दिन मानवता उस क्षण के करीब और करीब आती जा रही है जब सौर ऊर्जा वर्तमान में उपयोग किए जाने वाले हानिकारक और महंगे ऊर्जा स्रोतों को पूरी तरह से बदल देगी, और हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट जैसे दिग्गजों के बराबर हो जाएगी।

विभिन्न प्रकार के सौर पैनलों की क्षमता

सभी आधुनिक सौर सेल अर्धचालकों के भौतिक गुणों के आधार पर कार्य करते हैं। सूर्य के प्रकाश के फोटॉन, फोटोवोल्टिक पैनलों पर गिरते हुए, परमाणुओं की बाहरी कक्षाओं से इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकालते हैं। नतीजतन, उनका आंदोलन शुरू होता है, जिससे विद्युत प्रवाह की उपस्थिति होती है।

एकल पैनल सामान्य शक्ति प्रदान नहीं कर सकते हैं, इसलिए वे कुछ निश्चित मात्रा में एक सामान्य सौर बैटरी से जुड़े होते हैं। सिस्टम में जितने अधिक फोटोवोल्टिक सेल शामिल होंगे, बिजली का उत्पादन उतना ही अधिक होगा।

पैनलों के सिद्धांत को जानकर, आप उनकी दक्षता निर्धारित कर सकते हैं। सैद्धांतिक रूप से, दक्षता की परिभाषा किसी दिए गए पैनल पर पड़ने वाली सूर्य की किरणों से ऊर्जा की मात्रा से विभाजित बिजली की मात्रा है। सैद्धांतिक रूप से, आधुनिक प्रणालियाँ 25% तक वितरित करने में सक्षम हैं, लेकिन वास्तव में यह आंकड़ा 15% से अधिक नहीं है। बहुत कुछ उस सामग्री पर निर्भर करता है जिससे पैनल बनाए जाते हैं। उदाहरण के लिए, व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला सिलिकॉन केवल अवरक्त किरणों को अवशोषित करने में सक्षम है, और पराबैंगनी किरणों की ऊर्जा को इसके द्वारा नहीं माना जाता है और बर्बाद हो जाता है।

वर्तमान में, बहुपरत पैनलों के निर्माण पर काम चल रहा है, जिससे उच्च दक्षता वाले सौर पैनलों का निर्माण संभव हो गया है। उनके डिजाइन में कई परतों में स्थित विभिन्न सामग्रियां शामिल हैं। उन्हें इस तरह से चुना जाता है कि वे सभी मुख्य ऊर्जा क्वांटा को पकड़ने में सक्षम होते हैं।अर्थात्, एक निश्चित सामग्री की प्रत्येक परत किसी एक प्रकार की ऊर्जा को अवशोषित करने में सक्षम होती है।

सैद्धांतिक रूप से, ऐसे उपकरणों के लिए, दक्षता 87% तक बढ़ सकती है, लेकिन व्यवहार में, ऐसे पैनलों के निर्माण की तकनीक काफी जटिल है। इसके अलावा, मानक सौर प्रणालियों की तुलना में उनकी लागत बहुत अधिक है।

सौर सेल की दक्षता काफी हद तक सौर कोशिकाओं में प्रयुक्त सिलिकॉन के प्रकार पर निर्भर करती है। इस सामग्री के आधार पर सभी पैनलों को तीन प्रकारों में बांटा गया है:

• मोनोक्रिस्टलाइन, 10-15% की दक्षता के साथ। उन्हें सबसे प्रभावी माना जाता है, और उनकी कीमत अन्य उपकरणों की तुलना में बहुत अधिक है।
• पॉलीक्रिस्टलाइन की दरें कम होती हैं, लेकिन प्रति वाट उनकी लागत बहुत कम होती है। उच्च गुणवत्ता वाली सामग्री का उपयोग करते समय, ऐसे पैनल कभी-कभी एकल क्रिस्टल की दक्षता में बेहतर होते हैं।
• अनाकार सिलिकॉन पर आधारित लचीले पतले फिल्म पैनल। वे निर्माण में आसान और कम लागत वाले हैं। हालांकि, इन उपकरणों की दक्षता बहुत कम है, लगभग 5-6%। धीरे-धीरे, ऑपरेशन के दौरान, उनका प्रदर्शन कम हो जाता है, उत्पादकता कम हो जाती है।

पेशेवरों

1. इस तथ्य के कारण कि पैनलों में कोई हिलने-डुलने वाले हिस्से और तत्व नहीं हैं, स्थायित्व बढ़ जाता है। निर्माता 25 साल की सेवा जीवन की गारंटी देते हैं।
2. यदि आप सभी नियमित रखरखाव और संचालन नियमों का पालन करते हैं, तो ऐसी प्रणालियों का संचालन 50 वर्ष तक बढ़ जाता है। रखरखाव काफी सरल है - धूल, बर्फ और अन्य प्राकृतिक संदूषकों से फोटोकल्स को समय पर साफ करें।
3. यह प्रणाली का स्थायित्व है जो पैनलों की खरीद और स्थापना के लिए निर्धारण कारक है। सभी लागतों का भुगतान करने के बाद, उत्पन्न बिजली मुफ्त होगी।

ऐसी प्रणालियों के व्यापक उपयोग में सबसे महत्वपूर्ण बाधा उनकी उच्च लागत है। घरेलू सौर पैनलों की कम दक्षता के साथ, बिजली पैदा करने की इस विशेष विधि की आर्थिक आवश्यकता के बारे में गंभीर संदेह हैं।

लेकिन फिर से, इन प्रणालियों की क्षमताओं का यथोचित मूल्यांकन करना और इसके आधार पर अपेक्षित प्रतिफल की गणना करना आवश्यक है। पारंपरिक बिजली को पूरी तरह से बदलना संभव नहीं होगा, लेकिन सौर प्रणालियों का उपयोग करके पैसे बचाना काफी संभव है।

इसके अलावा, इस तरह के लाभों पर ध्यान नहीं देना मुश्किल है:

• सभ्यता से सबसे दूरस्थ क्षेत्रों में बिजली प्राप्त करना;
• स्वायत्तता;
• नीरवता।

सौर ऊर्जा के नुकसान

• बड़े क्षेत्रों का उपयोग करने की आवश्यकता;
• सौर ऊर्जा संयंत्र रात में काम नहीं करता है और शाम के गोधूलि में प्रभावी ढंग से काम नहीं करता है, जबकि बिजली की खपत का चरम ठीक शाम के समय होता है;
• प्राप्त ऊर्जा की पर्यावरणीय स्वच्छता के बावजूद, सौर कोशिकाओं में स्वयं जहरीले पदार्थ होते हैं, जैसे सीसा, कैडमियम, गैलियम, आर्सेनिक, आदि।

उच्च लागत के साथ-साथ जटिल लेड हैलाइड्स की कम स्थिरता और इन यौगिकों की विषाक्तता के कारण सौर ऊर्जा संयंत्रों की आलोचना की जाती है। वर्तमान में, सौर कोशिकाओं के लिए सीसा रहित अर्धचालकों का सक्रिय विकास, उदाहरण के लिए, बिस्मथ और सुरमा पर आधारित, चल रहा है।

उनकी कम दक्षता के कारण, जो सबसे अच्छे रूप में 20 प्रतिशत तक पहुँचती है, सौर पैनल बहुत गर्म हो जाते हैं। शेष 80 प्रतिशत सौर ऊर्जा प्रकाश सौर पैनलों को तक गर्म करता है औसत तापमान लगभग 55 डिग्री सेल्सियस। से फोटोवोल्टिक सेल के तापमान में वृद्धि द्वारा 1°, इसकी दक्षता 0.5% कम हो जाती है।यह निर्भरता गैर-रैखिक है और तत्व तापमान में 10 डिग्री की वृद्धि से दक्षता में लगभग दो के कारक की कमी आती है। शीतलन प्रणाली (प्रशंसक या पंप) के सक्रिय तत्व सर्द पम्पिंग ऊर्जा की एक महत्वपूर्ण मात्रा का उपभोग करते हैं, आवधिक रखरखाव की आवश्यकता होती है और पूरे सिस्टम की विश्वसनीयता को कम करते हैं। निष्क्रिय शीतलन प्रणाली का प्रदर्शन बहुत कम होता है और यह सौर पैनलों को ठंडा करने के कार्य का सामना नहीं कर सकता है।

प्रदर्शन गणना

सौर ऊर्जा का उपयोग और ऐसी अवधारणाओं की आर्थिक तर्कसंगतता सभी की प्रभावशीलता को निर्धारित करती है सौर पैनल सिस्टम के प्रकार. सबसे पहले, परिवर्तन की लागत को ध्यान में रखा जाता है। बिजली में सौर ऊर्जा.

ऐसी प्रणालियाँ कितनी लाभदायक और प्रभावी हैं, जैसे कारकों द्वारा निर्धारित की जाती हैं:

• सौर पैनलों और संबंधित उपकरणों के प्रकार;
• फोटोकल्स की दक्षता और उनकी लागत;
• वातावरण की परिस्थितियाँ। विभिन्न क्षेत्रों में अलग-अलग सौर गतिविधि होती है। यह पेबैक अवधि को भी प्रभावित करता है।

सही प्रदर्शन कैसे चुनें

पैनल खरीदने से पहले, आपको यह जानना होगा कि सौर बैटरी की आवश्यक दक्षता क्या हो सकती है।

यदि आपका घरेलू खपत स्तर, उदाहरण के लिए, 100 kW/माह (विद्युत मीटर के अनुसार) है, तो यह सलाह दी जाती है कि सौर सेल समान मात्रा में उत्पादन करें।

इस पर फैसला किया। चलिए और आगे बढ़ते हैं।

स्पष्ट है कि सोलर स्टेशन केवल दिन के समय ही संचालित होता है। साथ ही साफ आसमान की मौजूदगी में नेमप्लेट की ताकत हासिल की जाएगी। इसके अलावा, चरम शक्ति इस शर्त के तहत प्राप्त की जा सकती है कि सूर्य की किरणें सतह पर पड़ती हैं। समकोण पर.

जैसे सूर्य की स्थिति बदलती है, वैसे ही पैनल का कोण भी बदलता है।तदनुसार, बड़े कोणों पर, शक्ति में उल्लेखनीय कमी देखी जाएगी। यह केवल एक स्पष्ट दिन पर है। बादल के मौसम में, 15-20 बार बिजली गिरने की गारंटी दी जा सकती है। यहां तक ​​कि एक छोटा बादल या धुंध भी 2-3 गुना बिजली की गिरावट का कारण बनता है

इसे भी ध्यान में रखा जाना चाहिए

अब - पैनलों के संचालन समय की गणना कैसे करें?

ऑपरेटिंग अवधि जिसमें बैटरी लगभग पूरी क्षमता पर प्रभावी ढंग से काम कर सकती है, लगभग 7 घंटे है। सुबह 9:00 बजे से शाम 4:00 बजे तक। गर्मियों में, दिन के उजाले घंटे अधिक होते हैं, लेकिन सुबह और शाम बिजली का उत्पादन बहुत कम होता है - 20-30% के भीतर। बाकी, यह 70% है, फिर से, दिन के समय, सुबह 9 बजे से शाम 4 बजे तक उत्पन्न किया जाएगा।

तो, यह पता चला है कि यदि पैनलों में 1 किलोवाट की नेमप्लेट शक्ति है, तो गर्मियों में, सबसे धूप वाला एक दिन में 7 kW / h . उत्पन्न होगा बिजली। बशर्ते वे दिन के 9 से 16 घंटे काम करेंगे। यानी हर महीने 210 kWh बिजली मिलेगी!

यह एक पैनल किट है। और केवल 100 वाट की शक्ति वाला एक सॉकेट? एक दिन के लिए यह 700 वाट/घंटा देगा। प्रति माह 21 किलोवाट।

अपने सौर पैनल को यथासंभव कुशलता से कैसे काम करें

किसी भी सौर मंडल का प्रदर्शन इस पर निर्भर करता है:

• तापमान संकेतक;
• सूर्य की किरणों के आपतन कोण;
• सतह की स्थिति (यह हमेशा साफ होनी चाहिए);
• मौसम की स्थिति;
• छाया की उपस्थिति या अनुपस्थिति।

पैनल पर सूर्य की किरणों के आपतन का इष्टतम कोण 90 ° है, अर्थात एक सीधी रेखा। अद्वितीय उपकरणों से लैस पहले से ही सौर मंडल हैं। वे आपको अंतरिक्ष में तारे की स्थिति की निगरानी करने की अनुमति देते हैं। जब पृथ्वी के संबंध में सूर्य की स्थिति बदलती है, तो सौर मंडल के झुकाव का कोण भी बदल जाता है।

तत्वों के लगातार गर्म होने से भी उनके प्रदर्शन पर सबसे अच्छा प्रभाव नहीं पड़ता है। जब ऊर्जा का रूपांतरण होता है, तो इसका गंभीर नुकसान होता है। इसलिए, सौर मंडल और जिस सतह पर इसे रखा गया है, उसके बीच हमेशा एक छोटी सी जगह छोड़ी जानी चाहिए। इसमें गुजरने वाली हवा की धाराएं शीतलन के प्राकृतिक तरीके का काम करेंगी।

सौर पैनलों की शुद्धता भी उनकी दक्षता को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है। यदि वे अत्यधिक प्रदूषित हैं, तो वे कम प्रकाश एकत्र करते हैं, जिसका अर्थ है कि उनकी दक्षता कम हो जाती है।

साथ ही, सही स्थापना एक बड़ी भूमिका निभाती है। सिस्टम को माउंट करते समय, छाया को उस पर गिरने देना असंभव है। सबसे अच्छा पक्ष जिस पर उन्हें स्थापित करने की सिफारिश की जाती है वह दक्षिण है।

मौसम की स्थिति की ओर मुड़ते हुए, हम एक ही समय में लोकप्रिय प्रश्न का उत्तर दे सकते हैं कि क्या बादल मौसम में सौर पैनल काम करते हैं। बेशक, उनका काम जारी है, क्योंकि सूर्य से निकलने वाली विद्युत चुम्बकीय विकिरण वर्ष के हर समय पृथ्वी से टकराती है। बेशक, पैनल (सीओपी) का प्रदर्शन काफी कम होगा, खासकर उन क्षेत्रों में जहां साल में बारिश और बादल छाए रहते हैं। दूसरे शब्दों में, वे बिजली पैदा करेंगे, लेकिन धूप और गर्म जलवायु वाले क्षेत्रों की तुलना में बहुत कम मात्रा में।

सौर कोशिकाओं की दक्षता को प्रभावित करने वाले कारक

फोटोकल्स की संरचना की विशेषताएं बढ़ते तापमान के साथ पैनलों के प्रदर्शन में कमी का कारण बनती हैं।

पैनल के आंशिक डिमिंग से अनलिमिटेड तत्व में नुकसान के कारण आउटपुट वोल्टेज में गिरावट आती है, जो एक परजीवी भार के रूप में कार्य करना शुरू कर देता है। पैनल के प्रत्येक फोटोकेल पर बायपास लगाकर इस कमी को दूर किया जा सकता है।बादल के मौसम में, प्रत्यक्ष सूर्य के प्रकाश की अनुपस्थिति में, लेंस का उपयोग करने वाले पैनल विकिरण को केंद्रित करने के लिए बेहद अक्षम हो जाते हैं, क्योंकि लेंस का प्रभाव गायब हो जाता है।

एक फोटोवोल्टिक पैनल के प्रदर्शन वक्र से, यह देखा जा सकता है कि सबसे बड़ी दक्षता प्राप्त करने के लिए, लोड प्रतिरोध के सही चयन की आवश्यकता होती है। ऐसा करने के लिए, फोटोवोल्टिक पैनल सीधे लोड से जुड़े नहीं होते हैं, लेकिन एक फोटोवोल्टिक सिस्टम प्रबंधन नियंत्रक का उपयोग करते हैं जो पैनलों के इष्टतम संचालन को सुनिश्चित करता है।

सोलर बैटरी कैसे काम करती है?

सभी आधुनिक सौर सेल 1839 में भौतिक विज्ञानी अलेक्जेंड्रे बेकरेल द्वारा की गई खोज के लिए धन्यवाद काम करते हैं - अर्धचालक के संचालन का सिद्धांत।

यदि शीर्ष प्लेट पर सिलिकॉन फोटोकल्स को गर्म किया जाता है, तो सिलिकॉन सेमीकंडक्टर के परमाणु निकलते हैं। वे निचली प्लेट के परमाणुओं को पकड़ने की कोशिश कर रहे हैं। भौतिकी के नियमों के अनुसार, निचली प्लेट के इलेक्ट्रॉनों को अपनी मूल स्थिति में वापस आना चाहिए। ये इलेक्ट्रॉन एक तरह से खुलते हैं - तारों के माध्यम से। संग्रहीत ऊर्जा को बैटरी में स्थानांतरित किया जाता है और शीर्ष सिलिकॉन वेफर में वापस लौटा दिया जाता है।

कहानी

1842 में, एलेक्जेंडर एडमंड बेकरेल ने प्रकाश को बिजली में परिवर्तित करने के प्रभाव की खोज की। चार्ल्स फ्रिट्स ने प्रकाश को बिजली में बदलने के लिए सेलेनियम का उपयोग करना शुरू किया। सौर कोशिकाओं के पहले प्रोटोटाइप इतालवी फोटोकैमिस्ट जियाकोमो लुइगी चामिचन द्वारा बनाए गए थे।

25 मार्च, 1948 को, बेल लेबोरेटरीज ने विद्युत प्रवाह उत्पन्न करने के लिए पहली सिलिकॉन-आधारित सौर कोशिकाओं के निर्माण की घोषणा की। यह खोज कंपनी के तीन कर्मचारियों - केल्विन साउथर फुलर, डेरिल चैपिन और गेराल्ड पियर्सन द्वारा की गई थी। पहले से ही 4 साल बाद, 17 मार्च, 1958 को, सौर पैनलों का उपयोग करने वाला एक उपग्रह, अवांगार्ड -1, यूएसए में लॉन्च किया गया था। 15 मई, 1958 को, सौर पैनलों का उपयोग करने वाला एक उपग्रह, स्पुतनिक -3, यूएसएसआर में भी लॉन्च किया गया था।

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सौर पैनल कितनी जल्दी भुगतान करेंगे?

आज सोलर पैनल की कीमत काफी ज्यादा है। और पैनलों की दक्षता के कम मूल्य को ध्यान में रखते हुए, उनकी वापसी का मुद्दा बहुत प्रासंगिक है। सौर ऊर्जा द्वारा संचालित बैटरियों का सेवा जीवन लगभग 25 वर्ष या उससे अधिक है। हम इस बारे में बात करेंगे कि इतनी लंबी सेवा जीवन के कारण थोड़ी देर बाद क्या हुआ, लेकिन अभी के लिए हम ऊपर दिए गए प्रश्न का पता लगाएंगे।

पेबैक अवधि इससे प्रभावित होती है:

• चयनित उपकरण प्रकार। सिंगल-लेयर सोलर सेल में मल्टी-लेयर वाले की तुलना में कम दक्षता होती है, लेकिन कीमत भी बहुत कम होती है।
• भौगोलिक स्थिति, यानी आपके क्षेत्र में जितनी अधिक धूप होगी, स्थापित मॉड्यूल उतनी ही तेजी से भुगतान करेगा।
• उपकरण की लागत। सौर ऊर्जा बचत प्रणाली बनाने वाले तत्वों की खरीद और स्थापना पर आपने जितना अधिक पैसा खर्च किया, भुगतान की अवधि उतनी ही लंबी होगी।
• आपके क्षेत्र में ऊर्जा संसाधनों की लागत।

दक्षिणी यूरोप के देशों के लिए औसत पेबैक अवधि 1.5-2 वर्ष है, मध्य यूरोप के देशों के लिए - 2.5-3.5 वर्ष, और रूस में पेबैक अवधि लगभग 2-5 वर्ष है।निकट भविष्य में, सौर पैनलों की दक्षता में काफी वृद्धि होगी, यह अधिक उन्नत प्रौद्योगिकियों के विकास के कारण है जो दक्षता बढ़ाते हैं और पैनलों की लागत को कम करते हैं। और परिणामस्वरूप, वह अवधि जिसके दौरान सौर ऊर्जा पर ऊर्जा बचत प्रणाली स्वयं के लिए भुगतान करेगी, वह भी घट जाएगी।

नवीनतम विकास जो दक्षता बढ़ाते हैं

लगभग हर दिन, दुनिया भर के वैज्ञानिक सौर मॉड्यूल की दक्षता बढ़ाने के लिए एक नई विधि के विकास की घोषणा करते हैं। आइए उनमें से सबसे दिलचस्प से परिचित हों। पिछले साल, शार्प ने 43.5% की दक्षता के साथ जनता के लिए एक सौर सेल पेश किया। वे तत्व में सीधे ऊर्जा केंद्रित करने के लिए एक लेंस स्थापित करके इस आंकड़े को प्राप्त करने में सक्षम थे।

जर्मन भौतिक विज्ञानी शार्प से पीछे नहीं हैं। जून 2013 में, उन्होंने केवल 5.2 वर्ग मीटर के क्षेत्र के साथ अपना सौर सेल पेश किया। मिमी, अर्धचालक तत्वों की 4 परतों से मिलकर। इस तकनीक ने 44.7% की दक्षता हासिल करने की अनुमति दी। इस मामले में अधिकतम दक्षता भी अवतल दर्पण को फोकस में रखकर प्राप्त की जाती है।

अक्टूबर 2013 में, स्टैनफोर्ड के वैज्ञानिकों के काम के परिणाम प्रकाशित किए गए थे। उन्होंने फोटोवोल्टिक कोशिकाओं के प्रदर्शन को बढ़ाने में सक्षम एक नया गर्मी प्रतिरोधी समग्र विकसित किया है। दक्षता का सैद्धांतिक मूल्य लगभग 80% है। जैसा कि हमने ऊपर लिखा, अर्धचालक, जिनमें सिलिकॉन शामिल है, केवल IR विकिरण को अवशोषित करने में सक्षम हैं। तो नई मिश्रित सामग्री की क्रिया का उद्देश्य उच्च आवृत्ति विकिरण को अवरक्त में परिवर्तित करना है।

इसके बाद अंग्रेज वैज्ञानिक थे। उन्होंने एक ऐसी तकनीक विकसित की जो सेल दक्षता को 22% तक बढ़ाने में सक्षम है।उन्होंने पतली फिल्म पैनलों की चिकनी सतह पर एल्यूमीनियम नैनोस्टड लगाने का प्रस्ताव रखा। इस धातु को इस तथ्य के कारण चुना गया था कि यह सूर्य के प्रकाश को अवशोषित नहीं करता है, बल्कि, इसके विपरीत, इसे बिखेरता है। नतीजतन, अवशोषित सौर ऊर्जा की मात्रा बढ़ जाती है। इसलिए सौर बैटरी के प्रदर्शन में वृद्धि।

यहां केवल मुख्य घटनाक्रम दिए गए हैं, लेकिन बात इन्हीं तक सीमित नहीं है। वैज्ञानिक हर दस प्रतिशत के लिए लड़ रहे हैं, और अब तक वे सफल हो रहे हैं। आइए आशा करते हैं कि निकट भविष्य में सौर पैनलों की दक्षता उचित स्तर पर होगी। आखिरकार, पैनलों के उपयोग से अधिकतम लाभ होगा।

लेख अब्दुलिना रेजिना . द्वारा तैयार किया गया था

मॉस्को पहले से ही सड़कों और पार्कों को रोशन करने के लिए नई तकनीकों का उपयोग कर रहा है, मुझे लगता है कि वहां आर्थिक दक्षता की गणना की गई है:

सौर फोटोकल्स के प्रकार और उनकी दक्षता

सौर पैनलों का संचालन अर्धचालक तत्वों के गुणों पर आधारित है। फोटोवोल्टिक पैनलों पर पड़ने वाला सूर्य का प्रकाश फोटॉन द्वारा परमाणुओं की बाहरी कक्षा से इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकाल देता है। परिणामस्वरूप बड़ी संख्या में इलेक्ट्रॉन एक बंद सर्किट में विद्युत प्रवाह प्रदान करते हैं। सामान्य शक्ति के लिए एक या दो पैनल पर्याप्त नहीं हैं। इसलिए, कई टुकड़े सौर पैनलों में संयुक्त होते हैं। आवश्यक वोल्टेज और शक्ति प्राप्त करने के लिए, वे समानांतर और श्रृंखला में जुड़े हुए हैं। सौर कोशिकाओं की एक बड़ी संख्या सौर ऊर्जा को अवशोषित करने और अधिक शक्ति का उत्पादन करने के लिए एक बड़ा क्षेत्र देती है।

फोटोकल्स

दक्षता बढ़ाने के तरीकों में से एक बहुपरत पैनलों का निर्माण है। ऐसी संरचनाओं में परतों में व्यवस्थित सामग्री का एक सेट होता है। सामग्रियों का चयन इस तरह से किया जाता है कि विभिन्न ऊर्जाओं के क्वांटा को पकड़ लिया जाता है।एक सामग्री के साथ एक परत एक प्रकार की ऊर्जा को अवशोषित करती है, दूसरी एक दूसरे के साथ, और इसी तरह। नतीजतन, उच्च दक्षता वाले सौर पैनल बनाना संभव है। सैद्धांतिक रूप से, ऐसे सैंडविच पैनल प्रदान कर सकते हैं 87 प्रतिशत तक दक्षता. लेकिन यह सिद्धांत रूप में है, लेकिन व्यवहार में ऐसे मॉड्यूल का निर्माण समस्याग्रस्त है। इसके अलावा, वे बहुत महंगे हो जाते हैं।

सौर कोशिकाओं में प्रयुक्त सिलिकॉन के प्रकार से सौर प्रणालियों की दक्षता भी प्रभावित होती है। सिलिकॉन परमाणु के उत्पादन के आधार पर, उन्हें 3 प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:

• मोनोक्रिस्टलाइन;
• पॉलीक्रिस्टलाइन;
• अनाकार सिलिकॉन पैनल।

सिंगल-क्रिस्टल सिलिकॉन से बने सोलर सेल की दक्षता 10-15 प्रतिशत होती है। वे सबसे कुशल हैं और सबसे अधिक लागत वाले हैं। पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन मॉडल में बिजली का सबसे सस्ता वाट होता है। बहुत कुछ सामग्री की शुद्धता पर निर्भर करता है, और कुछ मामलों में, पॉलीक्रिस्टलाइन तत्व एकल क्रिस्टल की तुलना में अधिक प्रभावी हो सकते हैं।

अनाकार सिलिकॉन पैनल