सौर ऊर्जा

सौर सेल, जिन्हें सौर फोटोवोल्टिक पैनल के रूप में भी जाना जाता है, ऐसे उपकरण हैं जो प्रकाश ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करते हैं। वे आमतौर पर विभिन्न अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं जैसे कि फोटोवोल्टिक पावर स्टेशन, सोलर स्ट्रीट लाइट, गार्डन लाइटिंग, आउटडोर मॉनिटरिंग सिस्टम और बहुत कुछ।

सौर पैनलों के उत्पादन में उपयोग की जाने वाली मुख्य सामग्री मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन और पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन वेफर्स हैं। पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन वेफर्स की तुलना में मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन वेफर्स में उच्च फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण दर होती है, लेकिन वे अधिक महंगे भी होते हैं।

सिलिकॉन सौर सेल सिलिकॉन सेमीकंडक्टर सामग्री से बने होते हैं, जिसमें श्रृंखला और समांतर कनेक्शन से बना एक बड़ा क्षेत्र पीएन जंक्शन होता है। संपर्क इलेक्ट्रोड के रूप में एन-टाइप सामग्री परत पर धातु ग्रिड लाइनें बनाई जाती हैं, और सौर पैनल बनाने वाले संपर्क इलेक्ट्रोड के रूप में धातु फिल्मों का भी बैकसाइड पर उपयोग किया जाता है।

प्रकाश उत्सर्जन हानि को कम करने के लिए, सौर पैनल की सतह को आम तौर पर एक विरोधी प्रतिबिंब फिल्म के साथ कवर किया जाता है। सौर कोशिकाओं के मुख्य प्रकारों में मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन, पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन और अनाकार सिलिकॉन शामिल हैं।

मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन सौर कोशिकाओं में उच्चतम रूपांतरण दक्षता होती है, जिसमें प्रायोगिक अधिकतम रूपांतरण दक्षता 25% और वास्तविक उपयोग रूपांतरण दक्षता लगभग 18% होती है। उनका सेवा जीवन 15 से 25 वर्ष है, लेकिन वे उच्च लागत पर आते हैं। वे बड़े पैमाने पर अनुप्रयोगों और औद्योगिक उत्पादन में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।

पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन सौर कोशिकाओं में 20% की प्रयोगात्मक अधिकतम रूपांतरण दक्षता और लगभग 15% की वास्तविक उपयोग रूपांतरण दक्षता के साथ थोड़ी कम रूपांतरण दक्षता होती है। उनके पास मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन की तुलना में कम सेवा जीवन है, लेकिन वे अधिक लागत प्रभावी हैं।

वर्तमान में, कई फोटोवोल्टिक निर्माता बड़े पैमाने पर पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन सौर सेल का उत्पादन करते हैं।

अनाकार सिलिकॉन सौर सेल कम लागत वाले हैं और कम रोशनी की स्थिति में अच्छा प्रदर्शन करते हैं। हालांकि, उनके पास कम रूपांतरण दक्षता, 10% से कम और कम सेवा जीवन है। अनाकार सिलिकॉन सौर कोशिकाओं में प्रयुक्त सामग्री कम स्थिर होती है और समय के साथ फोटोइलेक्ट्रिक दक्षता में गिरावट का कारण बन सकती है, जिससे उनका व्यावहारिक उपयोग प्रभावित होता है।

सौर सेल के अलावा, एक मानक सौर पैनल में स्थायित्व बढ़ाने और सिलिकॉन फोटोवोल्टिक सामग्री की सुरक्षा के लिए सामने एक ग्लास संलग्नक शामिल है। कांच के बाड़े के नीचे, पैनल में इन्सुलेशन के लिए एक खोल और एक सुरक्षात्मक बैकशीट है, जो पैनल के भीतर गर्मी अपव्यय और नमी को सीमित करने में मदद करता है। उचित इन्सुलेशन महत्वपूर्ण है क्योंकि बढ़ा हुआ तापमान सौर पैनल की दक्षता को कम कर सकता है, जिससे इसकी ऊर्जा उत्पादन कम हो सकता है।

सौर पैनलों का सेवा जीवन प्रयुक्त सामग्री द्वारा निर्धारित किया जाता है। सिलिकॉन सौर पैनलों में आमतौर पर 15 से 25 वर्ष का सेवा जीवन होता है। हालांकि, समय के साथ, पर्यावरणीय कारक सौर पैनल सामग्री के पुराने होने का कारण बन सकते हैं। आमतौर पर, सौर पैनलों का बिजली उत्पादन 20 वर्षों में लगभग 30% और 25 वर्षों में 70% घट जाएगा।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि सौर पैनल केवल प्रकाश ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करने में सक्षम हैं और स्वयं बिजली को स्टोर नहीं कर सकते हैं। तेज रोशनी के संपर्क में आने पर, सौर पैनल उच्च विद्युत क्षमता पैदा कर सकते हैं।

इसके विपरीत, कमजोर प्रकाश के संपर्क में आने पर, वे केवल कम विद्युत क्षमता उत्पन्न कर सकते हैं। सौर पैनलों का आउटपुट वोल्टेज अत्यधिक अस्थिर है और विद्युत उपकरणों को सीधे बिजली देने के लिए उपयुक्त नहीं है।

इस सीमा को पार करने के लिए, बैटरी चार्ज करने के लिए उपयुक्त वोल्टेज में सौर पैनल द्वारा उत्पन्न अस्थिर वोल्टेज को परिवर्तित करने के लिए एक वोल्टेज रूपांतरण मॉड्यूल का उपयोग किया जाता है। बैटरी फिर बिजली की खपत करने वाले उपकरणों को अपेक्षाकृत स्थिर आपूर्ति वोल्टेज प्रदान करती है, जिससे एक सुसंगत और विश्वसनीय ऊर्जा आपूर्ति सुनिश्चित होती है।