सौर ऊर्जा क्या है? इनसे बिजली कैसे जेनरेट होती है

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फोटोवोल्टिक सीधे सौर ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करते हैं। वे फोटोवोल्टिक प्रभाव के सिद्धांत पर काम करते हैं। जब कुछ सामग्रियों को प्रकाश के संपर्क में लाया जाता है, तो वे फोटॉन अवशोषित करते हैं और मुक्त इलेक्ट्रॉनों को छोड़ते हैं। इस घटना को फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव कहा जाता है। फोटोवोल्टिक प्रभाव फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव के सिद्धांत के आधार पर प्रत्यक्ष वर्तमान बिजली का उत्पादन करने की एक विधि है।

फोटोवोल्टिक प्रभाव के सिद्धांत के आधार पर, सौर कोशिकाओं या फोटोवोल्टिक कोशिकाओं को बनाया जाता है। वे सूर्य के प्रकाश को प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी) बिजली में परिवर्तित करते हैं। लेकिन, एक एकल फोटोवोल्टिक सेल पर्याप्त मात्रा में बिजली का उत्पादन नहीं करता है। इसलिए, कई फोटोवोल्टिक सेल एक सहायक फ्रेम पर लगे होते हैं और फोटोवोल्टिक मॉड्यूल या सौर पैनल बनाने के लिए एक दूसरे से विद्युत रूप से जुड़े होते हैं। आमतौर पर उपलब्ध सौर पैनल कई सौ वाट (100 वाट कहते हैं) से कुछ किलोवाट (कभी 5kW सौर पैनल के बारे में सुना है?) तक होते हैं। वे विभिन्न आकारों और विभिन्न मूल्य श्रेणियों में उपलब्ध हैं। सौर पैनलों या मॉड्यूल को एक निश्चित वोल्टेज (कहते हैं 12 वी) पर बिजली की आपूर्ति करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, लेकिन वे जो वर्तमान उत्पादन करते हैं वह सीधे घटना प्रकाश पर निर्भर करता है। अब तक यह स्पष्ट है कि फोटोवोल्टिक मॉड्यूल डीसी बिजली का उत्पादन करते हैं। लेकिन, अधिकांश समय के लिए हमें एसी बिजली की आवश्यकता होती है और इसलिए, सौर ऊर्जा प्रणाली में एक इन्वर्टर भी होता है।
जैसा कि नाम से पता चलता है, इस प्रकार की सौर ऊर्जा प्रणाली में, सूर्य की किरणें एक बड़े क्षेत्र पर दर्पण या लेंस लगाकर एक छोटे से क्षेत्र पर केंद्रित (केंद्रित) होती हैं। इसके कारण, केंद्रित क्षेत्र पर बड़ी मात्रा में गर्मी उत्पन्न होती है। इस गर्मी को काम करने वाले तरल पदार्थ को गर्म करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है जो आगे चलकर भाप टरबाइन को चला सकता है। विभिन्न प्रकार की प्रौद्योगिकियां हैं जो बिजली के उत्पादन के लिए केंद्रित सौर ऊर्जा पर आधारित हैं। उनमें से कुछ हैं – परवलयिक गर्त, स्टर्लिंग डिश, सौर ऊर्जा टॉवर आदि। निम्नलिखित योजनाबद्ध दिखाता है कि सौर ऊर्जा टॉवर कैसे काम करता है।

सौर विद्युत प्रणाली का मुख्य भाग सौर पैनल है। बाजार में विभिन्न प्रकार के सौर पैनल उपलब्ध हैं। सौर पैनलों को फोटोवोल्टिक सौर पैनलों के रूप में भी जाना जाता है। सौर पैनल या सौर मॉड्यूल मूल रूप से श्रृंखला और समानांतर जुड़े सौर कोशिकाओं की एक सरणी है। सौर सेल में विकसित किया गया संभावित अंतर लगभग 0.5 वोल्ट है और इसलिए 12 वोल्ट की एक मानक बैटरी को चार्ज करने के लिए 14 से 18 वोल्ट प्राप्त करने के लिए श्रृंखला में इस तरह की कोशिकाओं की वांछित संख्या को जोड़ा जाना चाहिए। सौर सरणी बनाने के लिए सौर पैनल एक साथ जुड़े हुए हैं। कई पैनल क्रमशः समानांतर और उच्च वोल्टेज प्राप्त करने के लिए समानांतर और श्रृंखला दोनों में एक साथ जुड़े हुए हैं।

ग्रिड-टाई सौर पीढ़ी प्रणाली में, सौर मॉड्यूल सीधे इन्वर्टर से जुड़े होते हैं, लोड के साथ नहीं। सौर पैनल से एकत्र की गई शक्ति स्थिर दर में नहीं, बल्कि सूर्य के प्रकाश की तीव्रता के साथ बदलती रहती है। यही कारण है कि सौर मॉड्यूल या पैनल किसी भी विद्युत उपकरण को सीधे नहीं खिलाते हैं, इसके बजाय वे एक इन्वर्टर खिलाते हैं जिसका आउटपुट बाहरी ग्रिड आपूर्ति के साथ सिंक्रनाइज़ किया जाता है। इन्वर्टर वोल्टेज स्तर का ध्यान रखता है और सौर प्रणाली से आउटपुट पावर की आवृत्ति यह हमेशा ग्रिड पावर स्तर के साथ इसे बनाए रखता है। जैसे ही हम सौर पैनलों और बाहरी ग्रिड बिजली आपूर्ति प्रणाली दोनों से शक्ति प्राप्त करते हैं, वोल्टेज स्तर और बिजली की गुणवत्ता स्थिर रहती है। चूंकि स्टैंड-अलोन या ग्रिड फॉलबैक सिस्टम ग्रिड से जुड़ा नहीं है, इसलिए सिस्टम में किसी भी बिजली के स्तर की भिन्नता सीधे इससे प्राप्त होने वाले बिजली के उपकरणों के प्रदर्शन को प्रभावित कर सकती है।
तो सिस्टम के वोल्टेज स्तर और बिजली आपूर्ति दर को बनाए रखने के लिए कुछ साधन होने चाहिए। इस प्रणाली के समानांतर जुड़ा एक बैटरी बैंक इस बात का ध्यान रखता है। यहां बैटरी को सौर ऊर्जा से चार्ज किया जाता है और यह बैटरी फिर सीधे या एक इन्वर्टर के माध्यम से लोड को फीड करती है। इस तरह सूर्य की रोशनी की विविधता के कारण बिजली की गुणवत्ता में बदलाव से सौर ऊर्जा प्रणाली से बचा जा सकता है बजाय एक निर्बाध वर्दी बिजली की आपूर्ति बनाए रखा जाता है। आम तौर पर डीप साइकिल लीड एसिड बैटरी का उपयोग इस उद्देश्य के लिए किया जाता है। ये बैटरी आमतौर पर सेवा के दौरान कई चार्जिंग और डिस्चार्ज करने में सक्षम बनाने के लिए डिज़ाइन की गई हैं। बाजार में उपलब्ध बैटरी सेट आम तौर पर 6 वोल्ट या 12 वोल्ट के होते हैं। इसलिए उच्च श्रृंखला और बैटरी प्रणाली की वर्तमान रेटिंग प्राप्त करने के लिए ऐसी श्रृंखलाओं की एक श्रृंखला को दोनों श्रृंखलाओं में जोड़ा जा सकता है।

यह लीड-एसिड बैटरी को ओवरचार्ज और डिस्चार्ज करने के लिए वांछनीय नहीं है। ओवरचार्जिंग और डिस्चार्जिंग दोनों ही बैटरी सिस्टम को बुरी तरह से नुकसान पहुंचा सकते हैं। इन दोनों स्थितियों से बचने के लिए बैटरी के प्रवाह और प्रवाह को बनाए रखने के लिए सिस्टम के साथ संलग्न करने के लिए एक नियंत्रक की आवश्यकता होती है।
यह स्पष्ट है कि सौर पैनल में उत्पादित बिजली डीसी है। ग्रिड सप्लाई से मिलने वाली बिजली एसी है। इसलिए ग्रिड के साथ-साथ सौर प्रणाली से आम उपकरण चलाने के लिए, सोलर सिस्टम के डीसी को ग्रिड आपूर्ति के समान स्तर के एसी में परिवर्तित करने के लिए एक इन्वर्टर स्थापित करना आवश्यक है।

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