एक स्वायत्त सौर स्थापना की मदद से, आप अपने घर के सभी विद्युत उपकरणों को ऊर्जा प्रदान कर सकते हैं। मुख्य बात यह है कि अपने घर की जरूरतों और आपको स्थापित करने के लिए आवश्यक बिजली को समझें और उसका सही आकलन करें।

घरेलू सौर मंडल के घटक.

एक घरेलू फोटोवोल्टिक प्रणाली में आमतौर पर 6 बुनियादी तत्व होते हैं:

हम 6 चरणों में सौर पैनलों और बैटरियों की संख्या की गणना करते हैं

1. ऊर्जा खपत की गणना.पहला कदम एक विनिर्देश तैयार करना है, यानी सिस्टम का तकनीकी विवरण। सबसे पहले आपको घर में मौजूद सभी बिजली के उपकरणों की एक सूची बनानी होगी, उनकी जरूरतों का पता लगाना होगा और उन्हें सूची में जोड़ना होगा।

नीचे कुछ उपकरणों के औसत पावर मूल्यों पर अनुमानित डेटा दिया गया है। ये मोटे अनुमान हैं. इन्वर्टर (एसी उपकरणों के लिए) वाले सिस्टम की बिजली खपत की गणना करने के लिए, प्रत्येक उपकरण के लिए सुधार किए जाने चाहिए। इन्वर्टर में नुकसान 20% तक हो सकता है। स्टार्ट-अप के समय रेफ्रिजरेटर और कंप्रेसर रेटेड पावर से 5-6 गुना अधिक बिजली की खपत करते हैं, इसलिए इन्वर्टर को रेटेड पावर से 2-3 गुना अधिक अल्पकालिक अधिभार का सामना करना पड़ता है। यदि उच्च शक्ति वाले बहुत सारे उपकरण हैं, तो इन्वर्टर के सस्ते और अधिक इष्टतम विकल्प के लिए, ऑपरेशन के दौरान ऐसे उपकरणों को अलग से शामिल करना आवश्यक है।

सौर ऊर्जा का उपयोग गैर-नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों का एक विकल्प है। आधुनिक प्रौद्योगिकियाँ स्ट्रीट लाइटिंग, हीटिंग और छोटे घरों की रोशनी के लिए सौर पैनलों का उपयोग करना संभव बनाती हैं। आज, ग्रीष्मकालीन आवास के लिए सौर पैनल लगाना अब असामान्य नहीं रह गया है, जो आपको गर्मियों में घर को बिजली प्रदान करने की अनुमति देता है।

सौर पेनल्स

एक उपकरण जिसमें एक ही सिस्टम में बड़ी संख्या में फोटोइलेक्ट्रिक कन्वर्टर जुड़े होते हैं, एक सौर बैटरी है।

सौर बैटरी के लिए सीधी धूप का होना जरूरी है, जिसकी ऊर्जा विद्युत धारा में परिवर्तित हो जाती है।

बैटरियाँ उन क्षेत्रों में स्थापित की जाती हैं जहाँ वर्ष के अधिकांश समय धूप वाले दिन होते हैं। सच है, सौर पैनलों की दक्षता भौगोलिक अक्षांश से भी प्रभावित होती है। आख़िरकार, ध्रुव से जितना दूर, सूर्य की किरणें उतनी ही अधिक शक्तिशाली होती हैं। लेकिन सर्दियों में मध्य रूस में भी, सौर पैनल सार्वजनिक नेटवर्क से बिजली की खपत को कम कर देते हैं, और गर्मियों में इसके अधिशेष को बेचना भी संभव हो जाता है।

सौर सेल मोनोक्रिस्टलाइन, पॉलीक्रिस्टलाइन और पतली-फिल्म प्रकार में आते हैं।

पॉलीक्रिस्टलाइन बैटरियों में क्रिस्टल सीधे सूर्य के प्रकाश पर निर्भरता को कम करने के लिए अलग-अलग दिशाओं में इंगित करते हैं। ऐसी बैटरियां आज सबसे आम हैं; इनका उपयोग सार्वजनिक भवनों और निजी घरों को रोशन करने के लिए किया जाता है। प्रायः यह पहले से ही पॉलीक्रिस्टलाइन प्रकार का पाया जाता है।

ग्रीष्मकालीन निवास के लिए सौर पैनल

हाल तक, स्थापना के विरुद्ध मुख्य तर्क उनकी लागत थी। आज, घरेलू उद्योग इन उत्पादों का उत्पादन शुरू कर रहा है, कीमतें कम हो रही हैं, विकल्प व्यापक है, और सेवा अधिक सुलभ है।

आधुनिक प्रौद्योगिकियां क्षेत्र की रोशनी का सामना करने और घरेलू उपकरणों के संचालन को सुनिश्चित करने में काफी सक्षम हैं। सच है, इसके लिए एक बैटरी, साथ ही एक चार्ज नियंत्रक और एक इन्वर्टर की आवश्यकता होती है जो प्रत्यक्ष धारा को प्रत्यावर्ती धारा में परिवर्तित करता है।

आज आप ग्रीष्मकालीन कॉटेज या 24 घंटे की स्वायत्तता वाले छोटे घर के लिए सौर मिनी-पावर स्टेशन की तैयार किट खरीद सकते हैं। ऐसे पावर प्लांट की शक्ति 2.4 kWh की बैटरी पावर के साथ 235 W है।

सौर पैनलों के लिए बैटरियां

बैटरियाँ आधुनिक सौर मंडल के उपकरणों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं।

तेज़ धूप वाले दिनों में, सौर पैनल बिजली के उपकरणों की खपत की तुलना में काफी अधिक विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करते हैं, और रात में, जब प्रकाश विशेष रूप से महत्वपूर्ण होता है, तो वे बिल्कुल भी काम नहीं करते हैं। इसका मतलब यह है कि बाद में उपयोग के लिए बिजली का संचय और भंडारण करना आवश्यक है।

रिचार्जेबल और समान और निर्बाध बिजली आपूर्ति के लिए डिज़ाइन किया गया।

बैटरी बैटरियां पीक लोड को भी कवर करती हैं जो फोटोमॉड्यूल के लिए बहुत बड़े होते हैं, अंधेरे में संचित ऊर्जा का उपयोग करते हैं, और बादल वाले मौसम में उत्पन्न और खपत ऊर्जा के अंतर की भरपाई करते हैं।

बैटरी कनेक्शन के तरीके

अक्सर, एक बैटरी सौर ऊर्जा संयंत्र को पूरी तरह से संचालित करने के लिए पर्याप्त नहीं होती है, और आपको एक ही प्रकार की कई बैटरियों का उपयोग करना पड़ता है। विशेषज्ञों का मानना ​​है कि आम तौर पर ये एक ही बैच के होने चाहिए.

सिस्टम की समग्र क्षमता बढ़ाने के लिए, बैटरी को जोड़ने (स्विचिंग) करने की तीन विधियों का उपयोग किया जाता है।

समानांतर कनेक्शन में, सभी बैटरियों की क्षमताओं को एक साथ जोड़ा जाता है, और कुल वोल्टेज एक डिवाइस में वोल्टेज के बराबर होता है।

इसके विपरीत, एक श्रृंखला कनेक्शन, सभी वोल्टेज को सारांशित करने की अनुमति देता है, और क्षमता सर्किट में एक बैटरी की क्षमता के बराबर रहती है।

सबसे अधिक उत्पादक एक संयुक्त श्रृंखला-समानांतर कनेक्शन है, जिसमें वोल्टेज और कैपेसिटेंस दोनों को संक्षेप में प्रस्तुत किया जाता है।

सच है, इस तरह के कनेक्शन के साथ, बैटरियां असंतुलन के अधीन हैं, यानी, कुल वोल्टेज एक निरंतर गणना की जाएगी, लेकिन प्रत्येक व्यक्तिगत बैटरी के लिए इसकी रीडिंग बदल जाएगी। यह घटना इस तथ्य की ओर ले जाती है कि कुछ बैटरियां कम चार्ज होती हैं, जबकि अन्य सामान्य से अधिक चार्ज होती हैं, और संसाधन समय से पहले समाप्त हो जाता है।

इसलिए, प्रत्येक सौर मंडल की किट में एक सौर चार्ज नियंत्रक और जंपर्स शामिल होने चाहिए, जिनकी मदद से बैटरी में वोल्टेज को स्व-स्तर पर जोड़ने के लिए मध्य बिंदु जुड़े होते हैं।

सौर मंडल के लिए बैटरियों की विशेषताएं

सौर पैनल के लिए बैटरी को कई आवश्यकताओं को पूरा करना होगा। इसे बड़ी संख्या में चार्ज/डिस्चार्ज चक्रों का सामना करना होगा। इस मामले में, स्व-निर्वहन न्यूनतम होना चाहिए, चार्जिंग करंट बड़ा होना चाहिए, और ऑपरेटिंग तापमान सीमा व्यापक होनी चाहिए।

आज, निर्माता पहले से ही विशेष बैटरी, तथाकथित सौर बैटरी का उत्पादन कर रहे हैं, जो इन आवश्यकताओं को पूरी तरह से पूरा करती हैं।

ऐसे उपकरणों और एक चार्ज नियंत्रक के साथ सौर पैनलों का एक सेट आपको ऊर्जा जमा करने और इसे अधिकतम दक्षता के साथ संग्रहीत करने की अनुमति देता है। और एक नेटवर्क इन्वर्टर इसे घरेलू उपकरणों और प्रकाश व्यवस्था को जोड़ने के लिए परिवर्तित कर सकता है।

पसंद के मानदंड

आपको कई मापदंडों के आधार पर चयन करना होगा।

इनमें सबसे महत्वपूर्ण है क्षमता. आवश्यक ऊर्जा खपत के आधार पर, गणना की गई क्षमता संकेतक की गणना की जाती है, 35-50% की वृद्धि की जाती है, और इसके आधार पर समानांतर कनेक्शन के लिए एक या अधिक उपकरणों का चयन किया जाता है। पर्याप्त क्षमता वाली बैटरी 4 दिनों तक ऊर्जा बरकरार रखती है।

डिस्चार्जिंग और चार्जिंग की अवधि. समान क्षमता रेटिंग वाले दो उपकरणों में से, वह बेहतर है जिसके लिए कम चार्जिंग समय की आवश्यकता होती है।

लेड-एसिड बैटरी की क्षमता उसमें लेड के द्रव्यमान पर निर्भर करती है, इसलिए बैटरी का द्रव्यमान जितना अधिक होगा, उसकी वास्तविक क्षमता उतनी ही अधिक होगी। चुनते समय, आपको डिवाइस के वजन और आयामों पर ध्यान देना होगा।

निर्माता अपने उत्पादों के लिए ऑपरेटिंग तापमान की सीमा और रखरखाव की आवृत्ति निर्धारित करते हैं; इन संकेतकों पर भी ध्यान दिया जाना चाहिए।

संलग्न दस्तावेज़ हमेशा बैटरी के उपयोग की अवधि, डिस्चार्ज चक्रों की संख्या (यह संकेतक जितना अधिक होगा, अन्य सभी चीजें समान होंगी, बेहतर) और प्रति माह स्व-निर्वहन की मात्रा का संकेत देंगे।

बैटरी के मापदंडों की गणना करते समय, इसके भंडारण और रूपांतरण के दौरान ऊर्जा हानि को ध्यान में रखना आवश्यक है। सौर प्रणाली के लिए आधुनिक उपकरणों की दक्षता लगभग 85% है।

सौर पैनलों के लिए बैटरियों के प्रकार

पारंपरिक कार बैटरियां बड़ी संख्या में चक्रों के लिए डिज़ाइन नहीं की जाती हैं और उनमें महत्वपूर्ण स्व-निर्वहन की विशेषता होती है। सौर स्टेशनों के लिए, पूरी तरह से अलग उपकरणों का उपयोग किया जाता है।

1. एजीएम बैटरी, जिसके डिज़ाइन में इलेक्ट्रोलाइट अवशोषक ग्लास मैट के बीच एक बंधी हुई अवस्था में होता है। इस तरह के उपकरण का उपयोग किसी भी स्थिति में किया जा सकता है; कम कीमत पर और लगभग 80% की चार्ज गहराई पर, यह 500 चक्रों तक का सामना कर सकता है और इसमें उच्च चार्ज स्तर होता है।

सेवा जीवन इतना लंबा नहीं है - 5 वर्ष, और ऑपरेटिंग तापमान सीमा 15-25 डिग्री सेल्सियस तक सीमित है, लेकिन वे जल्दी से चार्ज हो जाते हैं - पूरी तरह से बहाल होने में 8 घंटे से भी कम समय लगता है, उन्हें चार्ज की गई स्थिति में ले जाया जा सकता है और उपयोग किया जा सकता है अपर्याप्त वेंटिलेशन वाले कमरों में।

एजीएम बैटरियां ओवरचार्जिंग के कारण जल्दी ही विफल हो जाती हैं, लेकिन वे कम चार्जिंग को काफी संतोषजनक ढंग से सहन कर लेती हैं।

2. सोलर जेल बैटरी किसी भी स्थिति में काम कर सकती है। जेली जैसा जेल इलेक्ट्रोलाइट सिलिका जेल के छिद्रों में रहता है, जो प्लेटों के लिए विभाजक के रूप में कार्य करता है। इस डिज़ाइन का निर्विवाद लाभ यह है कि इलेक्ट्रोड उखड़ते नहीं हैं, क्योंकि सभी खाली स्थान जेल से भर जाते हैं, जिसका अर्थ है कि शॉर्ट सर्किट की संभावना को बाहर रखा गया है। इसके अलावा, वे पूर्ण डिस्चार्ज और महत्वपूर्ण संख्या में चक्रों का सामना कर सकते हैं, जो समान एजीएम बैटरियों की तुलना में लगभग डेढ़ गुना अधिक है। लेकिन इनकी कीमत काफ़ी ज़्यादा है.

कीमत के बावजूद, जेल बैटरियां अधिक किफायती हैं, रखरखाव की आवश्यकता नहीं होती है, बिना किसी क्षति के कई दिनों तक पूरी तरह से डिस्चार्ज अवस्था में रह सकती हैं, और कम स्व-निर्वहन के कारण उनकी ऊर्जा हानि नगण्य होती है।

3. ओपीजेएस बैटरियां, तरल इलेक्ट्रोलाइट के साथ तथाकथित भराव उपकरण, जिन्हें रखरखाव की आवश्यकता नहीं होती है, विशेष रूप से कम धाराओं के साथ निर्वहन के लिए डिज़ाइन की गई हैं। वे बहुत बड़ी संख्या में गहरे चक्रों का सामना करते हैं, एक नियम के रूप में, शक्तिशाली महंगे सौर प्रणालियों में उपयोग किए जाते हैं, और स्वयं काफी महंगे होते हैं।

सौर चार्ज नियंत्रक

इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को बैटरी पर चार्ज स्तर की निगरानी और विनियमन के लिए डिज़ाइन किया गया है। वे बैटरी को पूर्ण डिस्चार्ज और ओवरचार्जिंग दोनों से बचाते हैं।

चार्ज नियंत्रक सौर पैनलों के बहुत महत्वपूर्ण तत्व हैं। वे मल्टी-स्टेज बैटरी चार्जिंग, बैटरी पूरी तरह चार्ज होने पर और लोड न्यूनतम चार्ज होने पर स्वचालित शटडाउन, बैटरी चार्ज करने की आवश्यकता होने पर फोटोमॉड्यूल कनेक्ट करने और चार्ज करने के बाद लोड को फिर से कनेक्ट करने की सुविधा प्रदान करते हैं।

सबसे सस्ते और सबसे आदिम प्रकार के ऑन/ऑफ प्रकार के नियंत्रक, जब वोल्टेज अधिकतम मान तक पहुँच जाता है, तो बैटरी से सौर पैनलों को डिस्कनेक्ट कर देते हैं, जिससे बैटरी को पूरी तरह से चार्ज होने से रोका जा सकता है और इस तरह उनका संसाधन कम हो जाता है।

पीडब्लूएम (पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन) का उपयोग करके काम करने वाले पीडब्लूएम नियंत्रक ऐसी प्रौद्योगिकियां हैं जो उच्च सौर गतिविधि वाले क्षेत्रों में किफायती और प्रभावी हैं। वे चार्ज करना बंद कर देते हैं, जिससे बैटरी पूरी तरह चार्ज हो जाती है। ऐसे उपकरण कम-शक्ति, 2 किलोवाट तक, कम क्षमता वाली बैटरी वाले सिस्टम में स्थापित किए जाते हैं।

एमपीपीटी नियंत्रक अधिकतम ऊर्जा शिखर का प्रबंधन करते हैं। वे सौर प्रणालियों में सबसे अधिक प्रभावी हैं, लेकिन अन्य मॉडलों के उपकरणों की तुलना में बहुत अधिक महंगे भी हैं।

सौर बैटरी के निर्माता

रूसी बाजार में इस प्रकार के उत्पाद के बहुत सारे निर्माता नहीं हैं।

सीएसबी बैटरी कंपनी लिमिटेड (ताइवान) 10 साल तक की सेवा जीवन के साथ निर्मित लीड-एसिड बैटरी प्रदान करती है, जो 12 वी के वोल्टेज के लिए डिज़ाइन की गई है, 2.6 से 8.2 हजार की कीमत पर 26 से 100 आह की क्षमता के साथ। रूबल.

लगभग इतनी ही बैटरियां शेडोंग सेक्रेड सन पावर सोर्सेज कंपनी लिमिटेड (चीन) द्वारा उत्पादित की जाती हैं।

हेज़ बैटरी कंपनी लिमिटेड (ग्रेट ब्रिटेन) 12 साल तक की सेवा जीवन, ऑपरेटिंग वोल्टेज 12 वी, क्षमता 15 से 230 एएच और तापमान रेंज -20 से +50 डिग्री सेल्सियस के साथ 7 से 28 हजार की कीमतों पर जेल बैटरी की आपूर्ति करती है। रूबल .

एसएसकेग्रुप (रूस-बेल्जियम) 11 से 19 हजार रूबल की कीमतों पर 100 से 180 आह की क्षमता के साथ 15 साल की सेवा जीवन के साथ लौ अवरोधक के साथ सौर पैनलों के लिए विश्वसनीय जेल बैटरी का उत्पादन करता है।

सौर पैनल निर्माता

सौर पैनलों के मुख्य निर्माता लंबे समय से जापान, जर्मनी, अमेरिका और चीन रहे हैं। रूसी सौर पैनल इन देशों में उत्पादित सामग्रियों से इकट्ठे किए जाते हैं। किफायती मूल्य वाले सबसे लोकप्रिय घरेलू सौर पैनल जर्मनी और संयुक्त राज्य अमेरिका में उत्पादित पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन से बने होते हैं।

आज, रूसी निर्माता न केवल सौर मॉड्यूल का उत्पादन करते हैं, बल्कि मॉस्को में क्वांट जैसे नए मॉड्यूल भी विकसित करते हैं।

क्रास्नोडार कंपनी "सोलर विंड" न केवल मॉड्यूल बनाती है, बल्कि तैयार घरेलू सौर स्टेशन भी बनाती है। ज़ेलेनोग्राड का सोलरइनटेक रेडीमेड सोलर सिस्टम भी डिज़ाइन करता है।

घरेलू बाज़ार में सौर प्रणालियों के लिए अधिक से अधिक उपकरण उपलब्ध हैं, जिनमें तैयार मानक परियोजनाएँ भी शामिल हैं। लेकिन कुछ इंजीनियरिंग कौशल और दृढ़ता के साथ, आप स्वतंत्र रूप से विशिष्ट परिचालन स्थितियों के लिए सिस्टम की गणना कर सकते हैं और आवश्यक उपकरण का चयन कर सकते हैं: विस्तृत मूल्य सीमा में विभिन्न निर्माताओं से सौर पैनल, बैटरी, नियंत्रक। साथ ही, आप कुछ घटकों को स्क्रैप सामग्री से स्वयं जोड़कर बचा सकते हैं, उदाहरण के लिए, एक नियंत्रक।

इंटरनेट पर मुझे इस विषय पर 2014 से डेनिस अनातोलीयेविच ज़ेज़िन का शोध प्रबंध मिला

पतली-फिल्म सौर कोशिकाओं में गिरावट की प्रक्रियाएँ

हम आपके ध्यान में अंतिम अध्याय प्रस्तुत करते हैं, जहां सौर ऊर्जा संयंत्र के जीवन चक्र और कुछ निष्कर्षों का आकलन किया गया है।

[...] इसके बाद, एक साधारण सौर स्टेशन का अनुकरण किया गया। स्टेशन लेआउट बनाते समय, 150 डब्ल्यू की शक्ति के साथ एक मानक मॉड्यूल (30 तत्वों की दो स्ट्रिप्स के रूप में सोल्डर की गई 60 मोनोक्रिस्टलाइन प्लेटें) का उपयोग करके दी गई शक्ति (1 से 100 मेगावाट तक) प्राप्त करना आवश्यक था। 15 वी, 10 ए). इस मामले में, अधिकतम डीसी वोल्टेज 1 केवी से अधिक नहीं होना चाहिए (यूरोपीय संघ में बिजली प्रतिष्ठानों के लिए ऑपरेटिंग नियमों की आवश्यकताओं का उपयोग किया गया था)।

इन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, अधिकतम संभव वोल्टेज प्राप्त करने के लिए सौर मॉड्यूल को श्रृंखला में जोड़ा गया था; उत्पन्न धारा के कारण लापता बिजली समानांतर में जुड़े मॉड्यूल की समान श्रृंखलाओं द्वारा उत्पन्न की गई थी।

मॉड्यूल का परेशानी मुक्त संचालन सौर कोशिकाओं की विश्वसनीयता के साथ-साथ सोल्डर कनेक्शन द्वारा निर्धारित किया जाता है जो कोशिकाओं के बीच विद्युत संपर्क सुनिश्चित करता है। मॉड्यूल को जंजीरों में जोड़ते समय, प्लग का उपयोग करना आवश्यक है, क्योंकि बाहरी टर्मिनल, सोल्डर कनेक्शन के विपरीत, पर्यावरण के सीधे संपर्क में होते हैं। इसके अलावा, ऐसी प्रत्येक श्रृंखला एक इन्वर्टर से सुसज्जित है, जो प्रत्यक्ष धारा को प्रत्यावर्ती धारा में परिवर्तित करने के लिए आवश्यक है। इन कारणों से, सौर ऊर्जा संयंत्र का परेशानी मुक्त संचालन प्लग और इनवर्टर की विश्वसनीयता पर भी निर्भर करता है।

विश्वसनीयता की गणना करते समय, यह माना गया कि सभी आवश्यक विद्युत कनेक्शन और उपकरण (टांका लगाने वाले जोड़, प्लग और इनवर्टर) एक घातीय वितरण कानून का पालन करते हैं। अर्थात् उनकी असफलताएँ आकस्मिक ही मानी गईं, जिनकी तीव्रता समय के साथ नहीं बदली।

मॉडल के प्रत्येक तत्व की विफलताओं के बीच का औसत समय वास्तविक के करीब चुना गया था: सोल्डर जोड़ - 105 [एच] (~10 वर्ष), प्लग और इन्वर्टर - 5*104 [एच] (~5 वर्ष)।

आंकड़े सिमुलेशन परिणाम दिखाते हैं। इन ग्राफ़ों से आप देख सकते हैं कि समानांतर में जुड़ी बड़ी संख्या में मॉड्यूल श्रृंखलाओं के कारण, सौर ऊर्जा संयंत्र के विफलता-मुक्त संचालन की संभावना, 100% के करीब, लंबी अवधि में होती है। फिर तत्वों की संख्या के अनुपात में विफलता-मुक्त संचालन की संभावना में तेजी से कमी आती है। यह सिस्टम व्यवहार अनावश्यक एकीकृत सर्किट की याद दिलाता है।

मानक मॉड्यूल और सौर ऊर्जा संयंत्रों के विफलता-मुक्त संचालन की संभावना

विभिन्न क्षमताओं के सौर ऊर्जा संयंत्रों के विफलता-मुक्त संचालन की संभावना

सौर ऊर्जा संयंत्रों की एक विशेषता बड़ी मात्रा में खाली स्थान की आवश्यकता है। साथ ही, परिवहन क्षमताएं एक फोटोवोल्टिक मॉड्यूल के आकार को सीमित करती हैं। परिणामस्वरूप, 100 मेगावाट की क्षमता वाले मानक मॉड्यूल से 100 मेगावाट की क्षमता वाला एक बिजली संयंत्र बनाने के लिए, दस लाख कनेक्शन बनाना आवश्यक है। इसके अलावा, प्रत्येक सौर मॉड्यूल में 20-60 सौर सेल भी होते हैं, जिन्हें कनेक्ट करने की भी आवश्यकता होती है। बड़ी संख्या में कनेक्शनों के लिए आधुनिक सौर ऊर्जा संयंत्रों की आवश्यकता सतह पर लगे से एकीकृत प्रौद्योगिकियों में संक्रमण के दौरान इलेक्ट्रॉनिक्स की समान आवश्यकता की याद दिलाती है।

विश्वसनीयता बढ़ाने के उपायों के रूप में, हम "स्मार्ट मॉड्यूल" के उपयोग का सुझाव दे सकते हैं - ऐसे उपकरण, जो अपने इच्छित उद्देश्य के लिए, सौर मॉड्यूल के समान कार्य करते हैं, लेकिन वे अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनिक्स से लैस होते हैं जो विफल तत्वों की शॉर्ट-सर्किटिंग सुनिश्चित करते हैं। ऐसी प्रणाली आवश्यक है क्योंकि एक विफल तत्व मॉड्यूल की पूरी श्रृंखला को अक्षम कर देता है। बेशक, बड़े बिजली संयंत्रों में, बड़ी संख्या में समानांतर कनेक्शन से बिजली संयंत्र के बाहर निकलने में देरी संभव हो जाती है, लेकिन बिजली की हानि जमा हो जाएगी। ऐसी प्रणालियाँ अब केवल आंशिक छायांकन (उदाहरण के लिए) की स्थितियों में बैटरी संचालन सुनिश्चित करने के संदर्भ में विकसित की जा रही हैं, क्योंकि खराब रोशनी वाली प्रणालियाँ वास्तव में काम नहीं करती हैं। ऐसे विकास सौर पैनलों की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए भी उपयोगी हो सकते हैं।

स्वायत्त बिजली आपूर्ति स्थापित करने से पहले, आमतौर पर दो प्रश्न उठते हैं: "सिस्टम कितने समय तक चलेगा?" और "भुगतान करने में कितना समय लगेगा?" आख़िरकार, एक स्वायत्त सर्किट खरीदने और स्थापित करने पर खर्च करने की व्यवहार्यता इन सवालों के जवाब पर निर्भर करती है। सौर पैनलों का जीवनकाल भिन्न-भिन्न होता है। यह मुख्य रूप से स्वयं पैनलों के प्रकार पर निर्भर करता है।

सेवा जीवन

जैसा कि व्यावहारिक परीक्षणों से पता चला है, सौर पैनलों का सेवा जीवन कम से कम 20 वर्ष है। एक निश्चित समय (15-20 वर्ष, फोटोकल्स के प्रकार और विशेषताओं के आधार पर) के बाद, शक्ति में थोड़ी कमी देखी जाती है, जो भविष्य में भी जारी रहती है। एक नियम के रूप में, मोनोक्रिस्टल पर आधारित बैटरियां 30 साल तक चलती हैं, और पॉलीक्रिस्टल पर आधारित बैटरियां - 20-25 साल तक चलती हैं। नवीनतम पीढ़ी की पतली-फिल्म बैटरियां भी लगभग 20 वर्षों तक चलती हैं।

अधिकांश सौर पैनल निर्माताओं के लिए मानक वारंटी 10 से 25 वर्ष तक व्यापक रूप से भिन्न होती है। यह बिखराव स्वयं फोटोकल्स की विशेषताओं, उनके प्रकार (पॉली-, मोनो-), वर्ग ("ए", "बी", "सी"), सुरक्षात्मक फ्रंट कवरिंग की गुणवत्ता आदि से जुड़ा है।

निर्माता गारंटी देते हैं कि इस अवधि के दौरान उनके उत्पादों की शक्ति 10% से अधिक नहीं घटेगी। अधिक महत्वपूर्ण मात्रा में बिजली की गिरावट पूरे सिस्टम के उत्पादन में गंभीर कमी से भरी होती है, क्योंकि उत्पादित ऊर्जा का प्रत्येक वाट सौर ऊर्जा संयंत्रों के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। अनाकार सिलिकॉन बैटरियां, एक नियम के रूप में, पहले सीज़न में 10-40% बिजली खो देती हैं, जिसके बाद उनका उत्पादन इस स्तर पर "जम जाता है"।

सेवा जीवन को क्या प्रभावित करता है

क्रिस्टलीय सौर पैनलों का मानक डिज़ाइन जीवन 30 वर्ष है। तत्वों की वास्तविक उम्र बढ़ने की दर का पता लगाने के लिए विभिन्न प्रकार के परीक्षणों की पूरी श्रृंखला की जाती है। वे दिखाते हैं कि फोटोकल्स का सेवा जीवन स्वयं बहुत लंबा होता है; कई दशकों के उपयोग के बाद उनका क्षरण न्यूनतम होता है।
सौर पैनलों के प्रदर्शन में गिरावट तीन कारकों से जुड़ी है:

• मॉड्यूल को सील करने वाली फिल्म का विनाश;
• फोटोकल्स और सुरक्षात्मक ग्लास के बीच फिल्म परत का धुंधलापन;
• सौर बैटरी की पिछली फिल्म का नष्ट होना।

सौर पैनलों (साथ ही एक फिल्म परत) को सील करने के लिए, ईवीए फिल्म (एथिलीन विनाइल एसीटेट, तथाकथित "एथिलीन विनाइल एसीटेट") का उपयोग किया जाता है। पैनल का पिछला भाग आमतौर पर एक पॉलीविनाइल फॉस्फेट फिल्म होता है।

पैनल के फोटोकल्स और सोल्डर जोड़ों को नमी से बचाने के लिए ऐसी फिल्म सुरक्षा आवश्यक है। सौर स्पेक्ट्रम से यूवी किरणों के प्रभाव में, फिल्में धीरे-धीरे नष्ट हो जाती हैं, वे अपनी लोच खो देती हैं और यांत्रिक तनाव के प्रति अधिक आसानी से संवेदनशील हो जाती हैं। परिणामस्वरूप, जकड़न ख़राब हो जाती है और पैनल में नमी अधिक सक्रिय रूप से रिसने लगती है।

इसके अलावा, कांच और फोटोकल्स के बीच ईवीए फिल्म भी अपनी ऑप्टिकल पारदर्शिता खो देती है, जिससे सूर्य के प्रकाश के अवशोषण में कमी आती है। और नमी की सूक्ष्म बूंदों के कारण, सोल्डर जोड़ धीरे-धीरे खराब होने लगते हैं, जिससे संपर्क प्रतिरोध में वृद्धि, इसकी अधिक गर्मी और बाद में विनाश होता है।

एक नियम के रूप में, निर्माता 25 वर्षों में अपने सौर पैनलों की 20% से अधिक की गिरावट की गारंटी देते हैं। हालाँकि, यह केवल प्रतिष्ठित कंपनियों पर लागू होता है जो उत्पाद की गुणवत्ता की सावधानीपूर्वक निगरानी करती हैं। कम कर्तव्यनिष्ठ कंपनियाँ उत्पाद की अंतिम कीमत को यथासंभव कम निर्धारित करने के लिए पैनलों को असेंबल करते समय हर चीज़ पर बचत करती हैं।

इस तरह की बचत इस तथ्य को जन्म देती है कि सीलिंग के लिए निम्न-गुणवत्ता (या सौर पैनलों की विशिष्ट स्थितियों के लिए अनुपयुक्त) सामग्री का उपयोग किया जाता है। परिणामस्वरूप, संपर्कों का विनाश अगले सीज़न की शुरुआत में देखा जा सकता है, जिससे बिजली में तेज गिरावट (30-40% तक) हो सकती है। यह घटना विशेष रूप से अक्सर फोटो बैटरी वाले सस्ते उद्यान लैंप पर देखी जा सकती है।

अतिरिक्त कारक

सेवा जीवन ईवीए फिल्म की गुणवत्ता के साथ-साथ सुरक्षात्मक लैमिनेटिंग कोटिंग से भी प्रभावित होता है। खराब गुणवत्ता वाली कोटिंग पहले सीज़न में ही ध्यान देने योग्य सिकुड़न का कारण बनती है। इससे पैनल का लगभग पूरा दबाव कम हो जाता है, दक्षता में भारी कमी आती है और उत्पाद विफल हो जाता है।

दूसरा पहलू कनेक्टिंग कंडक्टरों और बसबारों की मोटाई है। यह सौर पैनल पासपोर्ट में बताई गई शक्ति की धाराओं को पारित करने के लिए पर्याप्त होना चाहिए। इसके अलावा, बस की मोटाई फोटोकल्स को एक-दूसरे से जोड़ने वाले कंडक्टरों की मोटाई से अधिक होनी चाहिए। यदि टायर बहुत पतला है (जो अक्सर कम-ज्ञात कंपनियों के सस्ते पैनलों में पाया जाता है), तो यह जल्द ही विफल हो जाएगा।

यह सोल्डर जोड़ों की सेवा जीवन और गुणवत्ता को भी प्रभावित करता है। खराब तरीके से की गई सोल्डरिंग बहुत जल्दी और बिना जंग के नष्ट हो जाती है, क्योंकि ऐसे संपर्क स्वयं बहुत अधिक गर्म हो जाते हैं। इसलिए, दीर्घकालिक प्रदर्शन के लिए सोल्डर कनेक्शन की विश्वसनीयता एक अनिवार्य शर्त है।

ऋण वापसी की अवधि

सौर पैनलों की वापसी अवधि कई कारकों पर निर्भर करती है:

• उपकरण का प्रकार (पॉली- या मोनोसेल, सिंगल- या मल्टीलेयर सौर बैटरी संरचना)। प्रारंभिक लागत इस पर निर्भर करती है, क्योंकि विभिन्न प्रकार के सौर पैनलों की लागत काफी भिन्न होती है।
• स्थापित पैनलों की संख्या. इसीलिए पहले से ही पूरे सिस्टम की सटीक गणना करना बहुत महत्वपूर्ण है।
• भौगोलिक अक्षांश, या अधिक सटीक रूप से, सूर्यातप की मात्रा: जितना अधिक सूर्य मॉड्यूल की कामकाजी सतह पर पड़ता है, उतनी अधिक ऊर्जा उत्पन्न होती है और जितनी तेजी से इसकी लागत "ठीक" होती है।
• क्षेत्र में ऊर्जा की कीमतें. एक किलोवाट-घंटा बिजली की लागत सूर्य द्वारा उत्पन्न ऊर्जा और केंद्रीय पावर ग्रिड से प्राप्त ऊर्जा की लागत में अंतर निर्धारित करेगी। दूसरे शब्दों में, "सौर बिजली" उत्पन्न करना कितना अधिक लाभदायक है।

औसतन, एक निजी घर के लिए भुगतान अवधि मध्य यूरोपीय देशों में 2.5-3.5 वर्ष और दक्षिणी यूरोपीय देशों में 1.5-2 वर्ष है। रूस के लिए, यह सूचक औसतन 2 से 5 वर्ष तक भिन्न होता है। हालाँकि, यह याद रखना चाहिए कि विनिर्माण प्रौद्योगिकियों में सुधार के साथ, पैनलों की दक्षता (ऊर्जा उत्पादन) बढ़ जाती है, जिसका अर्थ है कि भुगतान की अवधि धीरे-धीरे कम हो रही है।

सौर पैनलों की दक्षता और प्रदर्शन को क्या प्रभावित करता है?

आज सौर प्रणाली की दक्षता जैसी चीज़ के बारे में बहुत चर्चा हो रही है। सौर पैनलों की दक्षता का आकलन करते समय यह प्रमुख मानदंडों में से एक है। इस सूचक को बढ़ाना सौर ऊर्जा को परिवर्तित करने की लागत को कम करने और सौर प्रणालियों के उपयोग को बढ़ाने की दिशा में मुख्य कार्य है। सौर पैनलों की कम दक्षता उनका मुख्य नुकसान है। आधुनिक सौर कोशिकाओं का एक वर्ग मीटर उस पर पड़ने वाले सौर विकिरण की 15-20 प्रतिशत शक्ति का उत्पादन प्रदान करता है। और यह सबसे अनुकूल परिचालन स्थितियों के तहत है। परिणामस्वरूप, आवश्यक ऊर्जा आपूर्ति प्रदान करने के लिए, कई बड़े क्षेत्र वाले सौर पैनलों की स्थापना की आवश्यकता होती है। हम इस लेख में यह समझने की कोशिश करेंगे कि ऐसे उपकरण कितने प्रभावी हैं और इसकी दक्षता किस पर निर्भर करती है। हम सौर पैनलों की सेवा जीवन और भुगतान के बारे में भी बात करेंगे।

सौर पैनलों की कार्यप्रणाली अर्धचालक तत्वों के गुणों पर आधारित होती है। फोटॉनों द्वारा फोटोवोल्टिक पैनलों पर पड़ने वाली सूर्य की रोशनी परमाणुओं की बाहरी कक्षा से इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकाल देती है। परिणामस्वरूप बड़ी संख्या में इलेक्ट्रॉन एक बंद सर्किट में विद्युत प्रवाह प्रदान करते हैं। सामान्य बिजली के लिए एक या दो पैनल पर्याप्त नहीं हैं। इसलिए, कई टुकड़ों को जोड़कर सौर पैनल बनाए जाते हैं। आवश्यक वोल्टेज और शक्ति प्राप्त करने के लिए, उन्हें समानांतर और श्रृंखला में जोड़ा जाता है। बड़ी संख्या में फोटोसेल सौर ऊर्जा को अवशोषित करने के लिए एक बड़ा क्षेत्र प्रदान करते हैं और अधिक बिजली का उत्पादन करते हैं।

अब सीधे दक्षता के बारे में ही। इस मान की गणना बिजली की शक्ति को पैनल से टकराने वाली सौर ऊर्जा की शक्ति से विभाजित करके की जाती है। आधुनिक सौर बैटरियों के लिए, यह मान 12-25 प्रतिशत (व्यवहार में, 15% से अधिक नहीं) की सीमा में है। सैद्धांतिक रूप से, दक्षता को 80-85 प्रतिशत तक बढ़ाना संभव है। यह अंतर पैनल बनाने में प्रयुक्त सामग्री के कारण मौजूद है। यह सिलिकॉन पर आधारित है, जो पराबैंगनी प्रकाश को अवशोषित नहीं करता है, बल्कि केवल अवरक्त स्पेक्ट्रम को अवशोषित करता है। इससे पता चलता है कि पराबैंगनी विकिरण की ऊर्जा बर्बाद हो जाती है।

दक्षता बढ़ाने की दिशाओं में से एक बहुपरत पैनलों का निर्माण है। ऐसी संरचनाओं में परतों में व्यवस्थित सामग्रियों का एक सेट होता है। सामग्रियों का चयन इसलिए किया जाता है ताकि विभिन्न ऊर्जाओं के क्वांटा को कैप्चर किया जा सके। एक सामग्री वाली परत एक प्रकार की ऊर्जा को अवशोषित करती है, दूसरी परत दूसरे प्रकार की ऊर्जा को अवशोषित करती है, और इसी तरह। परिणामस्वरूप, उच्च दक्षता वाले सौर सेल बनाना संभव है। सैद्धांतिक रूप से, ऐसे मल्टीलेयर पैनल 87 प्रतिशत तक दक्षता प्रदान कर सकते हैं। लेकिन यह सिद्धांत में है, लेकिन व्यवहार में ऐसे मॉड्यूल का निर्माण समस्याग्रस्त है। इसके अलावा, वे बहुत महंगे साबित होते हैं।

सौर प्रणालियों की दक्षता सौर कोशिकाओं में प्रयुक्त सिलिकॉन के प्रकार से 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।

मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन से बने फोटोकल्स की दक्षता 10-15 प्रतिशत होती है। वे सबसे प्रभावी हैं और उनकी लागत दूसरों की तुलना में अधिक है। पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन मॉडल में सबसे सस्ती वाट बिजली होती है। बहुत कुछ सामग्रियों की शुद्धता पर निर्भर करता है, और कुछ मामलों में पॉलीक्रिस्टलाइन तत्व एकल क्रिस्टल की तुलना में अधिक प्रभावी हो सकते हैं।

अनाकार सिलिकॉन से बने फोटोकल्स भी होते हैं, जिनके आधार पर पतली-फिल्म वाले लचीले पैनल बनाए जाते हैं। इनका उत्पादन सरल है और कीमत कम है। लेकिन दक्षता बहुत कम है और 5-6 प्रतिशत है। अनाकार सिलिकॉन तत्व समय के साथ अपनी विशेषताएं खो देते हैं। उनकी उत्पादकता बढ़ाने के लिए सेलेनियम, तांबा, गैलियम और इंडियम के कण मिलाए जाते हैं।

सौर पैनलों की दक्षता क्या निर्धारित करती है?

सौर पैनलों की दक्षता कई कारकों से प्रभावित होती है:

• तापमान;
• सूर्य के प्रकाश का आपतन कोण;
• सतह की सफाई;
• छाया का अभाव;
• मौसम।

आदर्श रूप से, फोटोसेल की सतह पर सूर्य के प्रकाश का आपतन कोण सीधा होना चाहिए।अन्य सभी चीजें समान होने पर, इस मामले में अधिकतम दक्षता होगी। कुछ मॉडलों में, दक्षता बढ़ाने के लिए सौर पैनलों में एक सन ट्रैकिंग सिस्टम स्थापित किया जाता है। यह सूर्य की स्थिति के आधार पर स्वचालित रूप से पैनलों का कोण बदलता है। लेकिन यह आनंद सस्ता नहीं है और इसलिए दुर्लभ है।

ऑपरेशन के दौरान, फोटोकल्स गर्म हो जाते हैं, और यह उनकी दक्षता को नकारात्मक रूप से प्रभावित करता है। ऊर्जा रूपांतरण के दौरान होने वाले नुकसान से बचने के लिए, पैनलों और जिस सतह पर वे लगे हैं, उसके लिए जगह छोड़ी जानी चाहिए। फिर हवा का प्रवाह उनके नीचे से गुजरेगा और उन्हें ठंडा करेगा।

पैनलों को साल में कई बार धोना और पोंछना चाहिए। आखिरकार, फोटोवोल्टिक पैनलों की दक्षता सीधे आपतित प्रकाश और इसलिए सतह की सफाई पर निर्भर करती है। यदि सतह पर संदूषण है, तो सौर पैनलों की दक्षता कम हो जाएगी।

बैटरियों को सही ढंग से स्थापित करना महत्वपूर्ण है। इसका मतलब है कि उन पर कोई छाया नहीं पड़नी चाहिए. अन्यथा, समग्र रूप से सिस्टम की दक्षता बहुत कम हो जाएगी। दक्षिण दिशा में फोटोकेल्स लगाना अत्यधिक उचित है।

जहां तक ​​मौसम की बात है तो इस पर भी बहुत कुछ निर्भर करता है. आपका क्षेत्र भूमध्य रेखा के जितना करीब होगा, पैनलों पर पड़ने वाले सौर विकिरण का घनत्व उतना ही अधिक होगा। हमारे क्षेत्र में सर्दियों में कार्यक्षमता 2-8 गुना तक गिर सकती है। इसके कारण धूप वाले दिनों में कमी और पैनलों पर बर्फ गिरना दोनों हैं।

सौर पैनलों की सेवा जीवन और भुगतान

सौर प्रणालियों में कोई गतिमान यांत्रिक भाग नहीं होते हैं, जो उन्हें टिकाऊ और विश्वसनीय बनाता है।ऐसी बैटरियों का सेवा जीवन 25 वर्ष या उससे अधिक है। यदि इन्हें ठीक से संचालित और रखरखाव किया जाए तो ये 50 साल तक चल सकते हैं। इसके अलावा, उनमें कोई गंभीर खराबी नहीं होती है और मालिक को केवल समय-समय पर सौर कोशिकाओं को गंदगी, बर्फ आदि से साफ करने की आवश्यकता होती है। सौर प्रणाली की दक्षता और दक्षता बढ़ाने के लिए यह आवश्यक है। सौर पैनल खरीदने या न खरीदने का निर्णय लेते समय लंबी सेवा जीवन अक्सर निर्धारण कारक बन जाता है। आख़िरकार, पेबैक अवधि बीत जाने के बाद, उनसे बिजली मुफ़्त हो जाएगी।

और पेबैक अवधि सेवा जीवन से काफी कम है। लेकिन कई लोग बैटरी की शुरुआती लागत से रुक जाते हैं। कम दक्षता के साथ, कई लोगों को सौर प्रणाली खरीदने की लाभप्रदता के बारे में संदेह है। इसलिए, यहां निर्णय आपके क्षेत्र के मौसम और जलवायु, उपयोग की स्थितियों आदि को ध्यान में रखकर किया जाना चाहिए।

पेबैक अवधि निम्नलिखित कारकों से प्रभावित होती है:

• फोटोसेल और उपकरण के प्रकार. पेबैक दक्षता मूल्य और सौर कोशिकाओं की प्रारंभिक लागत दोनों से प्रभावित होता है;
• क्षेत्र। आपके क्षेत्र में सूर्य के प्रकाश की तीव्रता जितनी अधिक होगी, भुगतान अवधि उतनी ही कम होगी;
• उपकरण और स्थापना की कीमत;
• आपके क्षेत्र में बिजली की कीमत.

क्षेत्र के अनुसार औसत भुगतान अवधि है:

• दक्षिणी यूरोप ─ 2 वर्ष तक;
• मध्य यूरोप - 3.5 वर्ष तक;
• रूस ─ अधिकांश क्षेत्रों में 5 वर्ष तक।

ताप एकत्र करने के लिए सौर संग्राहकों और विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए बैटरियों की दक्षता लगातार बढ़ रही है। सच है, उतनी तेजी से नहीं जितनी हम चाहेंगे।उद्योग विशेषज्ञ फोटोवोल्टिक कोशिकाओं की दक्षता बढ़ाने और लागत कम करने के लिए काम कर रहे हैं। परिणामस्वरूप, इस सब से पेबैक अवधि में कमी आएगी और सौर पैनलों का व्यापक उपयोग होगा।