रशियातील भौतिकशास्त्रज्ञांनी सौर पॅनेलची कार्यक्षमता 20% ने सुधारली आहे

कार्यक्षमता आणि साहित्य आणि तंत्रज्ञान यांच्यातील संबंध

सौर पॅनेल कसे कार्य करतात? अर्धसंवाहकांच्या गुणधर्मांवर आधारित. त्यांच्यावर पडणारा प्रकाश अणूंच्या बाहेरील कक्षेत असलेल्या इलेक्ट्रॉनच्या कणांमुळे बाहेर पडतो. मोठ्या संख्येने इलेक्ट्रॉन एक विद्युत चालू क्षमता तयार करतात - बंद सर्किट परिस्थितीत.

सामान्य पॉवर इंडिकेटर प्रदान करण्यासाठी, एक मॉड्यूल पुरेसे नाही. अधिक पॅनेल, रेडिएटर्सचे अधिक कार्यक्षम ऑपरेशन, जे बॅटरीला वीज देते, जिथे ते जमा होईल.या कारणास्तव सौर पॅनेलची कार्यक्षमता देखील स्थापित केलेल्या मॉड्यूल्सच्या संख्येवर अवलंबून असते. त्यांच्यापैकी जितकी जास्त, तितकी अधिक सौर ऊर्जा ते शोषून घेतात आणि त्यांचा उर्जा निर्देशक उच्च परिमाणाचा क्रम बनतो.

बॅटरी कार्यक्षमता सुधारली जाऊ शकते? असे प्रयत्न त्यांच्या निर्मात्यांनी केले होते आणि एकापेक्षा जास्त वेळा. भविष्यात बाहेर पडण्याचा मार्ग म्हणजे अनेक साहित्य आणि त्यांचे स्तर असलेल्या घटकांचे उत्पादन. सामग्री अशा प्रकारे पाळली जाते की मॉड्यूल विविध प्रकारची ऊर्जा शोषू शकतात.

उदाहरणार्थ, जर एक पदार्थ यूव्ही स्पेक्ट्रमसह आणि दुसरा इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रमसह कार्य करत असेल तर, सौर पेशींची कार्यक्षमता लक्षणीय वाढते. जर आपण सिद्धांताच्या पातळीवर विचार केला तर सर्वोच्च कार्यक्षमता सुमारे 90% ची सूचक असू शकते.

तसेच, सिलिकॉनच्या प्रकाराचा कोणत्याही सौर यंत्रणेच्या कार्यक्षमतेवर मोठा प्रभाव असतो. त्याचे अणू अनेक प्रकारे मिळवता येतात आणि त्यावर आधारित सर्व पॅनेल तीन प्रकारांमध्ये विभागले जातात:

• एकल क्रिस्टल्स;
• पॉलीक्रिस्टल्स;
• अनाकार सिलिकॉन घटक.

सौर पेशी मोनोक्रिस्टल्सपासून तयार केल्या जातात, ज्याची कार्यक्षमता सुमारे 20% आहे. ते महाग आहेत कारण ते सर्वात कार्यक्षम आहेत. पॉलीक्रिस्टल्सची किंमत खूपच कमी आहे, कारण या प्रकरणात त्यांच्या कामाची गुणवत्ता थेट त्यांच्या उत्पादनात वापरल्या जाणार्‍या सिलिकॉनच्या शुद्धतेवर अवलंबून असते.

अनाकार सिलिकॉनवर आधारित घटक पातळ-फिल्म लवचिक सौर पॅनेलच्या निर्मितीसाठी आधार बनले आहेत. त्यांच्या उत्पादनाचे तंत्रज्ञान बरेच सोपे आहे, किंमत कमी आहे, परंतु कार्यक्षमता कमी आहे - 6% पेक्षा जास्त नाही. ते लवकर झिजतात. म्हणून, त्यांचे सेवा जीवन सुधारण्यासाठी, सेलेनियम, गॅलियम आणि इंडियम त्यांना जोडले जातात.

वापर

पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स

विविध ग्राहक इलेक्ट्रॉनिक्स - कॅल्क्युलेटर, प्लेअर्स, फ्लॅशलाइट्स, इ. वीज पुरवण्यासाठी आणि/किंवा बॅटरी रिचार्ज करण्यासाठी.

इमारतींचा ऊर्जा पुरवठा

घराच्या छतावर सोलर बॅटरी

मोठ्या आकाराच्या सौर पेशी, सौर संग्राहकांप्रमाणे, उष्णकटिबंधीय आणि उपोष्णकटिबंधीय प्रदेशांमध्ये मोठ्या प्रमाणात सनी दिवसांसह वापरले जातात. भूमध्यसागरीय देशांमध्ये विशेषतः लोकप्रिय, जेथे ते घरांच्या छतावर ठेवलेले आहेत.

स्पेनमधील नवीन घरे मार्च 2007 पासून सोलर वॉटर हीटर्सने सुसज्ज आहेत, जे घराच्या स्थानावर आणि अपेक्षित पाण्याच्या वापरावर अवलंबून 30% ते 70% गरम पाण्याच्या गरजा पुरवतात. अनिवासी इमारतींमध्ये (शॉपिंग सेंटर, हॉस्पिटल इ.) फोटोव्होल्टेइक उपकरणे असणे आवश्यक आहे.

सध्या, सौर पॅनेलच्या संक्रमणामुळे लोकांमध्ये बरीच टीका होत आहे. विजेचे दर वाढणे, नैसर्गिक लँडस्केपचा गोंधळ यामुळे हे घडते. पक्षांतराचे विरोधक सौर पॅनेलवर अशी टीका केली जाते संक्रमण, ज्यावर घरे आणि जमिनीचे मालक म्हणून सौर पॅनेल बसवले आणि विंड फार्म, राज्याकडून सबसिडी घेतात, तर सामान्य भाडेकरूंना मिळत नाही. या संदर्भात, जर्मन फेडरल अर्थशास्त्र मंत्रालयाने एक विधेयक विकसित केले आहे जे नजीकच्या भविष्यात फोटोव्होल्टेइक इंस्टॉलेशन्स किंवा ब्लॉक थर्मल पॉवर प्लांट्समधून ऊर्जा प्रदान केलेल्या घरांमध्ये राहणा-या भाडेकरूंसाठी फायदे सादर करण्यास अनुमती देईल. पर्यायी ऊर्जा स्रोत वापरणाऱ्या घरांच्या मालकांना अनुदान देण्याबरोबरच या घरांमध्ये राहणाऱ्या भाडेकरूंनाही अनुदान देण्याची योजना आहे.

जागेत वापरा

सौर पॅनेल हे अंतराळ यानावर विद्युत उर्जा निर्माण करण्याचा एक मुख्य मार्ग आहे: ते कोणत्याही सामग्रीचा वापर न करता दीर्घकाळ कार्य करतात आणि त्याच वेळी ते अणु आणि रेडिओआयसोटोप उर्जा स्त्रोतांच्या विपरीत पर्यावरणास अनुकूल असतात.

तथापि, सूर्यापासून खूप अंतरावर (मंगळाच्या कक्षेच्या पलीकडे) उड्डाण करताना, त्यांचा वापर समस्याप्रधान बनतो, कारण सौर ऊर्जेचा प्रवाह सूर्यापासूनच्या अंतराच्या वर्गाच्या व्यस्त प्रमाणात असतो. शुक्र आणि बुध कडे उड्डाण करताना, त्याउलट, सौर बॅटरीची शक्ती लक्षणीय वाढते (शुक्र प्रदेशात 2 पट, बुध प्रदेशात 6 पट).

औषधात वापरा

दक्षिण कोरियाच्या शास्त्रज्ञांनी त्वचेखालील सौर सेल विकसित केला आहे. पेसमेकरसारख्या शरीरात प्रत्यारोपित उपकरणांचे सुरळीत ऑपरेशन सुनिश्चित करण्यासाठी एखाद्या व्यक्तीच्या त्वचेखाली सूक्ष्म उर्जा स्त्रोताचे रोपण केले जाऊ शकते. अशी बॅटरी केसांपेक्षा 15 पट पातळ असते आणि त्वचेला सनस्क्रीन लावले तरी चार्ज करता येते.

कार्यक्षमता म्हणजे काय

तर, बॅटरीची कार्यक्षमता ही ती प्रत्यक्षात व्युत्पन्न केलेल्या संभाव्यतेचे प्रमाण असते, टक्केवारी म्हणून दर्शविली जाते. त्याची गणना करण्यासाठी, सौर पॅनेलच्या पृष्ठभागावर पडणाऱ्या सौर उर्जेच्या शक्तीने विद्युत उर्जेची शक्ती विभाजित करणे आवश्यक आहे.

आता हा आकडा 12 ते 25% च्या श्रेणीत आहे. जरी व्यवहारात, हवामान आणि हवामानाची परिस्थिती पाहता, ते 15 च्या वर वाढत नाही. याचे कारण म्हणजे ज्या सामग्रीपासून सौर बॅटरी बनवल्या जातात. सिलिकॉन, जो त्यांच्या उत्पादनासाठी मुख्य "कच्चा माल" आहे, त्यात यूव्ही स्पेक्ट्रम शोषण्याची क्षमता नाही आणि ते केवळ इन्फ्रारेड रेडिएशनसह कार्य करू शकतात.दुर्दैवाने, या कमतरतेमुळे, आम्ही यूव्ही स्पेक्ट्रमची ऊर्जा वाया घालवतो आणि तिचा योग्य वापर करत नाही.

विविध घटकांच्या कार्यक्षमतेवर प्रभाव.

या दिशेने काम करणाऱ्या सर्व संशोधकांसाठी सोलर मॉड्यूलची कार्यक्षमता वाढवणे ही डोकेदुखी आहे. आजपर्यंत, अशा उपकरणांची कार्यक्षमता 15 ते 25% च्या श्रेणीत आहे. टक्केवारी खूपच कमी आहे. सौर बॅटरी हे एक अत्यंत लहरी उपकरण आहे, ज्याचे स्थिर ऑपरेशन अनेक कारणांवर अवलंबून असते.

कार्यक्षमतेवर दोन प्रकारे परिणाम करणारे मुख्य घटक समाविष्ट आहेत:

• सौर पेशींसाठी आधारभूत सामग्री. या संदर्भात सर्वात कमकुवत पॉलीक्रिस्टलाइन सौर पॅनेल आहे ज्याची कार्यक्षमता 15% पर्यंत आहे. इंडियम-गॅलियम किंवा कॅडमियम-टेल्युरियमवर आधारित मॉड्यूल, ज्यांची उत्पादनक्षमता 20% पर्यंत आहे, ते आशादायक मानले जाऊ शकतात.
• सौर रिसीव्हर अभिमुखता. तद्वतच, त्यांच्या कार्यरत पृष्ठभागासह सौर पॅनेल उजव्या कोनात सूर्याकडे तोंड द्यावे. या स्थितीत, ते शक्य तितके लांब असावेत. सूर्याच्या क्षेत्रामध्ये मॉड्यूल्सच्या योग्य स्थितीचा कालावधी वाढवण्यासाठी, अधिक महाग समकक्षांकडे त्यांच्या शस्त्रागारात एक सूर्य ट्रॅकिंग डिव्हाइस आहे जे ताऱ्याच्या हालचालीनंतर बॅटरी फिरवते.
• इंस्टॉलेशन्सचे ओव्हरहाटिंग. भारदस्त तापमानाचा वीज निर्मितीवर नकारात्मक प्रभाव पडतो, म्हणून, स्थापनेदरम्यान, पॅनेलचे पुरेसे वायुवीजन आणि शीतकरण सुनिश्चित करणे आवश्यक आहे. हे पॅनेल आणि स्थापना पृष्ठभागाच्या दरम्यान हवेशीर अंतर स्थापित करून प्राप्त केले जाते.
• कोणत्याही वस्तूने टाकलेली सावली संपूर्ण प्रणालीची कार्यक्षमता लक्षणीयरीत्या खराब करू शकते.

सर्व आवश्यकतांची पूर्तता करून, आणि शक्य असल्यास, योग्य स्थितीत पॅनेल स्थापित केल्यास, आपण उच्च कार्यक्षमतेसह सौर पॅनेल मिळवू शकता. ते जास्त आहे, कमाल नाही. वस्तुस्थिती अशी आहे की गणना केलेली, किंवा सैद्धांतिक कार्यक्षमता, प्रयोगशाळेच्या परिस्थितीत प्राप्त केलेले मूल्य आहे, दिवसाच्या प्रकाशाच्या तासांचे सरासरी मापदंड आणि ढगाळ दिवसांची संख्या.

सराव मध्ये, अर्थातच, कार्यक्षमतेची टक्केवारी कमी असेल.

सोलर उचलणे तुमच्या घरासाठी बॅटरी, कामगिरीच्या खालच्या मर्यादेवर लक्ष केंद्रित करणे चांगले आहे, वरच्या मर्यादेवर नाही. अशा प्रकारे सौर मॉड्यूल्स आणि कामासाठी योग्य असलेले सर्व घटक निवडून, स्थापित केलेल्या स्थापनेची क्षमता पुरेशी आहे याची खात्री बाळगू शकता. गणनेमध्ये कमी कार्यप्रदर्शन मर्यादा निवडून, तुम्ही पॉवरच्या कमतरतेच्या बाबतीत पुनर्विमासाठी खरेदी केलेल्या अतिरिक्त पॅनेलच्या खरेदीवर बचत करू शकता.

विकासाच्या संभावनांना प्रोत्साहन.

आजपर्यंत, सौर ऊर्जेतील कार्यक्षमतेचा परिपूर्ण रेकॉर्ड अमेरिकन विकासकांचा आहे आणि तो 42.8% आहे. हे मूल्य 2010 मधील मागील रेकॉर्डपेक्षा 2% जास्त आहे. क्रिस्टलीय सिलिकॉनपासून बनवलेल्या सौर सेलच्या सुधारणेसह विक्रमी ऊर्जा प्राप्त झाली. अशा अभ्यासाची विशिष्टता ही आहे की सर्व मोजमाप केवळ कामकाजाच्या परिस्थितीत, म्हणजे प्रयोगशाळा आणि ग्रीनहाऊसच्या आवारात नव्हे तर प्रस्तावित स्थापनेच्या वास्तविक ठिकाणी केले गेले.

सर्व समान तांत्रिक प्रयोगशाळांच्या बाजूने, शेवटचा रेकॉर्ड वाढविण्याचे काम थांबत नाही. डेव्हलपर्सचे पुढील उद्दिष्ट सौर मॉड्यूल्सची कार्यक्षमता मर्यादा 50% आहे.दिवसेंदिवस मानवता त्या क्षणाच्या जवळ येत आहे जेव्हा सौर ऊर्जा सध्या वापरल्या जाणार्‍या हानिकारक आणि महागड्या ऊर्जा स्त्रोतांची पूर्णपणे जागा घेईल आणि जलविद्युत प्रकल्पांसारख्या दिग्गजांच्या बरोबरीने होईल.

विविध प्रकारच्या सौर पॅनेलची कार्यक्षमता

सर्व आधुनिक सौर पेशी अर्धसंवाहकांच्या भौतिक गुणधर्मांच्या आधारावर कार्य करतात. सूर्यप्रकाशाचे फोटॉन, फोटोव्होल्टेइक पॅनल्सवर पडतात, अणूंच्या बाह्य कक्षेतून इलेक्ट्रॉन बाहेर काढतात. परिणामी, त्यांची हालचाल सुरू होते, ज्यामुळे विद्युत प्रवाह दिसू लागतो.

सिंगल पॅनेल सामान्य उर्जा देऊ शकत नाहीत, म्हणून ते विशिष्ट प्रमाणात सामान्य सौर बॅटरीशी जोडलेले असतात. सिस्टीममध्ये जितके अधिक फोटोव्होल्टेइक पेशी गुंतलेले असतील तितके विजेचे पॉवर आउटपुट जास्त असेल.

पॅनल्सचे तत्त्व जाणून घेतल्यास, आपण त्यांची कार्यक्षमता निर्धारित करू शकता. सैद्धांतिकदृष्ट्या, कार्यक्षमतेची व्याख्या म्हणजे दिलेल्या पॅनेलवर पडणार्‍या सूर्याच्या किरणांपासून उर्जेच्या प्रमाणात भागून उत्पादित विजेचे प्रमाण होय. सैद्धांतिकदृष्ट्या, आधुनिक प्रणाली 25% पर्यंत वितरित करण्यास सक्षम आहेत, परंतु प्रत्यक्षात ही संख्या 15% पेक्षा जास्त नाही. ज्या सामग्रीपासून पॅनेल बनवले जातात त्यावर बरेच काही अवलंबून असते. उदाहरणार्थ, मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे सिलिकॉन केवळ इन्फ्रारेड किरण शोषून घेण्यास सक्षम आहे आणि अल्ट्राव्हायोलेट किरणांची ऊर्जा त्याच्याद्वारे लक्षात येत नाही आणि ती वाया जाते.

सध्या, बहुस्तरीय पॅनेलच्या निर्मितीवर काम सुरू आहे, ज्यामुळे उच्च कार्यक्षमतेसह सौर पॅनेल तयार करणे शक्य होते. त्यांच्या डिझाइनमध्ये अनेक स्तरांमध्ये स्थित विविध साहित्य समाविष्ट आहेत. ते अशा प्रकारे निवडले जातात की ते सर्व मुख्य ऊर्जा क्वांटा कॅप्चर करण्यास सक्षम आहेत.म्हणजेच, विशिष्ट सामग्रीचा प्रत्येक थर ऊर्जा प्रकारांपैकी एक शोषण्यास सक्षम आहे.

सैद्धांतिकदृष्ट्या, अशा उपकरणांसाठी, कार्यक्षमता 87% पर्यंत वाढू शकते, परंतु सराव मध्ये, अशा पॅनेल्सच्या निर्मितीसाठी तंत्रज्ञान खूपच क्लिष्ट आहे. याव्यतिरिक्त, त्यांची किंमत मानक सौर यंत्रणेच्या तुलनेत खूपच जास्त आहे.

सौर सेलची कार्यक्षमता मुख्यत्वे सौर पेशींमध्ये वापरल्या जाणार्‍या सिलिकॉनच्या प्रकारावर अवलंबून असते. या सामग्रीवर आधारित सर्व पॅनेल तीन प्रकारांमध्ये विभागले गेले आहेत:

• मोनोक्रिस्टलाइन, 10-15% च्या कार्यक्षमतेसह. ते सर्वात प्रभावी मानले जातात आणि त्यांची किंमत इतर उपकरणांपेक्षा खूप जास्त आहे.
• पॉलीक्रिस्टलाइनचे दर कमी आहेत, परंतु त्यांची किंमत प्रति वॅट खूपच कमी आहे. उच्च-गुणवत्तेची सामग्री वापरताना, असे पॅनेल कधीकधी एकल क्रिस्टल्सच्या कार्यक्षमतेमध्ये श्रेष्ठ असतात.
• अनाकार सिलिकॉनवर आधारित लवचिक पातळ-फिल्म पॅनेल. ते तयार करणे सोपे आणि कमी खर्चाचे आहेत. तथापि, या उपकरणांची कार्यक्षमता खूपच कमी आहे, सुमारे 5-6%. हळूहळू, ऑपरेशन दरम्यान, त्यांची कार्यक्षमता कमी होते, उत्पादकता कमी होते.

साधक

1. पॅनेलमध्ये कोणतेही हलणारे भाग आणि घटक नसल्यामुळे, टिकाऊपणा वाढला आहे. उत्पादक 25 वर्षांच्या सेवा आयुष्याची हमी देतात.
2. आपण सर्व नियमित देखभाल आणि ऑपरेटिंग नियमांचे पालन केल्यास, अशा प्रणालींचे ऑपरेशन 50 वर्षांपर्यंत वाढते. देखभाल करणे अगदी सोपे आहे - धूळ, बर्फ आणि इतर नैसर्गिक दूषित पदार्थांपासून फोटोसेल वेळेवर स्वच्छ करा.
3. ही प्रणालीची टिकाऊपणा आहे जी पॅनेल खरेदी आणि स्थापनेसाठी निर्णायक घटक आहे. सर्व खर्च भरल्यानंतर, निर्माण होणारी वीज विनामूल्य असेल.

अशा प्रणालींच्या व्यापक वापरासाठी सर्वात महत्वाचा अडथळा म्हणजे त्यांची उच्च किंमत. घरगुती सौर पॅनेलच्या कमी कार्यक्षमतेसह, वीज निर्मितीच्या या विशिष्ट पद्धतीच्या आर्थिक गरजेबद्दल गंभीर शंका आहेत.

परंतु पुन्हा, या प्रणालींच्या क्षमतेचे वाजवी मूल्यमापन करणे आवश्यक आहे आणि त्यावर आधारित, अपेक्षित परताव्याची गणना करणे आवश्यक आहे. पारंपारिक वीज पूर्णपणे बदलणे शक्य होणार नाही, परंतु सौर यंत्रणा वापरून पैसे वाचवणे शक्य आहे.

याव्यतिरिक्त, असे फायदे लक्षात न घेणे कठीण आहे:

• सभ्यतेपासून अत्यंत दुर्गम भागात वीज मिळणे;
• स्वायत्तता;
• नीरवपणा.

सौर ऊर्जेचे तोटे

• मोठ्या क्षेत्रांचा वापर करण्याची गरज;
• सौर ऊर्जा प्रकल्प रात्री काम करत नाही आणि संध्याकाळच्या संधिप्रकाशात प्रभावीपणे काम करत नाही, तर विजेच्या वापराचे शिखर संध्याकाळच्या वेळेस अचूकपणे येते;
• प्राप्त झालेल्या उर्जेची पर्यावरणीय स्वच्छता असूनही, सौर पेशींमध्ये स्वतःच विषारी पदार्थ असतात, जसे की शिसे, कॅडमियम, गॅलियम, आर्सेनिक इ.

सोलर पॉवर प्लांट्सची उच्च किंमत, तसेच जटिल लीड हॅलाइड्सची कमी स्थिरता आणि या संयुगांच्या विषारीपणामुळे टीका केली जाते. सध्या, सौर पेशींसाठी लीड-फ्री सेमीकंडक्टरचा सक्रिय विकास, उदाहरणार्थ, बिस्मथ आणि अँटीमोनीवर आधारित, चालू आहे.

त्यांच्या कमी कार्यक्षमतेमुळे, जे सर्वोत्कृष्ट 20 टक्क्यांपर्यंत पोहोचते, सौर पॅनेल खूप गरम होतात. उर्वरित 80 टक्के सौरऊर्जा पर्यंत प्रकाश सौर पॅनेल गरम करतो सरासरी तापमान सुमारे 55°C. पासून द्वारे फोटोव्होल्टेइक सेलच्या तापमानात वाढ 1°, त्याची कार्यक्षमता 0.5% ने कमी होते.हे अवलंबित्व अ-रेखीय आहे आणि घटक तापमानात 10° ने वाढ झाल्यामुळे कार्यक्षमतेत जवळजवळ दोन घटकांनी घट होते. कूलिंग सिस्टम (पंखे किंवा पंप) पंपिंग रेफ्रिजरंटचे सक्रिय घटक मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा वापरतात, वेळोवेळी देखभाल आवश्यक असतात आणि संपूर्ण सिस्टमची विश्वासार्हता कमी करतात. पॅसिव्ह कूलिंग सिस्टीमची कार्यक्षमता खूपच कमी असते आणि ती सोलर पॅनेल थंड करण्याच्या कामाचा सामना करू शकत नाही.

कामगिरी गणना

सौरऊर्जेचा वापर आणि अशा संकल्पनांची आर्थिक तर्कशुद्धता सर्वांची परिणामकारकता ठरवते सौर पॅनेल प्रणालीचे प्रकार. सर्व प्रथम, परिवर्तनाची किंमत विचारात घेतली जाते. सौर ऊर्जा वीज मध्ये.

अशा प्रणाली किती फायदेशीर आणि प्रभावी ठरतात जसे की:

• सौर पॅनेल आणि संबंधित उपकरणांचे प्रकार;
• फोटोसेलची कार्यक्षमता आणि त्यांची किंमत;
• हवामान परिस्थिती. वेगवेगळ्या प्रदेशात वेगवेगळी सौर क्रिया असते. हे पेबॅक कालावधीवर देखील परिणाम करते.

योग्य कामगिरी कशी निवडावी

पॅनल्स खरेदी करण्यापूर्वी, आपल्याला सौर बॅटरीची आवश्यक कार्यक्षमता काय असू शकते हे जाणून घेणे आवश्यक आहे.

जर तुमची घरगुती वापराची पातळी, उदाहरणार्थ, 100 kW/महिना (वीज मीटरनुसार) असेल, तर सौर पेशी समान प्रमाणात उत्पादन करतात असा सल्ला दिला जातो.

यावर निर्णय घेतला. पुढे जाऊया.

हे स्पष्ट आहे की सोलर स्टेशन फक्त दिवसा चालते. शिवाय, निरभ्र आकाशाच्या उपस्थितीत नेमप्लेटची शक्ती प्राप्त होईल. याव्यतिरिक्त, सूर्याची किरणे पृष्ठभागावर पडतात अशा स्थितीत शिखर शक्ती प्राप्त केली जाऊ शकते. काटकोनात.

सूर्याची स्थिती जसजशी बदलते तसतसे पटलाचा कोनही बदलतो.त्यानुसार, मोठ्या कोनात, शक्तीमध्ये लक्षणीय घट दिसून येईल. हे फक्त स्पष्ट दिवशी आहे. ढगाळ हवामानात, 15-20 वेळा पॉवर ड्रॉपची हमी दिली जाऊ शकते. अगदी लहान ढग किंवा धुक्यामुळे 2-3 वेळा वीज कमी होते

हे देखील लक्षात घेतले पाहिजे

आता - पॅनल्सच्या ऑपरेटिंग वेळेची गणना कशी करायची?

ऑपरेटिंग कालावधी ज्यामध्ये बॅटरी जवळजवळ पूर्ण क्षमतेने प्रभावीपणे कार्य करू शकतात अंदाजे 7 तास आहेत. सकाळी 9.00 ते दुपारी 4.00 वा. उन्हाळ्यात, दिवसाचा प्रकाश जास्त असतो, परंतु सकाळी आणि संध्याकाळी वीज निर्मिती फारच कमी असते - 20-30% च्या आत. उर्वरित, हे 70% आहे, पुन्हा, दिवसा, सकाळी 9 ते दुपारी 4 या वेळेत तयार केले जाईल.

तर, असे दिसून आले की जर पॅनल्सची नेमप्लेटची शक्ती 1 किलोवॅट असेल, तर उन्हाळ्यात, सर्वात सूर्यप्रकाश एक दिवस 7 kW/h व्युत्पन्न करेल वीज परंतु ते दिवसाचे 9 ते 16 तास काम करतील. म्हणजेच, ते दरमहा 210 kWh विजेचे प्रमाण असेल!

हे एक पॅनेल किट आहे. आणि फक्त 100 वॅट्सच्या पॉवरसह एक सॉकेट? एका दिवसासाठी ते 700 वॅट्स / तास देईल. दरमहा 21 किलोवॅट.

आपले सौर पॅनेल शक्य तितक्या कार्यक्षमतेने कसे कार्य करावे

कोणत्याही सौर यंत्रणेची कार्यक्षमता यावर अवलंबून असते:

• तापमान निर्देशक;
• सूर्याच्या किरणांच्या घटनांचा कोन;
• पृष्ठभागाची स्थिती (ते नेहमी स्वच्छ असणे आवश्यक आहे);
• हवामान परिस्थिती;
• सावलीची उपस्थिती किंवा अनुपस्थिती.

पॅनेलवरील सूर्यकिरणांच्या घटनांचा इष्टतम कोन 90° आहे, म्हणजे एक सरळ रेषा. अद्वितीय उपकरणांसह सुसज्ज सौर यंत्रणा आधीच आहेत. ते आपल्याला अंतराळातील ताऱ्याच्या स्थितीचे निरीक्षण करण्याची परवानगी देतात. जेव्हा पृथ्वीच्या संबंधात सूर्याची स्थिती बदलते, तेव्हा सूर्यमालेचा कल कोन देखील बदलतो.

घटकांच्या सतत गरम होण्याचा देखील त्यांच्या कार्यक्षमतेवर सर्वोत्तम प्रभाव पडत नाही. जेव्हा ऊर्जेचे रूपांतर होते तेव्हा त्याचे गंभीर नुकसान होते. म्हणून, सौर यंत्रणा आणि ज्या पृष्ठभागावर ते बसवले आहे त्यामध्ये नेहमीच एक लहान जागा सोडली पाहिजे. त्यात जाणारे हवेचे प्रवाह थंड होण्याचा नैसर्गिक मार्ग म्हणून काम करतील.

सौर पॅनेलची शुद्धता देखील त्यांच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम करणारा एक महत्त्वाचा घटक आहे. जर ते जास्त प्रदूषित असतील तर ते कमी प्रकाश गोळा करतात, याचा अर्थ त्यांची कार्यक्षमता कमी होते.

तसेच, योग्य स्थापना मोठी भूमिका बजावते. सिस्टम माउंट करताना, त्यावर सावली पडू देणे अशक्य आहे. सर्वोत्तम बाजू ज्यावर ते स्थापित करण्याची शिफारस केली जाते ती दक्षिण आहे.

हवामानाच्या परिस्थितीकडे वळल्यास, आम्ही त्याच वेळी ढगाळ हवामानात सौर पॅनेल कार्य करतात की नाही या लोकप्रिय प्रश्नाचे उत्तर देऊ शकतो. अर्थात, त्यांचे कार्य चालूच आहे, कारण सूर्यापासून निघणारे विद्युत चुंबकीय विकिरण वर्षाच्या प्रत्येक वेळी पृथ्वीवर आदळतात. अर्थात, पॅनेलची कार्यक्षमता (COP) लक्षणीयरीत्या कमी असेल, विशेषत: वर्षातून भरपूर पाऊस आणि ढगाळ दिवस असलेल्या प्रदेशांमध्ये. दुसऱ्या शब्दांत, ते वीज निर्माण करतील, परंतु सनी आणि उष्ण हवामान असलेल्या प्रदेशांपेक्षा खूपच कमी प्रमाणात.

सौर पेशींच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम करणारे घटक

फोटोसेलच्या संरचनेच्या वैशिष्ट्यांमुळे वाढत्या तापमानासह पॅनेलच्या कार्यक्षमतेत घट होते.

पॅनेलचे आंशिक मंदीकरण अनलिट घटकातील नुकसानीमुळे आउटपुट व्होल्टेजमध्ये घट होते, जे परजीवी भार म्हणून कार्य करण्यास सुरवात करते. पॅनेलच्या प्रत्येक फोटोसेलवर बायपास स्थापित करून ही कमतरता दूर केली जाऊ शकते.ढगाळ हवामानात, थेट सूर्यप्रकाशाच्या अनुपस्थितीत, लेन्सचा प्रभाव नाहीसा झाल्यामुळे, रेडिएशन एकाग्र करण्यासाठी लेन्स वापरणारे पॅनेल अत्यंत अकार्यक्षम बनतात.

फोटोव्होल्टेइक पॅनेलच्या कार्यक्षमतेच्या वक्रवरून, हे पाहिले जाऊ शकते की सर्वात मोठी कार्यक्षमता प्राप्त करण्यासाठी, लोड प्रतिरोधनाची योग्य निवड आवश्यक आहे. हे करण्यासाठी, फोटोव्होल्टेइक पॅनेल लोडशी थेट जोडलेले नाहीत, परंतु फोटोव्होल्टेइक सिस्टम व्यवस्थापन नियंत्रक वापरा जे पॅनेलचे इष्टतम ऑपरेशन सुनिश्चित करते.

सौर बॅटरी कशी काम करते?

1839 मध्ये भौतिकशास्त्रज्ञ अलेक्झांडर बेकरेल यांनी केलेल्या शोधामुळे सर्व आधुनिक सौर पेशी कार्य करतात - अर्धसंवाहकांच्या ऑपरेशनचे तत्त्व.

जर वरच्या प्लेटवरील सिलिकॉन फोटोसेल गरम केले तर सिलिकॉन सेमीकंडक्टरचे अणू बाहेर पडतात. ते खालच्या प्लेटचे अणू पकडण्याचा प्रयत्न करत आहेत. भौतिकशास्त्राच्या नियमांनुसार, तळाच्या प्लेटचे इलेक्ट्रॉन त्यांच्या मूळ स्थितीत परत आले पाहिजेत. हे इलेक्ट्रॉन एक मार्ग उघडतात - तारांद्वारे. साठवलेली ऊर्जा बॅटरीमध्ये हस्तांतरित केली जाते आणि परत वरच्या सिलिकॉन वेफरवर परत येते.

कथा

1842 मध्ये, अलेक्झांडर एडमंड बेकरेल यांनी प्रकाशाचे विजेमध्ये रूपांतर करण्याचा परिणाम शोधला. चार्ल्स फ्रिट्सने प्रकाशाला विजेमध्ये बदलण्यासाठी सेलेनियम वापरण्यास सुरुवात केली. सौर पेशींचे पहिले प्रोटोटाइप इटालियन फोटोकेमिस्ट जियाकोमो लुइगी चामिचन यांनी तयार केले होते.

25 मार्च 1948 रोजी, बेल लॅबोरेटरीजने विद्युत प्रवाह निर्माण करण्यासाठी पहिले सिलिकॉन-आधारित सौर पेशी तयार करण्याची घोषणा केली. केल्विन साउथर फुलर, डॅरिल चॅपिन आणि जेराल्ड पीअरसन या तीन कंपनीच्या कर्मचाऱ्यांनी हा शोध लावला. आधीच 4 वर्षांनंतर, 17 मार्च 1958 रोजी, सौर पॅनेलचा वापर करणारा एक उपग्रह अवांगार्ड -1 यूएसए मध्ये प्रक्षेपित करण्यात आला. 15 मे 1958 रोजी, सोलर पॅनेलचा वापर करणारा एक उपग्रह, स्पुतनिक-3, यूएसएसआरमध्ये देखील प्रक्षेपित करण्यात आला.

हे मनोरंजक आहे: जर्मनीमध्ये, सर्वोच्च बांधले जगातील पवन फार्म

सौर पॅनेल किती लवकर फेडतील?

आज सौर पॅनेलची किंमत खूप जास्त आहे. आणि पॅनेलच्या कार्यक्षमतेचे कमी मूल्य लक्षात घेऊन, त्यांच्या परतफेडीचा मुद्दा अतिशय संबंधित आहे. सौर ऊर्जेद्वारे चालणाऱ्या बॅटरीचे सेवा आयुष्य सुमारे 25 वर्षे किंवा त्याहून अधिक असते. अशा दीर्घ सेवा आयुष्यामुळे आम्ही थोड्या वेळाने बोलू, परंतु आत्ता आम्ही वर दिलेला प्रश्न शोधू.

पेबॅक कालावधी यावर परिणाम होतो:

• निवडलेले उपकरणे प्रकार. सिंगल-लेयर सोलर सेलची मल्टी-लेयरच्या तुलनेत कमी कार्यक्षमता असते, परंतु किंमत देखील कमी असते.
• भौगोलिक स्थान, म्हणजेच, तुमच्या क्षेत्रात जितका जास्त सूर्यप्रकाश असेल, तितक्या वेगाने स्थापित केलेले मॉड्यूल पैसे देईल.
• उपकरणाची किंमत. सौरऊर्जा बचत प्रणाली बनवणाऱ्या घटकांच्या खरेदी आणि स्थापनेवर तुम्ही जितके जास्त पैसे खर्च कराल तितका परतावा कालावधी जास्त असेल.
• तुमच्या प्रदेशातील ऊर्जा संसाधनांची किंमत.

दक्षिण युरोपातील देशांसाठी सरासरी पेबॅक कालावधी 1.5-2 वर्षे आहे, मध्य युरोपमधील देशांसाठी - 2.5-3.5 वर्षे आणि रशियामध्ये पेबॅक कालावधी अंदाजे 2-5 वर्षे आहे.नजीकच्या भविष्यात, सौर पॅनेलची कार्यक्षमता लक्षणीय वाढेल, हे अधिक प्रगत तंत्रज्ञानाच्या विकासामुळे आहे जे कार्यक्षमता वाढवते आणि पॅनेलची किंमत कमी करते. आणि परिणामी, ज्या कालावधीत सौर ऊर्जेवरील ऊर्जा बचत प्रणाली स्वतःसाठी पैसे देईल तो देखील कमी होईल.

नवीनतम घडामोडी ज्यामुळे कार्यक्षमता वाढते

जवळजवळ दररोज, जगभरातील शास्त्रज्ञ सौर मॉड्यूल्सची कार्यक्षमता वाढविण्यासाठी नवीन पद्धतीच्या विकासाची घोषणा करतात. चला त्यापैकी सर्वात मनोरंजक गोष्टींशी परिचित होऊ या. गेल्या वर्षी, शार्पने 43.5% च्या कार्यक्षमतेसह एक सौर सेल लोकांसाठी सादर केला. ते थेट घटकामध्ये ऊर्जा केंद्रित करण्यासाठी लेन्स स्थापित करून ही आकृती प्राप्त करण्यास सक्षम होते.

जर्मन भौतिकशास्त्रज्ञ शार्पपेक्षा मागे नाहीत. जून 2013 मध्ये, त्यांनी फक्त 5.2 चौरस मीटर क्षेत्रफळ असलेले त्यांचे सौर सेल सादर केले. मिमी, अर्धसंवाहक घटकांच्या 4 स्तरांचा समावेश आहे. या तंत्रज्ञानाने 44.7% ची कार्यक्षमता प्राप्त करण्यास अनुमती दिली. अवतल आरसा फोकसमध्ये ठेवून या प्रकरणात कमाल कार्यक्षमता देखील प्राप्त केली जाते.

ऑक्टोबर 2013 मध्ये, स्टॅनफोर्डमधील शास्त्रज्ञांच्या कार्याचे परिणाम प्रकाशित झाले. त्यांनी एक नवीन उष्णता-प्रतिरोधक संमिश्र विकसित केले आहे जे फोटोव्होल्टेइक पेशींची कार्यक्षमता वाढविण्यास सक्षम आहे. कार्यक्षमतेचे सैद्धांतिक मूल्य सुमारे 80% आहे. आम्ही वर लिहिल्याप्रमाणे, अर्धसंवाहक, ज्यामध्ये सिलिकॉनचा समावेश आहे, केवळ IR रेडिएशन शोषण्यास सक्षम आहेत. त्यामुळे नवीन संमिश्र सामग्रीची क्रिया उच्च-फ्रिक्वेंसी रेडिएशनचे इन्फ्रारेडमध्ये रूपांतर करण्याच्या उद्देशाने आहे.

पुढे इंग्रजी शास्त्रज्ञ होते. त्यांनी सेलची कार्यक्षमता 22% वाढविण्यास सक्षम तंत्रज्ञान विकसित केले.त्यांनी पातळ-फिल्म पॅनेलच्या गुळगुळीत पृष्ठभागावर अॅल्युमिनियम नॅनोस्टड्स ठेवण्याचा प्रस्ताव दिला. हे धातू सूर्यप्रकाश शोषत नाही या वस्तुस्थितीमुळे निवडले गेले होते, परंतु, उलट, ते विखुरते. परिणामी, शोषलेल्या सौर ऊर्जेचे प्रमाण वाढते. त्यामुळे सौर बॅटरीची कार्यक्षमता वाढली आहे.

येथे केवळ मुख्य घडामोडी दिल्या आहेत, परंतु प्रकरण त्यांच्यापुरते मर्यादित नाही. शास्त्रज्ञ प्रत्येक दहाव्या टक्केवारीसाठी लढत आहेत आणि आतापर्यंत ते यशस्वी होत आहेत. नजीकच्या भविष्यात सौर पॅनेलची कार्यक्षमता योग्य पातळीवर असेल अशी आशा करूया. सर्व केल्यानंतर, नंतर पॅनेल वापरून फायदा जास्तीत जास्त असेल.

लेख अब्दुलीना रेजिना यांनी तयार केला होता

मॉस्को आधीच रस्त्यावर आणि उद्यानांना प्रकाश देण्यासाठी नवीन तंत्रज्ञान वापरत आहे, मला वाटते की तेथे आर्थिक कार्यक्षमता मोजली गेली आहे:

सौर फोटोसेलचे प्रकार आणि त्यांची कार्यक्षमता

सौर पॅनेलचे कार्य अर्धसंवाहक घटकांच्या गुणधर्मांवर आधारित आहे. फोटोव्होल्टेइक पॅनल्सवर पडणारा सूर्यप्रकाश फोटॉनद्वारे अणूंच्या बाह्य कक्षेतून इलेक्ट्रॉन बाहेर काढतो. परिणामी मोठ्या संख्येने इलेक्ट्रॉन बंद सर्किटमध्ये विद्युत प्रवाह प्रदान करतात. सामान्य शक्तीसाठी एक किंवा दोन पॅनेल पुरेसे नाहीत. म्हणून, सौर पॅनेलमध्ये अनेक तुकडे एकत्र केले जातात. आवश्यक व्होल्टेज आणि पॉवर प्राप्त करण्यासाठी, ते समांतर आणि मालिकेत जोडलेले आहेत. मोठ्या संख्येने सौर पेशी सौर ऊर्जा शोषण्यासाठी मोठे क्षेत्र देतात आणि अधिक ऊर्जा निर्माण करतात.

फोटोसेल्स

कार्यक्षमता वाढवण्याचा एक मार्ग म्हणजे मल्टीलेयर पॅनेलची निर्मिती. अशा संरचनांमध्ये थरांमध्ये मांडलेल्या सामग्रीचा संच असतो. सामग्रीची निवड अशा प्रकारे केली जाते की विविध उर्जेची मात्रा पकडली जाते.एका सामग्रीसह एक थर एका प्रकारची ऊर्जा शोषून घेतो, दुसरी एक दुसरी, आणि असेच. परिणामी, उच्च कार्यक्षमतेसह सौर पॅनेल तयार करणे शक्य आहे. सैद्धांतिकदृष्ट्या, अशा सँडविच पॅनेल प्रदान करू शकतात 87 टक्के पर्यंत कार्यक्षमता. परंतु हे सिद्धांततः आहे, परंतु सराव मध्ये, अशा मॉड्यूल्सचे उत्पादन समस्याप्रधान आहे. शिवाय, ते खूप महाग आहेत.

सौर पेशींमध्ये वापरल्या जाणार्‍या सिलिकॉनच्या प्रकारामुळेही सौर यंत्रणांच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम होतो. सिलिकॉन अणूच्या उत्पादनावर अवलंबून, ते 3 प्रकारांमध्ये विभागले जाऊ शकतात:

• मोनोक्रिस्टलाइन;
• पॉलीक्रिस्टलाइन;
• अनाकार सिलिकॉन पटल.

सिंगल-क्रिस्टल सिलिकॉनपासून बनवलेल्या सौर पेशींची कार्यक्षमता 10-15 टक्के असते. ते सर्वात कार्यक्षम आहेत आणि सर्वात जास्त खर्च करतात. पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन मॉडेल्समध्ये सर्वात स्वस्त वॅट वीज असते. सामग्रीच्या शुद्धतेवर बरेच काही अवलंबून असते आणि काही प्रकरणांमध्ये, पॉलीक्रिस्टलाइन घटक सिंगल क्रिस्टल्सपेक्षा अधिक प्रभावी असू शकतात.

अनाकार सिलिकॉन पॅनेल