पर्यायी स्त्रोत म्हणून सौरऊर्जेचा वापर

सौर ऊर्जा म्हणजे काय

सूर्य हा एक तारा आहे, ज्यामध्ये, सतत मोडमध्ये, थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया घडतात. चालू असलेल्या प्रक्रियेच्या परिणामी, सूर्याच्या पृष्ठभागावरून मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा सोडली जाते, ज्याचा एक भाग आपल्या ग्रहाचे वातावरण तापवतो.

सौरऊर्जा हा अक्षय आणि पर्यावरणपूरक ऊर्जेचा स्रोत आहे.

सौरऊर्जेच्या प्रमाणाचा अंदाज कसा लावता येईल

सौर स्थिरांक सारख्या मूल्याचे मूल्यांकन करण्यासाठी तज्ञ वापरतात. ते 1367 वॅट्स इतके आहे. हे ग्रहाच्या प्रति चौरस मीटर सौर ऊर्जेचे प्रमाण आहे.सुमारे एक चतुर्थांश वातावरणात हरवले आहे. विषुववृत्तावर कमाल मूल्य प्रति चौरस मीटर 1020 वॅट्स आहे. दिवस आणि रात्र लक्षात घेऊन, किरणांच्या घटनांच्या कोनात होणारे बदल, हे मूल्य आणखी तीन वेळा कमी केले पाहिजे.

ग्रहाच्या नकाशावर सौर किरणोत्सर्गाचे वितरण

सौरऊर्जेच्या स्त्रोतांबद्दलच्या आवृत्त्या खूप वेगळ्या होत्या. या क्षणी, तज्ञांचे म्हणणे आहे की चार एच 2 अणूंचे हे न्यूक्लियसमध्ये रूपांतर झाल्यामुळे ऊर्जा सोडली जाते. प्रक्रिया लक्षणीय प्रमाणात ऊर्जा सोडण्यासह पुढे जाते. तुलनेसाठी, कल्पना करा की H2 च्या 1 ग्रॅमची रूपांतरण ऊर्जा 15 टन हायड्रोकार्बन्स जळताना सोडल्या जाणार्‍या ऊर्जाशी तुलना करता येते.

वेगवेगळ्या देशांमध्ये सौर ऊर्जेचा विकास आणि त्याची शक्यता

पर्यायी ऊर्जा, ज्यामध्ये सौर ऊर्जा समाविष्ट आहे, तांत्रिकदृष्ट्या प्रगत देशांमध्ये सर्वात वेगाने विकसित होत आहे. हे यूएसए, स्पेन, सौदी अरेबिया, इस्रायल आणि इतर देश आहेत जिथे वर्षातून मोठ्या प्रमाणात सनी दिवस असतात. रशिया आणि सीआयएस देशांमध्ये सौर ऊर्जा देखील विकसित होत आहे. हवामानाच्या परिस्थितीमुळे आणि लोकसंख्येच्या कमी उत्पन्नामुळे आपला वेग खूपच कमी आहे हे खरे आहे.

रशियामध्ये, हळूहळू विकास होत आहे आणि सुदूर पूर्वेकडील प्रदेशांमध्ये सौर उर्जेच्या विकासावर जोर देण्यात आला आहे. याकुतियाच्या दुर्गम वस्त्यांमध्ये सौर ऊर्जा प्रकल्प उभारले जात आहेत. हे आपल्याला आयातित इंधनावर बचत करण्यास अनुमती देते. देशाच्या दक्षिण भागातही पॉवर प्लांट उभारले जात आहेत. उदाहरणार्थ, लिपेटस्क प्रदेशात.

या सर्व डेटामुळे आम्हाला असा निष्कर्ष काढता येतो की जगातील अनेक देश शक्य तितक्या सौरऊर्जेचा वापर सुरू करण्याचा प्रयत्न करत आहेत. हे संबंधित आहे कारण उर्जेचा वापर सतत वाढत आहे आणि संसाधने मर्यादित आहेत.याव्यतिरिक्त, पारंपारिक ऊर्जा क्षेत्र मोठ्या प्रमाणात पर्यावरण प्रदूषित करते. त्यामुळे पर्यायी ऊर्जा हेच भविष्य आहे. आणि सूर्याची ऊर्जा ही त्याच्या प्रमुख क्षेत्रांपैकी एक आहे.

इतिहासात सहल

आजपर्यंत सौर ऊर्जा कशी विकसित झाली आहे? प्राचीन काळापासून मनुष्याने आपल्या क्रियाकलापांमध्ये सूर्याच्या वापराचा विचार केला आहे. आर्किमिडीजने त्याच्या सिरॅक्युस शहराजवळ शत्रूच्या ताफ्याला जाळल्याची आख्यायिका सर्वांनाच ठाऊक आहे. त्यासाठी त्यांनी आग लावणारा आरसा वापरला. काही हजार वर्षांपूर्वी, मध्य पूर्वेमध्ये, शासकांचे राजवाडे पाण्याने गरम केले गेले होते, जे सूर्याने गरम केले होते. काही देशांमध्ये, मीठ मिळविण्यासाठी आपण समुद्राच्या पाण्याचे सूर्यप्रकाशात बाष्पीभवन करतो. शास्त्रज्ञांनी अनेकदा सौर ऊर्जेवर चालणाऱ्या गरम उपकरणांवर प्रयोग केले.

अशा हीटर्सचे पहिले मॉडेल XVII-XVII शतकांमध्ये तयार केले गेले. विशेषतः, संशोधक एन. सॉसुर यांनी वॉटर हीटरची त्यांची आवृत्ती सादर केली. काचेचे झाकण असलेली ही लाकडी पेटी आहे. या उपकरणातील पाणी 88 अंश सेल्सिअसपर्यंत गरम केले गेले. 1774 मध्ये, ए. लॅव्हॉइसियरने सूर्यापासून उष्णता केंद्रित करण्यासाठी लेन्सचा वापर केला. आणि लेन्स देखील दिसू लागले आहेत जे स्थानिक पातळीवर कास्ट आयर्न काही सेकंदात वितळू देतात.

सूर्याच्या ऊर्जेचे यांत्रिक ऊर्जेत रूपांतर करणाऱ्या बॅटरी फ्रेंच शास्त्रज्ञांनी तयार केल्या होत्या. 19व्या शतकाच्या शेवटी, संशोधक ओ. मुशो यांनी एक इन्सोलेटर विकसित केला जो लेन्स वापरून स्टीम बॉयलरवर बीम केंद्रित करतो. हा बॉयलर प्रिंटिंग प्रेस चालवण्यासाठी वापरला जायचा. त्या वेळी युनायटेड स्टेट्समध्ये, 15 "घोडे" क्षमतेसह सूर्याद्वारे समर्थित युनिट तयार करणे शक्य होते.

इन्सोलेटर ओ. मुशो

गेल्या शतकाच्या तीसच्या दशकात, यूएसएसआरचे शिक्षणतज्ज्ञ ए.एफ. आयोफे यांनी सौर ऊर्जेचे रूपांतर करण्यासाठी अर्धसंवाहक फोटोसेलचा वापर करण्याचा प्रस्ताव दिला.त्या वेळी बॅटरीची कार्यक्षमता 1% पेक्षा कमी होती. 10-15 टक्के कार्यक्षमतेसह सौर पेशी विकसित होण्यास बरीच वर्षे लागली. मग अमेरिकन लोकांनी आधुनिक प्रकारचे सौर पॅनेल बांधले.

सौर बॅटरीसाठी फोटोसेल

हे सांगण्यासारखे आहे की सेमीकंडक्टर-आधारित बॅटरी बर्‍याच टिकाऊ असतात आणि त्यांची काळजी घेण्यासाठी पात्रता आवश्यक नसते. म्हणून, ते बहुतेक वेळा रोजच्या जीवनात वापरले जातात. संपूर्ण सौर ऊर्जा प्रकल्प देखील आहेत. नियमानुसार, ते दरवर्षी मोठ्या संख्येने सनी दिवस असलेल्या देशांमध्ये तयार केले जातात. हे इस्रायल, सौदी अरेबिया, यूएसएच्या दक्षिणेस, भारत, स्पेन आहेत. आता पूर्णपणे विलक्षण प्रकल्प आहेत. उदाहरणार्थ, वातावरणाबाहेरील सौर ऊर्जा संयंत्रे. तिथे सूर्यप्रकाशाने अजून ऊर्जा गमावलेली नाही. म्हणजेच, किरणोत्सर्ग कक्षेत कॅप्चर करून नंतर मायक्रोवेव्हमध्ये रूपांतरित करण्याचा प्रस्ताव आहे. त्यानंतर, या स्वरूपात, ऊर्जा पृथ्वीवर पाठविली जाईल.

पॅनेलचे प्रकार

आज विविध प्रकारचे सोलर पॅनल्स वापरात आहेत. त्यापैकी:

1. पॉली- आणि सिंगल-क्रिस्टल.
2. निराकार.

मोनोक्रिस्टलाइन पॅनेल कमी उत्पादकता द्वारे दर्शविले जातात, परंतु ते तुलनेने स्वस्त आहेत, म्हणून ते खूप लोकप्रिय आहेत. मुख्य बंद असताना पर्यायी वर्तमान पुरवठ्यासाठी अतिरिक्त वीज पुरवठा प्रणाली सुसज्ज करणे आवश्यक असल्यास, अशा पर्यायाची खरेदी पूर्णपणे न्याय्य आहे.

पॉलीक्रिस्टल्स या दोन पॅरामीटर्समध्ये मध्यवर्ती स्थितीत आहेत. अशा पॅनेलचा वापर अशा ठिकाणी केंद्रीकृत वीज पुरवठा प्रदान करण्यासाठी केला जाऊ शकतो जेथे कोणत्याही कारणास्तव स्थिर प्रणालीमध्ये प्रवेश नाही.

अनाकार पॅनेलसाठी, ते जास्तीत जास्त उत्पादकता दर्शवतात, परंतु यामुळे उपकरणांची किंमत लक्षणीय वाढते. या प्रकारच्या उपकरणांमध्ये अनाकार सिलिकॉन असते. हे लक्षात घेण्यासारखे आहे की तंत्रज्ञान प्रायोगिक अनुप्रयोगाच्या टप्प्यावर असल्याने ते खरेदी करणे अद्याप अवास्तव आहे.

अपारंपारिक ऊर्जा स्रोत काय आहेत

21 व्या शतकातील ऊर्जा संकुलातील एक आशादायक कार्य म्हणजे अक्षय ऊर्जा स्त्रोतांचा वापर आणि अंमलबजावणी. यामुळे ग्रहाच्या पर्यावरणीय प्रणालीवरील भार कमी होईल. पारंपारिक स्त्रोतांचा वापर पर्यावरणावर नकारात्मक परिणाम करतो आणि पृथ्वीच्या आतील भागाचा ऱ्हास होतो. यात समाविष्ट:

1. नूतनीकरणीय:

• कोळसा
• नैसर्गिक वायू;
• तेल;
• युरेनस.

2. अक्षय:

• लाकूड;
• जलविद्युत

पर्यायी ऊर्जा ही ऊर्जा मिळविण्यासाठी, प्रसारित करण्याच्या आणि वापरण्याच्या नवीन मार्गांची आणि पद्धतींची एक प्रणाली आहे, जी खराब वापरली जात नाही, परंतु पर्यावरणासाठी फायदेशीर आहे.

वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत (AES) हे पदार्थ आणि प्रक्रिया आहेत जे नैसर्गिक वातावरणात अस्तित्वात आहेत आणि आवश्यक ऊर्जा प्राप्त करणे शक्य करतात.

कार्य आणि कार्यक्षमतेसाठी अटी

सौर यंत्रणेची गणना आणि स्थापना व्यावसायिकांना सोपविणे चांगले आहे. स्थापना तंत्राचे पालन केल्याने कार्यक्षमता सुनिश्चित होईल आणि घोषित कार्यप्रदर्शन प्राप्त होईल. कार्यक्षमता आणि सेवा जीवन सुधारण्यासाठी, काही बारकावे विचारात घेणे आवश्यक आहे.

थर्मोस्टॅटिक झडप. पारंपारिक हीटिंग सिस्टममध्ये, थर्मोस्टॅटिक घटक क्वचितच स्थापित केला जातो, कारण उष्णता जनरेटर तापमान नियंत्रित करण्यासाठी जबाबदार असतो. तथापि, सौर यंत्रणेची व्यवस्था करताना, एखाद्याने संरक्षणात्मक वाल्वबद्दल विसरू नये.

टाकी जास्तीत जास्त स्वीकार्य तापमानात गरम केल्याने कलेक्टरची कार्यक्षमता वाढते आणि ढगाळ हवामानातही सौर उष्णता वापरता येते.

वाल्वचे इष्टतम स्थान हीटरपासून 60 सें.मी. जवळ स्थित असताना, "थर्मोस्टॅट" गरम होते आणि गरम पाण्याचा पुरवठा अवरोधित करते.

स्टोरेज टाकीचे स्थान. DHW बफर टाकी प्रवेशयोग्य ठिकाणी स्थापित करणे आवश्यक आहे.

कॉम्पॅक्ट रूममध्ये ठेवल्यावर, छताच्या उंचीवर विशेष लक्ष दिले जाते

टाकीच्या वरची किमान मोकळी जागा 60 सेमी आहे. बॅटरीच्या देखभालीसाठी आणि मॅग्नेशियम एनोड बदलण्यासाठी ही मंजुरी आवश्यक आहे.

विस्तार टाकी स्थापित करणे. घटक स्थिरता कालावधी दरम्यान थर्मल विस्तार भरपाई. पंपिंग उपकरणाच्या वर टाकी स्थापित केल्याने पडदा जास्त गरम होईल आणि त्याचा अकाली पोशाख होईल.

विस्तार टाकीसाठी इष्टतम स्थान पंप गटाच्या खाली आहे. या स्थापनेदरम्यान तापमानाचा प्रभाव लक्षणीयरीत्या कमी होतो आणि पडदा त्याची लवचिकता जास्त काळ टिकवून ठेवतो.

सौर सर्किट कनेक्ट करणे. पाईप्स कनेक्ट करताना, लूप आयोजित करण्याची शिफारस केली जाते. "थर्मोलूप" उष्णतेचे नुकसान कमी करते, गरम द्रव बाहेर पडण्यास प्रतिबंध करते.

सौर सर्किटच्या "लूप" च्या अंमलबजावणीची तांत्रिकदृष्ट्या योग्य आवृत्ती. आवश्यकतेकडे दुर्लक्ष केल्याने साठवण टाकीतील तापमानात प्रति रात्र 1-2 डिग्री सेल्सियस कमी होते.

वाल्व तपासा. शीतलक अभिसरण "उलटणे" प्रतिबंधित करते. सौर क्रियाकलापांच्या कमतरतेसह, चेक वाल्व दिवसभरात जमा होणारी उष्णता नष्ट होण्यापासून प्रतिबंधित करते.

सौर ऊर्जेचा विकास

आधीच नमूद केल्याप्रमाणे, आज सौर उर्जेच्या विकासाची वैशिष्ट्ये प्रतिबिंबित करणारे आकडे सतत वाढत आहेत.तांत्रिक तज्ञांच्या एका अरुंद वर्तुळासाठी सौर पॅनेल ही संज्ञा दीर्घकाळ थांबली आहे आणि आज ते केवळ सौर उर्जेबद्दलच बोलत नाहीत तर पूर्ण झालेल्या प्रकल्पांमधून नफा देखील कमावतात.

सप्टेंबर 2008 मध्ये, ओल्मेडिला डी अलारकोन या स्पॅनिश नगरपालिकेत असलेल्या सौर ऊर्जा प्रकल्पाचे बांधकाम पूर्ण झाले. ओल्मेडिला पॉवर प्लांटची पीक पॉवर 60 मेगावॅटपर्यंत पोहोचते.

सौर स्टेशन ओल्मेडिला

जर्मनीमध्ये, वाल्डपोलेन्झ सोलर स्टेशन कार्यरत आहे, जे ब्रँडिस आणि बेनेविट्झ शहरांजवळ, सॅक्सनी येथे आहे. 40 मेगावॅटची सर्वोच्च उर्जा असलेला हा प्रकल्प जगातील सर्वात मोठ्या सौर ऊर्जा प्रकल्पांपैकी एक आहे.

सोलर स्टेशन वाल्डपोलेन्झ

अनपेक्षितपणे अनेकांसाठी, चांगली बातमी युक्रेनला आनंद देऊ लागली. EBRD च्या मते, युक्रेन लवकरच युरोपमधील हरित अर्थव्यवस्थांमध्ये एक नेता बनू शकेल, विशेषत: सौर ऊर्जा बाजाराच्या संबंधात, जे सर्वात आशाजनक अक्षय ऊर्जा बाजारांपैकी एक आहे.

सोलर पॉवर प्लांट कार्यरत आहेत

• ओरेनबर्ग प्रदेश:
  "साकमारस्काया आयएम. A. A. Vlaznev, 25 MW च्या स्थापित क्षमतेसह;
  पेरेवोलोत्स्काया, 5.0 मेगावॅटच्या स्थापित क्षमतेसह.
• बशकोर्तोस्तान प्रजासत्ताक:
  बुरीबाएव्स्काया, 20.0 मेगावॅटच्या स्थापित क्षमतेसह;
  Bugulchanskaya, 15.0 MW च्या स्थापित क्षमतेसह.
• अल्ताई प्रजासत्ताक:
  कोश-अगाचस्काया, 10.0 मेगावॅटच्या स्थापित क्षमतेसह;
  उस्त-कंस्काया, 5.0 मेगावॅटची स्थापित क्षमता.
• खाकासिया प्रजासत्ताक:
  "अबाकान्स्काया", 5.2 मेगावॅटच्या स्थापित क्षमतेसह.
• बेल्गोरोड प्रदेश:
  "AltEnergo", 0.1 MW च्या स्थापित क्षमतेसह.
• क्रिमिया प्रजासत्ताकमध्ये, देशाच्या युनिफाइड एनर्जी सिस्टमकडे दुर्लक्ष करून, एकूण 289.5 मेगावॅट क्षमतेचे 13 सौर ऊर्जा प्रकल्प आहेत.
• तसेच, साखा-याकुतिया प्रजासत्ताक (1.0 MW) आणि ट्रान्स-बैकल प्रदेश (0.12 MW) मध्ये एक स्टेशन सिस्टमच्या बाहेर कार्यरत आहे.

पॉवर प्लांट प्रकल्प विकास आणि बांधकामाच्या टप्प्यावर आहेत

• अल्ताई टेरिटरीमध्ये, 20.0 मेगावॅट क्षमतेची एकूण 2 स्टेशन्स 2019 मध्ये कार्यान्वित करण्याची योजना आहे.
• अस्त्रखान प्रदेशात, एकूण 90.0 मेगावॅट क्षमतेची 6 स्टेशन्स 2017 मध्ये कार्यान्वित करण्याची योजना आहे.
• व्होल्गोग्राड प्रदेशात, 2017 आणि 2018 मध्ये एकूण 100.0 मेगावॅट क्षमतेची 6 स्थानके कार्यान्वित करण्याची योजना आहे.
• ट्रान्स-बैकल टेरिटरीमध्ये, 2017 आणि 2018 मध्ये एकूण 40.0 मेगावॅट क्षमतेची 3 स्टेशन्स कार्यान्वित करण्याचे नियोजित आहे.
• इर्कुत्स्क प्रदेशात, 15.0 मेगावॅट क्षमतेचे 1 स्टेशन 2018 मध्ये कार्यान्वित करण्याची योजना आहे.
• लिपेटस्क प्रदेशात, 2017 मध्ये 45.0 मेगावॅट क्षमतेच्या एकूण डिझाइन क्षमतेसह 3 स्टेशन कार्यान्वित करण्याची योजना आहे.
• ओम्स्क प्रदेशात, 2017 आणि 2019 मध्ये 40.0 मेगावॅट क्षमतेची 2 स्टेशन कार्यान्वित करण्याची योजना आहे.
• ओरेनबर्ग प्रदेशात, 260.0 मेगावॅट क्षमतेचे 7 वे स्टेशन 2017-2019 मध्ये कार्यान्वित करण्याचे नियोजित आहे.
• बशकोर्तोस्तान प्रजासत्ताकमध्ये, 29.0 मेगावॅट क्षमतेची 3 स्टेशन्स 2017 आणि 2018 मध्ये कार्यान्वित करण्याची योजना आहे.
• बुरियाटिया प्रजासत्ताकमध्ये, 70.0 मेगावॅट क्षमतेचे 5 प्रकल्प 2017 आणि 2018 मध्ये कार्यान्वित करण्याचे नियोजित आहे.
• दागेस्तान प्रजासत्ताकमध्ये, 2017 मध्ये 10.0 मेगावॅट क्षमतेची 2 स्टेशन कार्यान्वित करण्याची योजना आहे.
• काल्मिकिया प्रजासत्ताकमध्ये, 70.0 मेगावॅट क्षमतेच्या 4 प्रकल्पांना 2017 आणि 2019 मध्ये कार्यान्वित करण्याची योजना आहे.
• समारा प्रदेशात, 75.0 मेगावॅट क्षमतेचे 1 स्टेशन 2018 मध्ये कार्यान्वित करण्याचे नियोजित आहे.
• सेराटोव्ह प्रदेशात, 40.0 मेगावॅट क्षमतेची 3 स्टेशन्स 2017 आणि 2018 मध्ये कार्यान्वित करण्याची योजना आहे.
• स्टॅव्ह्रोपोल प्रदेशात, 2017-2019 मध्ये 115.0 मेगावॅट क्षमतेची 4 स्थानके कार्यान्वित करण्याचे नियोजित आहे.
• चेल्याबिन्स्क प्रदेशात, 60.0 मेगावॅट क्षमतेची 4 स्टेशन्स 2017 आणि 2018 मध्ये कार्यान्वित करण्याची योजना आहे.

विकास आणि बांधकाम सुरू असलेल्या सौर ऊर्जा प्रकल्पांची एकूण अनुमानित क्षमता 1079.0 मेगावॅट आहे.
थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर, सौर संग्राहक आणि सौर थर्मल प्लांट देखील औद्योगिक वनस्पतींमध्ये आणि दैनंदिन जीवनात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. पर्याय आणि वापरण्याची पद्धत प्रत्येकाने स्वतःसाठी निवडली आहे.

इलेक्ट्रिकल आणि थर्मल एनर्जी निर्माण करण्यासाठी सौर ऊर्जेचा वापर करणार्‍या तांत्रिक उपकरणांची संख्या, तसेच निर्माणाधीन सौर ऊर्जा संयंत्रांची संख्या, त्यांची क्षमता, स्वत: साठी बोलते - रशियामध्ये, पर्यायी ऊर्जा स्रोत असावेत आणि विकसित केले पाहिजेत.

पृथ्वीवर सौर ऊर्जेचे प्रसारण

उपग्रहातून सौर ऊर्जा मायक्रोवेव्ह ट्रान्समीटर वापरून अंतराळ आणि वातावरणाद्वारे पृथ्वीवर प्रसारित केली जाते आणि रेक्टेना नावाच्या अँटेनाद्वारे पृथ्वीवर प्राप्त होते. रेक्टेना हा एक नॉन-रेखीय अँटेना आहे जो त्यावरील लहरी घटनेच्या क्षेत्राची उर्जा रूपांतरित करण्यासाठी डिझाइन केलेला आहे.

लेसर ट्रान्समिशन

अलीकडील घडामोडींनी नवीन विकसित सॉलिड-स्टेट लेसरसह लेसर वापरणे सुचवले आहे जे कार्यक्षम ऊर्जा हस्तांतरणास अनुमती देते.काही वर्षांमध्ये, 10% ते 20% कार्यक्षमतेची श्रेणी प्राप्त केली जाऊ शकते, परंतु पुढील प्रयोगांमुळे डोळ्यांना होणारे संभाव्य धोके विचारात घेणे आवश्यक आहे.

मायक्रोवेव्ह

लेसर ट्रांसमिशनच्या तुलनेत, मायक्रोवेव्ह ट्रांसमिशन अधिक प्रगत आहे, 85% पर्यंत उच्च कार्यक्षमता आहे. मायक्रोवेव्ह किरण प्राणघातक एकाग्रतेच्या पातळीपेक्षा खूप खाली असतात, अगदी दीर्घकाळापर्यंत प्रदर्शनासह. त्यामुळे विशिष्ट संरक्षणासह 2.45 GHz मायक्रोवेव्ह वेव्हची वारंवारता असलेले मायक्रोवेव्ह ओव्हन पूर्णपणे निरुपद्रवी आहे. फोटोव्होल्टेइक पेशींद्वारे निर्माण होणारा विद्युत प्रवाह मॅग्नेट्रॉनमधून जातो, जो विद्युत प्रवाहाचे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लहरींमध्ये रूपांतर करतो. ही इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक वेव्ह वेव्हगाइडमधून जाते, जी इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक वेव्हची वैशिष्ट्ये बनवते. वायरलेस पॉवर ट्रान्समिशनची कार्यक्षमता अनेक पॅरामीटर्सवर अवलंबून असते.

महत्वाची तंत्रज्ञान माहिती

जर आपण सौर बॅटरीचा तपशीलवार विचार केला तर ऑपरेशनचे सिद्धांत समजणे सोपे आहे. फोटोग्राफिक प्लेटचे वेगळे विभाग अल्ट्राव्हायोलेट किरणोत्सर्गाच्या प्रभावाखाली स्वतंत्र विभागांमध्ये चालकता बदलतात.

परिणामी, सौर ऊर्जेचे विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतर होते, जी ताबडतोब विद्युत उपकरणांसाठी वापरली जाऊ शकते किंवा काढता येण्याजोग्या स्वायत्त माध्यमांवर संग्रहित केली जाऊ शकते.

ही प्रक्रिया अधिक तपशीलवार समजून घेण्यासाठी, अनेक महत्त्वाच्या पैलूंचे मूल्यांकन करणे आवश्यक आहे:

1. सौर बॅटरी ही फोटोव्होल्टेइक कन्व्हर्टरची एक विशेष प्रणाली आहे जी एक सामान्य रचना बनवते आणि एका विशिष्ट क्रमाने जोडलेली असते.
2. फोटोकन्व्हर्टरच्या संरचनेत दोन स्तर आहेत, जे चालकतेच्या प्रकारात भिन्न असू शकतात.
3. हे कन्व्हर्टर तयार करण्यासाठी सिलिकॉन वेफर्स वापरतात.
4. एन-टाइप लेयरमध्ये सिलिकॉनमध्ये फॉस्फरस देखील जोडला जातो, ज्यामुळे नकारात्मक चार्ज केलेल्या इंडेक्ससह इलेक्ट्रॉन जास्त होतात.
5. पी-प्रकारचा थर सिलिकॉन आणि बोरॉनपासून बनविला जातो, ज्यामुळे तथाकथित "छिद्र" तयार होतात.
6. शेवटी, दोन्ही स्तर भिन्न शुल्कांसह इलेक्ट्रोडच्या दरम्यान स्थित आहेत.

सौर ऊर्जा कोठे वापरली जाते?

सौरऊर्जेचा वापर दरवर्षी वाढत आहे. इतक्या काळापूर्वी, उन्हाळ्याच्या शॉवरमध्ये देशाच्या घरात पाणी गरम करण्यासाठी सूर्याची उर्जा वापरली जात असे. आणि आज, कूलिंग टॉवर्समध्ये, खाजगी घरे गरम करण्यासाठी विविध स्थापना आधीच वापरल्या जातात. लहान गावांना वीज देण्यासाठी लागणारी वीज सोलर पॅनेल निर्माण करतात.

सौर ऊर्जेच्या वापराची वैशिष्ट्ये

सूर्याच्या किरणोत्सर्गातून प्रकाश ऊर्जा फोटोव्होल्टेइक पेशींमध्ये रूपांतरित होते. ही दोन-स्तरांची रचना आहे ज्यामध्ये विविध प्रकारचे 2 अर्धसंवाहक असतात. तळाशी अर्धसंवाहक p-प्रकार आहे आणि वरचा भाग n-प्रकार आहे. पहिल्यामध्ये इलेक्ट्रॉनची कमतरता आहे आणि दुसऱ्यामध्ये जास्त आहे.

एन-टाइप सेमीकंडक्टरमधील इलेक्ट्रॉन सौर विकिरण शोषून घेतात, ज्यामुळे त्यातील इलेक्ट्रॉन डी-ऑर्बिट होतात. नाडीची ताकद पी-प्रकार सेमीकंडक्टरमध्ये बदलण्यासाठी पुरेशी आहे. परिणामी, निर्देशित इलेक्ट्रॉन प्रवाह होतो आणि वीज निर्माण होते. सिलिकॉनचा वापर सौर पेशींच्या निर्मितीसाठी केला जातो.

आजपर्यंत, अनेक प्रकारचे फोटोसेल तयार केले जातात:

• मोनोक्रिस्टलाइन. ते सिलिकॉन सिंगल क्रिस्टल्सपासून तयार केले जातात आणि त्यांची एकसमान क्रिस्टल रचना असते. इतर प्रकारांमध्ये, ते सर्वोच्च कार्यक्षमतेसह (सुमारे 20 टक्के) आणि वाढीव किंमतीसह वेगळे आहेत;
• पॉलीक्रिस्टलाइन. रचना पॉलीक्रिस्टलाइन आहे, कमी एकसमान. ते स्वस्त आहेत आणि त्यांची कार्यक्षमता 15 ते 18 टक्के आहे;
• पातळ थर. हे सौर पेशी लवचिक सब्सट्रेटवर आकारहीन सिलिकॉन टाकून तयार केले जातात.अशा फोटोसेल सर्वात स्वस्त आहेत, परंतु त्यांची कार्यक्षमता इच्छित होण्यासाठी बरेच काही सोडते. ते लवचिक सौर पॅनेलच्या उत्पादनासाठी वापरले जातात.

सौर पॅनेलची कार्यक्षमता

सौर ऊर्जेचे रूपांतर कशात होते आणि ते कसे तयार होते?

सौरऊर्जा पर्यायी श्रेणीशी संबंधित आहे. हे गतिशीलपणे विकसित होत आहे, सूर्यापासून ऊर्जा मिळविण्यासाठी नवीन पद्धती प्रदान करते. आजपर्यंत, सौर ऊर्जा मिळविण्याच्या अशा पद्धती आणि त्याचे पुढील परिवर्तन ज्ञात आहेतः

• फोटोव्होल्टेइक किंवा फोटोइलेक्ट्रिक पद्धत - फोटोव्होल्टेइक पेशी वापरून ऊर्जा संग्रह;
• गरम हवा - जेव्हा सूर्याची उर्जा हवेमध्ये बदलली जाते आणि टर्बोजनरेटरकडे पाठविली जाते;
• सौर थर्मल पद्धत - थर्मल ऊर्जा जमा करणार्‍या पृष्ठभागाच्या किरणांद्वारे गरम करणे;
• "सौर पाल" - त्याच नावाचे उपकरण, व्हॅक्यूममध्ये कार्यरत, सूर्याच्या किरणांना गतीज उर्जेमध्ये रूपांतरित करते;
• बलून पद्धत - सौर विकिरण फुग्याला गरम करते, जेथे उष्णतेमुळे वाफ तयार होते, जी बॅकअप वीज निर्माण करते.

सूर्यापासून ऊर्जा प्राप्त करणे प्रत्यक्ष (सौर पेशींद्वारे) किंवा अप्रत्यक्ष असू शकते (सौर ऊर्जेच्या एकाग्रतेचा वापर करून, जसे सौर थर्मल पद्धतीच्या बाबतीत आहे). सौर ऊर्जेचे मुख्य फायदे म्हणजे हानिकारक उत्सर्जनाची अनुपस्थिती आणि कमी वीज खर्च. हे लोक आणि व्यवसायांच्या वाढत्या संख्येला पर्याय म्हणून सौरऊर्जेकडे वळण्यास प्रोत्साहित करते. जर्मनी, जपान आणि चीनसारख्या देशांमध्ये सर्वाधिक सक्रियपणे पर्यायी ऊर्जा वापरली जाते.

सौर पॅनेल, उपकरण आणि अनुप्रयोग

अगदी अलीकडे, मोफत वीज मिळण्याची कल्पना विलक्षण वाटली.परंतु आधुनिक तंत्रज्ञान सतत सुधारत आहे आणि पर्यायी ऊर्जा देखील विकसित होत आहे. बरेच लोक नवीन घडामोडी वापरण्यास सुरवात करतात, मुख्यपासून दूर राहून, पूर्ण स्वायत्तता मिळवतात आणि शहरी सोई न गमावता. विजेचा असाच एक स्त्रोत म्हणजे सौर पॅनेल.
अशा बॅटरीची व्याप्ती प्रामुख्याने पॉवर लाइनपासून दूर असलेल्या देशातील कॉटेज, घरे आणि उन्हाळ्याच्या कॉटेजच्या वीज पुरवठ्यासाठी आहे. म्हणजेच ज्या ठिकाणी विजेचे अतिरिक्त स्त्रोत आवश्यक आहेत.

सौरऊर्जेवर चालणारी बॅटरी म्हणजे काय - हे असंख्य कंडक्टर आणि फोटोसेल एका सिस्टीममध्ये जोडलेले असतात जे सूर्याच्या किरणांपासून मिळालेल्या ऊर्जेचे विद्युत प्रवाहात रूपांतर करतात. या प्रणालीची कार्यक्षमता सरासरी चाळीस टक्क्यांपर्यंत पोहोचते, परंतु यासाठी योग्य हवामानाची आवश्यकता असते.

ज्या भागात वर्षातील बहुतेक दिवस सूर्यप्रकाश असतो अशा ठिकाणीच सौर यंत्रणा बसवणे अर्थपूर्ण आहे. घराच्या भौगोलिक स्थानाचा विचार करणे देखील योग्य आहे. परंतु मूलभूतपणे, अनुकूल परिस्थितीत, बॅटरी सामान्य नेटवर्कमधून विजेचा वापर लक्षणीयरीत्या कमी करतात.

सौर बॅटरीची कार्यक्षमता

एक फोटोसेल, अगदी स्वच्छ हवामानात दुपारच्या वेळी, अगदी कमी वीज निर्माण करतो, फक्त LED फ्लॅशलाइट चालवण्यासाठी पुरेशी.

आउटपुट पॉवर वाढवण्यासाठी, स्थिर व्होल्टेज वाढवण्यासाठी आणि विद्युत प्रवाह वाढवण्यासाठी अनेक सौर पेशी समांतरपणे एकत्र केल्या जातात.

सौर पॅनेलची कार्यक्षमता यावर अवलंबून असते:

• हवेचे तापमान आणि बॅटरी स्वतः;
• लोड प्रतिरोधनाची योग्य निवड;
• सूर्याच्या किरणांच्या घटनांचा कोन;
• अँटी-रिफ्लेक्टीव्ह कोटिंगची उपस्थिती / अनुपस्थिती;
• प्रकाश उत्पादन शक्ती.

बाहेरचे तापमान जितके कमी असेल तितके अधिक कार्यक्षम फोटोसेल्स आणि सौर बॅटरी संपूर्णपणे कार्य करतात. येथे सर्व काही सोपे आहे. परंतु भाराच्या मोजणीसह, परिस्थिती अधिक क्लिष्ट आहे. ते पॅनेलद्वारे वर्तमान आउटपुटवर आधारित निवडले जावे. परंतु त्याचे मूल्य हवामानाच्या घटकांवर अवलंबून असते.

आउटपुट व्होल्टेजच्या अपेक्षेने सौर पॅनेल तयार केले जातात जे 12 V च्या गुणाकार असतात - जर बॅटरीला 24 V पुरवायचे असेल तर दोन पॅनेल त्याला समांतर जोडणे आवश्यक आहे.

सौर बॅटरीच्या पॅरामीटर्सचे सतत निरीक्षण करणे आणि त्याचे ऑपरेशन व्यक्तिचलितपणे समायोजित करणे समस्याप्रधान आहे. हे करण्यासाठी, कंट्रोल कंट्रोलर वापरणे चांगले आहे, जे आपोआप सोलर पॅनेलची सेटिंग्ज स्वतः समायोजित करते जेणेकरून जास्तीत जास्त कार्यप्रदर्शन आणि इष्टतम ऑपरेटिंग मोड प्राप्त होईल.

सौर सेलवरील सूर्यकिरणांच्या घटनांचा आदर्श कोन सरळ आहे. तथापि, लंबापासून 30 अंशांच्या आत विचलित झाल्यावर, पॅनेलची कार्यक्षमता फक्त 5% ने कमी होते. परंतु या कोनात आणखी वाढ झाल्याने, सौर किरणोत्सर्गाचे वाढते प्रमाण परावर्तित होईल, ज्यामुळे सौर सेलची कार्यक्षमता कमी होईल.

जर बॅटरीला उन्हाळ्यात जास्तीत जास्त ऊर्जा निर्माण करायची असेल, तर ती वसंत ऋतु आणि शरद ऋतूतील विषुववृत्तांवर सूर्याच्या सरासरी स्थितीला लंबवत असावी.

मॉस्को क्षेत्रासाठी, हे क्षितिजापर्यंत अंदाजे 40-45 अंश आहे. हिवाळ्यात जास्तीत जास्त आवश्यक असल्यास, पॅनेल अधिक उभ्या स्थितीत ठेवावे.

आणि आणखी एक गोष्ट - धूळ आणि घाण फोटोसेल्सची कार्यक्षमता मोठ्या प्रमाणात कमी करते. अशा "गलिच्छ" अडथळ्याद्वारे फोटॉन त्यांच्यापर्यंत पोहोचत नाहीत, याचा अर्थ विजेमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी काहीही नाही. पॅनल्स नियमितपणे धुतले पाहिजेत किंवा ठेवले पाहिजेत जेणेकरून धूळ पावसाने स्वतःच धुऊन जाईल.

काही सौर पॅनेलमध्ये सौर सेलवर रेडिएशन केंद्रित करण्यासाठी अंगभूत लेन्स असतात. स्वच्छ हवामानात, यामुळे कार्यक्षमतेत वाढ होते. तथापि, प्रचंड ढगाळपणासह, या लेन्स केवळ हानी आणतात.

अशा परिस्थितीत पारंपारिक पॅनेलने विद्युतप्रवाह निर्माण करणे सुरूच ठेवले, जरी लहान व्हॉल्यूममध्ये, तर लेन्स मॉडेल जवळजवळ पूर्णपणे कार्य करणे थांबवेल.

सूर्याने आदर्शपणे फोटोसेलची बॅटरी समान रीतीने प्रकाशित केली पाहिजे. जर त्यातील एक विभाग अंधारमय झाला, तर अप्रकाशित सौर पेशी परजीवी भारात बदलतात. अशा परिस्थितीत ते केवळ ऊर्जा निर्माण करत नाहीत तर ते कार्यरत घटकांकडून देखील घेतात.

पॅनेल स्थापित करणे आवश्यक आहे जेणेकरून सूर्याच्या किरणांच्या मार्गात झाडे, इमारती आणि इतर अडथळे नसतील.