सोलर ने फोटोवोल्टिक और बिजली की व्याख्या की

फोटोवोल्टिक सेल सूरज की रोशनी को बिजली में बदलते हैं

एक फोटोवोल्टिक (पीवी) सेल, जिसे आमतौर पर सौर सेल कहा जाता है, एक गैर-यांत्रिक उपकरण है जो सूर्य के प्रकाश को सीधे बिजली में परिवर्तित करता है। कुछ पीवी सेल कृत्रिम प्रकाश को बिजली में परिवर्तित कर सकते हैं।

फोटॉन सौर ऊर्जा ले जाते हैं

सूर्य का प्रकाश फोटोन, या सौर ऊर्जा के कणों से बना है। इन फोटॉनों में अलग-अलग मात्रा में ऊर्जा होती है जो कि अलग-अलग तरंग दैर्ध्य के अनुरूप होती है

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बिजली का प्रवाह

सेल की सामने की सतह की ओर इलेक्ट्रॉन, जिनमें से प्रत्येक पर ऋणात्मक आवेश होता है, की गति सेल की आगे और पीछे की सतहों के बीच विद्युत आवेश का असंतुलन पैदा करती है। यह असंतुलन, बदले में, बैटरी के नकारात्मक और सकारात्मक टर्मिनलों की तरह एक वोल्टेज क्षमता बनाता है। सेल पर विद्युत कंडक्टर इलेक्ट्रॉनों को अवशोषित करते हैं। जब कंडक्टर किसी विद्युत परिपथ में किसी बाहरी भार, जैसे कि बैटरी से जुड़े होते हैं, तो परिपथ में विद्युत प्रवाहित होता है।

फोटोवोल्टिक प्रणालियों की दक्षता फोटोवोल्टिक प्रौद्योगिकी के प्रकार से भिन्न होती है

दक्षता जिस पर पीवी कोशिकाएं सूर्य के प्रकाश को बिजली में परिवर्तित करती हैं, अर्धचालक सामग्री और पीवी सेल प्रौद्योगिकी के प्रकार से भिन्न होती हैं। 1980 के दशक के मध्य में व्यावसायिक रूप से उपलब्ध पीवी मॉड्यूल की दक्षता औसतन 10% से कम थी, जो 2015 तक बढ़कर लगभग 15% हो गई, और अब अत्याधुनिक मॉड्यूल के लिए 20% तक पहुंच रही है। अंतरिक्ष उपग्रहों जैसे आला बाजारों के लिए प्रायोगिक पीवी सेल और पीवी सेल ने लगभग 50% दक्षता हासिल कर ली है।

फोटोवोल्टिक सिस्टम कैसे काम करते हैं

पीवी सेल एक पीवी सिस्टम का बुनियादी बिल्डिंग ब्लॉक है। व्यक्तिगत कोशिकाएं आकार में लगभग 0.5 इंच से लेकर लगभग 4 इंच तक भिन्न हो सकती हैं। हालाँकि, एक सेल केवल 1 या 2 वाट का उत्पादन करता है, जो केवल छोटे उपयोगों के लिए पर्याप्त बिजली है, जैसे कि कैलकुलेटर या कलाई घड़ी को चलाने के लिए।

पीवी सेल विद्युत रूप से एक पैक, मौसम-प्रतिरोधी पीवी मॉड्यूल या पैनल में जुड़े होते हैं। पीवी मॉड्यूल आकार में भिन्न होते हैं और बिजली की मात्रा में वे उत्पादन कर सकते हैं। मॉड्यूल में या मॉड्यूल के सतह क्षेत्र में कोशिकाओं की संख्या के साथ पीवी मॉड्यूल बिजली उत्पादन क्षमता बढ़ जाती है। पीवी सरणी बनाने के लिए पीवी मॉड्यूल को समूहों में जोड़ा जा सकता है। एक पीवी व्यूह दो या सैकड़ों पीवी मॉड्यूल से बना हो सकता है। पीवी सरणी में जुड़े पीवी मॉड्यूल की संख्या निर्धारित करती है कि सरणी कितनी बिजली उत्पन्न कर सकती है।

फोटोवोल्टिक सेल डायरेक्ट करंट (DC) बिजली उत्पन्न करते हैं। इस डीसी बिजली का उपयोग बैटरी चार्ज करने के लिए किया जा सकता है, जो बदले में, प्रत्यक्ष वर्तमान बिजली का उपयोग करने वाले उपकरणों को बिजली देता है। विद्युत संचरण और वितरण प्रणालियों में लगभग सभी बिजली की आपूर्ति प्रत्यावर्ती धारा (AC) के रूप में की जाती है। डिवाइस कहा जाता है

पीवी सेल और मॉड्यूल बिजली की सबसे बड़ी मात्रा का उत्पादन करते हैं जब वे सीधे सूर्य का सामना कर रहे होते हैं। पीवी मॉड्यूल और सरणियाँ ट्रैकिंग सिस्टम का उपयोग कर सकते हैं जो मॉड्यूल को लगातार सूर्य का सामना करने के लिए स्थानांतरित करते हैं, लेकिन ये सिस्टम महंगे हैं। अधिकांश पीवी सिस्टम में मॉड्यूल एक निश्चित स्थिति में होते हैं, मॉड्यूल सीधे दक्षिण की ओर होते हैं (उत्तरी गोलार्ध में-दक्षिणी गोलार्ध में सीधे उत्तर में) और एक ऐसे कोण पर जो सिस्टम के भौतिक और आर्थिक प्रदर्शन को अनुकूलित करता है।

सौर फोटोवोल्टिक कोशिकाओं को पैनलों (मॉड्यूल) में समूहीकृत किया जाता है, और छोटे से बड़ी मात्रा में बिजली का उत्पादन करने के लिए पैनलों को विभिन्न आकारों के सरणियों में समूहीकृत किया जा सकता है, जैसे कि पशुओं के पानी के लिए पानी के पंपों को बिजली देने के लिए, घरों के लिए बिजली प्रदान करने के लिए, या उपयोगिता के लिए- स्केल बिजली उत्पादन।

स्रोत: राष्ट्रीय अक्षय ऊर्जा प्रयोगशाला (कॉपीराइट)

फोटोवोल्टिक प्रणालियों के अनुप्रयोग

सबसे छोटा फोटोवोल्टिक सिस्टम पावर कैलकुलेटर और कलाई घड़ी। बड़ी प्रणालियाँ पानी को पंप करने के लिए, संचार उपकरणों को बिजली देने के लिए, एक घर या व्यवसाय के लिए बिजली की आपूर्ति करने के लिए, या हजारों बिजली उपभोक्ताओं को बिजली की आपूर्ति करने वाली बड़ी सरणी बनाने के लिए बिजली प्रदान कर सकती हैं।

पीवी सिस्टम के कुछ फायदे हैं

¢पीवी प्रणालियां उन स्थानों पर बिजली की आपूर्ति कर सकती हैं जहां बिजली वितरण प्रणाली (बिजली लाइनें) मौजूद नहीं हैं, और वे बिजली की आपूर्ति भी कर सकते हैं
¢पीवी सरणियों को जल्दी से स्थापित किया जा सकता है और किसी भी आकार का हो सकता है।
⢠इमारतों पर स्थित पीवी सिस्टम का पर्यावरणीय प्रभाव न्यूनतम है।

स्रोत: राष्ट्रीय अक्षय ऊर्जा प्रयोगशाला (कॉपीराइट)

स्रोत: राष्ट्रीय अक्षय ऊर्जा प्रयोगशाला (कॉपीराइट)

फोटोवोल्टिक का इतिहास

पहला व्यावहारिक पीवी सेल 1954 में बेल टेलीफोन शोधकर्ताओं द्वारा विकसित किया गया था। 1950 के दशक के अंत में, अमेरिकी अंतरिक्ष उपग्रहों को बिजली देने के लिए पीवी कोशिकाओं का उपयोग किया गया था। 1970 के दशक के अंत तक, पीवी पैनल रिमोट, या में बिजली प्रदान कर रहे थे

अमेरिकी ऊर्जा सूचना प्रशासन (ईआईए) का अनुमान है कि यूटिलिटी-स्केल पीवी बिजली संयंत्रों में उत्पन्न बिजली 2008 में 76 मिलियन किलोवाट घंटे (kWh) से बढ़कर 2019 में 69 बिलियन (kWh) हो गई। यूटिलिटी-स्केल बिजली संयंत्रों में कम से कम 1,000 किलोवाट (या) एक मेगावाट) बिजली उत्पादन क्षमता। EIA का अनुमान है कि 2019 में 33 बिलियन kWh छोटे पैमाने पर ग्रिड से जुड़े PV सिस्टम द्वारा उत्पन्न किया गया था, जो 2014 में 11 बिलियन kWh से अधिक था। छोटे पैमाने के PV सिस्टम ऐसे सिस्टम होते हैं जिनकी बिजली उत्पादन क्षमता एक मेगावाट से कम होती है। अधिकांश इमारतों पर स्थित हैं और कभी-कभी कहलाते हैं