सौर फोटोव्होल्टाइक्स आणि वीज स्पष्ट केले

फोटोव्होल्टेइक पेशी सूर्यप्रकाशाचे विजेमध्ये रूपांतर करतात

फोटोव्होल्टेइक (पीव्ही) सेल, ज्याला सामान्यतः सौर सेल म्हणतात, हे एक नॉनमेकॅनिकल उपकरण आहे जे सूर्यप्रकाश थेट विजेमध्ये रूपांतरित करते. काही पीव्ही पेशी कृत्रिम प्रकाशाचे विजेमध्ये रूपांतर करू शकतात.

फोटॉन सौर ऊर्जा वाहून नेतात

सूर्यप्रकाश हा फोटॉन किंवा सौर ऊर्जेच्या कणांनी बनलेला असतो. या फोटॉनमध्ये वेगवेगळ्या प्रमाणात ऊर्जा असते जी वेगवेगळ्या तरंगलांबीशी संबंधित असते

ए

विजेचा प्रवाह

सेलच्या पुढच्या पृष्ठभागाच्या दिशेने प्रत्येक नकारात्मक चार्ज असलेल्या इलेक्ट्रॉनची हालचाल सेलच्या पुढील आणि मागील पृष्ठभागामध्ये विद्युत शुल्काचा असंतुलन निर्माण करते. या असंतुलनामुळे, बॅटरीच्या नकारात्मक आणि सकारात्मक टर्मिनल्सप्रमाणे व्होल्टेज क्षमता निर्माण होते. सेलवरील विद्युत वाहक इलेक्ट्रॉन शोषून घेतात. जेव्हा कंडक्टर इलेक्ट्रिकल सर्किटमध्ये बाह्य लोडशी जोडलेले असतात, जसे की बॅटरी, तेव्हा सर्किटमध्ये वीज वाहते.

फोटोव्होल्टेइक प्रणालीची कार्यक्षमता फोटोव्होल्टेइक तंत्रज्ञानाच्या प्रकारानुसार बदलते

PV पेशी ज्या कार्यक्षमतेवर सूर्यप्रकाशाचे विजेमध्ये रूपांतर करतात ती अर्धसंवाहक सामग्री आणि PV सेल तंत्रज्ञानाच्या प्रकारानुसार बदलते. व्यावसायिकरित्या उपलब्ध PV मॉड्यूल्सची कार्यक्षमता 1980 च्या दशकाच्या मध्यात सरासरी 10% पेक्षा कमी होती, 2015 पर्यंत सुमारे 15% पर्यंत वाढली आणि आता अत्याधुनिक मॉड्यूल्ससाठी 20% पर्यंत पोहोचली आहे. प्रायोगिक PV पेशी आणि PV सेल, जसे की स्पेस सॅटेलाइट्स, नेश मार्केटसाठी, जवळजवळ 50% कार्यक्षमता प्राप्त केली आहे.

फोटोव्होल्टेइक सिस्टम कसे कार्य करतात

PV सेल हा PV प्रणालीचा मूलभूत बिल्डिंग ब्लॉक आहे. वैयक्तिक पेशी सुमारे 0.5 इंच ते सुमारे 4 इंच आकारात बदलू शकतात. तथापि, एक सेल केवळ 1 किंवा 2 वॅट्सचे उत्पादन करते, जे लहान वापरासाठी, जसे की कॅल्क्युलेटर किंवा मनगटी घड्याळे उर्जा देण्यासाठी पुरेशी वीज आहे.

PV पेशी एका पॅकेज केलेले, हवामान-टाइट PV मॉड्यूल किंवा पॅनेलमध्ये इलेक्ट्रिकली जोडलेले असतात. PV मॉड्युल आकारात आणि ते निर्माण करू शकणार्‍या विजेच्या प्रमाणात भिन्न असतात. PV मॉड्युलची वीज निर्मिती क्षमता मॉड्युलमधील किंवा मॉड्युलच्या पृष्ठभागावरील पेशींच्या संख्येने वाढते. पीव्ही अ‍ॅरे तयार करण्यासाठी पीव्ही मॉड्यूल गटांमध्ये जोडले जाऊ शकतात. PV अॅरे दोन किंवा शेकडो PV मॉड्यूल्सचा बनलेला असू शकतो. पीव्ही अ‍ॅरेमध्ये जोडलेल्या पीव्ही मॉड्यूलची संख्या अ‍ॅरे किती वीज निर्माण करू शकते हे निर्धारित करते.

फोटोव्होल्टेइक पेशी थेट करंट (DC) वीज निर्माण करतात. ही डीसी वीज बॅटरी चार्ज करण्यासाठी वापरली जाऊ शकते जी, यामधून, विद्युत उपकरणे जी थेट चालू वीज वापरतात. वीज पारेषण आणि वितरण प्रणालीमध्ये जवळजवळ सर्व वीज पर्यायी प्रवाह (AC) म्हणून पुरवली जाते. उपकरणे म्हणतात

पीव्ही सेल आणि मॉड्यूल्स जेव्हा थेट सूर्याकडे असतात तेव्हा ते सर्वात जास्त प्रमाणात वीज तयार करतात. पीव्ही मॉड्यूल्स आणि अॅरे ट्रॅकिंग सिस्टम वापरू शकतात जे मॉड्यूलला सतत सूर्याला तोंड देण्यासाठी हलवतात, परंतु या प्रणाली महाग आहेत. बर्‍याच PV सिस्टीममध्ये मॉड्यूल्स एका स्थिर स्थितीत असतात ज्याचे तोंड थेट दक्षिणेकडे असते (उत्तर गोलार्धात - दक्षिण गोलार्धात थेट उत्तरेकडे) आणि सिस्टमची भौतिक आणि आर्थिक कामगिरी अनुकूल करणाऱ्या कोनात असते.

सौर फोटोव्होल्टेइक पेशी पॅनेलमध्ये (मॉड्यूल) गटबद्ध केल्या जातात आणि लहान ते मोठ्या प्रमाणात वीज निर्मिती करण्यासाठी पॅनेल वेगवेगळ्या आकाराच्या अॅरेमध्ये गटबद्ध केले जाऊ शकतात, जसे की पशुधनाच्या पाण्यासाठी, घरांसाठी वीज पुरवण्यासाठी, किंवा उपयुक्ततेसाठी- प्रमाणात वीज निर्मिती.

स्रोत: राष्ट्रीय अक्षय ऊर्जा प्रयोगशाळा (कॉपीराइटेड)

फोटोव्होल्टेइक सिस्टमचे अनुप्रयोग

सर्वात लहान फोटोव्होल्टेइक सिस्टम पॉवर कॅल्क्युलेटर आणि मनगटी घड्याळे. मोठ्या सिस्टीम पाणी पंप करण्यासाठी, विद्युत संप्रेषण उपकरणांना वीज पुरवू शकतात, एकाच घरासाठी किंवा व्यवसायासाठी वीज पुरवू शकतात किंवा हजारो वीज ग्राहकांना वीज पुरवणारे मोठे अॅरे तयार करू शकतात.

पीव्ही प्रणालीचे काही फायदे आहेत

पीव्ही सिस्टीम ज्या ठिकाणी वीज वितरण प्रणाली (पॉवर लाईन्स) अस्तित्वात नाहीत अशा ठिकाणी वीज पुरवठा करू शकतात आणि ते वीज पुरवठा देखील करू शकतात.
â¢PV अॅरे त्वरीत स्थापित केले जाऊ शकतात आणि ते कोणत्याही आकाराचे असू शकतात.
इमारतींवर असलेल्या PV प्रणालींचा पर्यावरणीय प्रभाव कमी आहे.

स्रोत: राष्ट्रीय अक्षय ऊर्जा प्रयोगशाळा (कॉपीराइटेड)

स्रोत: राष्ट्रीय अक्षय ऊर्जा प्रयोगशाळा (कॉपीराइटेड)

फोटोव्होल्टाइक्सचा इतिहास

पहिला व्यावहारिक PV सेल 1954 मध्ये बेल टेलिफोन संशोधकांनी विकसित केला होता. 1950 च्या उत्तरार्धात, PV पेशींचा वापर यूएस अंतराळ उपग्रहांना शक्ती देण्यासाठी केला गेला. 1970 च्या दशकाच्या उत्तरार्धात, पीव्ही पॅनेल रिमोटमध्ये वीज पुरवत होते, किंवा

यू.एस. एनर्जी इन्फॉर्मेशन अॅडमिनिस्ट्रेशन (EIA) चा अंदाज आहे की युटिलिटी-स्केल पीव्ही पॉवर प्लांट्समध्ये निर्माण होणारी वीज 2008 मधील 76 दशलक्ष किलोवॉट (kWh) वरून 2019 मध्ये 69 अब्ज (kWh) पर्यंत वाढली आहे. युटिलिटी-स्केल पॉवर प्लांट्समध्ये किमान 1,000 किंवा कमी आहे एक मेगावॅट) वीज निर्मिती क्षमता. EIA चा अंदाज आहे की 2019 मध्ये 33 अब्ज kWh लघु-स्केल ग्रिड-कनेक्टेड PV सिस्टीमद्वारे व्युत्पन्न केले गेले होते, जे 2014 मध्ये 11 अब्ज kWh पेक्षा जास्त आहे. स्मॉल-स्केल PV सिस्टम ही एक मेगावॅटपेक्षा कमी वीज निर्मिती क्षमता असलेल्या प्रणाली आहेत. बहुतेक इमारतींवर स्थित आहेत आणि कधीकधी म्हणतात