सौर ऊर्जा प्रणाली

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सौर ऊर्जा सबसे स्वच्छ और सबसे अधिक उपलब्ध अक्षय ऊर्जा स्रोत है। आधुनिक तकनीक इस ऊर्जा का उपयोग विभिन्न प्रकार के उपयोगों के लिए कर सकती है, जिसमें बिजली का उत्पादन, घरेलू और व्यावसायिक या औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए हल्का और गर्म पानी उपलब्ध कराना शामिल है।

सौर ऊर्जा का उपयोग हमारी बिजली की जरूरतों को पूरा करने के लिए भी किया जा सकता है। सौर फोटोवोल्टिक (एसपीवी) कोशिकाओं के माध्यम से, सौर विकिरण सीधे डीसी बिजली में परिवर्तित हो जाता है। इस बिजली का उपयोग या तो किया जा सकता है और इसे बैटरी में संग्रहीत किया जा सकता है। इस लेख में हम सौर ऊर्जा के बारे में सब देखने जा रहे हैं। चलो कदम से कदम देखें:




सौर फोटोवोल्टिक (एसपीवी) सेल:

एक सौर फोटोवोल्टिक या सौर सेल एक ऐसा उपकरण है जो प्रकाश को विद्युत प्रवाह में फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव का उपयोग करके परिवर्तित करता है। एसपीवी का उपयोग कई अनुप्रयोगों में किया जाता है जैसे रेलवे सिग्नल, स्ट्रीट लाइटिंग, घरेलू लाइटिंग और रिमोट टेलीकम्यूनिकेशन सिस्टम की पॉवरिंग।

इसमें एक पी-प्रकार की सिलिकॉन परत होती है, जो एक एन-टाइप सिलिकॉन परत के संपर्क में होती है और इलेक्ट्रॉनों का प्रसार एन-टाइप सामग्री से पी-टाइप सामग्री तक होता है। पी-टाइप सामग्री में, इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करने के लिए छेद होते हैं। एन-प्रकार की सामग्री इलेक्ट्रॉनों में समृद्ध है, इसलिए सौर ऊर्जा के प्रभाव से, इलेक्ट्रॉन एन-प्रकार की सामग्री से और पी-एन जंक्शन में, छिद्रों के साथ गठबंधन करते हैं। यह विद्युत क्षेत्र बनाने के लिए p-n जंक्शन के दोनों ओर एक चार्ज बनाता है इसके परिणामस्वरूप, सिस्टम जैसा एक डायोड विकसित होता है जो चार्ज फ्लो को बढ़ावा देता है। यह बहाव प्रवाह है जो इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों के प्रसार को संतुलित करता है। जिस क्षेत्र में बहाव धारा होती है, वह कमी क्षेत्र या स्पेस चार्ज क्षेत्र होता है, जिसमें मोबाइल चार्ज वाहक का अभाव होता है।



इसलिए अंधेरे में, सौर सेल एक रिवर्स बायस्ड डायोड की तरह व्यवहार करता है। जब प्रकाश उस पर गिरता है, जैसे सौर सेल आगे के बायोड को डायोड करता है और एनोड से कैथोड की तरह एक दिशा में करंट प्रवाहित होता है। आमतौर पर ओपन सर्किट (बैटरी को जोड़े बिना) सोलर पैनल का वोल्टेज उसके रेटेड वोल्टेज से अधिक होता है। उदाहरण के लिए एक 12 वोल्ट का पैनल चमकदार सूरज की रोशनी में लगभग 20 वोल्ट देता है। लेकिन जब बैटरी इससे जुड़ी होती है, तो वोल्टेज 14-15 वोल्ट तक गिर जाता है। सौर फोटोवोल्टिक (एसपीवी) कोशिकाएं असाधारण सामग्री से बनी होती हैं जिन्हें उदाहरण के लिए अर्धचालक कहा जाता है, जो वर्तमान में सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। अनिवार्य रूप से, जब प्रकाश सेल से टकराता है, तो इसका एक निश्चित सा अर्धचालक पदार्थ के भीतर अवशोषित हो जाता है। इसका मतलब है कि अवशोषित प्रकाश की ऊर्जा अर्धचालक में स्थानांतरित हो जाती है।

कैसे करता है सोलर-पीवी-काम

सौर पीवी कोशिकाओं में सभी एक या एक से अधिक विद्युत क्षेत्र होते हैं जो एक निश्चित दिशा में प्रवाह करने के लिए प्रकाश अवशोषण द्वारा मुक्त इलेक्ट्रॉनों को बल देने के लिए कार्य करते हैं। इलेक्ट्रॉनों का यह प्रवाह एक धारा है और एसपीवी सेल के ऊपर और नीचे धातु संपर्कों को रखकर, हम उस वर्तमान को दूर से उपयोग करने के लिए आकर्षित कर सकते हैं। सेल वोल्टेज उस शक्ति को परिभाषित करता है जो सौर सेल उत्पन्न कर सकता है। प्रकाश को बिजली में बदलने की प्रक्रिया को सौर फोटोवोल्टिक (एसपीवी) प्रभाव कहा जाता है। सौर पैनलों की एक सरणी सौर ऊर्जा को डीसी बिजली में परिवर्तित करती है। डीसी बिजली तब एक इन्वर्टर में प्रवेश करती है। पलटनेवाला डीसी बिजली को घरेलू उपकरणों द्वारा आवश्यक 120-वोल्ट एसी बिजली में बदल देता है।


सौर पेनल:

एक सौर पैनल सौर कोशिकाओं का एक संग्रह है। सौर पैनल सौर ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। सौर पैनल इंटरकनेक्ट के साथ-साथ बाहरी टर्मिनलों के लिए ओमिक सामग्री का उपयोग करता है। तो एन-टाइप सामग्री में बनाए गए इलेक्ट्रॉनों को इलेक्ट्रोड से बैटरी से जुड़े तार से गुजरता है। बैटरी के माध्यम से, इलेक्ट्रॉन पी-प्रकार की सामग्री तक पहुंचते हैं। यहां इलेक्ट्रॉन छिद्रों के साथ गठबंधन करते हैं। इसलिए जब सौर पैनल बैटरी से जुड़ा होता है, तो यह दूसरी बैटरी की तरह व्यवहार करता है, और दोनों प्रणालियां श्रृंखला में होती हैं, जैसे दो बैटरी क्रमिक रूप से जुड़ी होती हैं।

सौर पैनल का आउटपुट इसकी शक्ति है जिसे वाट्स या किलो वाट के संदर्भ में मापा जाता है। विभिन्न आउटपुट रेटिंग वाले सौर पैनल 5 वाट, 10 वाट, 20 वाट, 100 वाट आदि जैसे उपलब्ध हैं। इसलिए सौर पैनल का चयन करने से पहले, लोड के लिए आवश्यक शक्ति का पता लगाना आवश्यक है। बिजली की आवश्यकता की गणना के लिए वाट घंटे या किलोवाट घंटे का उपयोग किया जाता है। एक सामान्य नियम के अनुसार, औसत शक्ति शिखर शक्ति के 20% के बराबर है। इसलिए सौर शिखर के प्रत्येक चोटी किलो वाट एक आउटपुट पावर देता है जो 4.8kWh / दिन के ऊर्जा उत्पादन से मेल खाती है। यह 24 घंटे x 1 kW x 20% है।

सौर पैनल का प्रदर्शन कई कारकों पर निर्भर करता है जैसे जलवायु, आकाश की स्थिति, पैनल का उन्मुखीकरण, सूर्य के प्रकाश की तीव्रता और अवधि और इसके तारों के कनेक्शन। यदि धूप सामान्य है, तो 12 वोल्ट 15 वाट का पैनल लगभग 1 एम्पीयर करंट देता है। यदि ठीक से बनाए रखा जाए, तो एक सौर पैनल लगभग 25 साल तक चलेगा। छत के शीर्ष पर सौर पैनल की व्यवस्था को डिजाइन करना आवश्यक है। आमतौर पर इसे 45 डिग्री के कोण पर पूर्व की ओर मुख करके व्यवस्थित किया जाता है। सौर ट्रैकिंग व्यवस्था का भी उपयोग किया जाता है जो पैनल को घुमाता है क्योंकि सूरज पूर्व से पश्चिम की ओर बढ़ता है। तारों का कनेक्शन भी महत्वपूर्ण है। वर्तमान को संभालने के लिए पर्याप्त गेज के साथ अच्छी गुणवत्ता वाले तार बैटरी की उचित चार्जिंग सुनिश्चित करेंगे। यदि तार बहुत लंबा है, तो चार्जिंग करंट कम हो सकता है। इसलिए, एक नियम के रूप में, सौर पैनल को जमीन के स्तर से 10-20 फीट ऊंचाई पर व्यवस्थित किया जाता है। महीने में एक बार सौर पैनल की उचित सफाई की सिफारिश की जाती है। इसमें धूल और नमी को हटाने के लिए सतह की सफाई और टर्मिनलों की सफाई और पुन: कनेक्शन शामिल हैं।

सौर पैनल में अधिभार, कम बैटरी और गहरी निर्वहन स्थिति के तहत पूरी तरह से चार प्रक्रिया चरण हैं, इन सभी को जाने दो।

नीचे दिए गए सर्किट से, हमने सौर पैनल का उपयोग किया था एक मौजूदा स्रोत का उपयोग बैटरी बी 1 को डी 10 के माध्यम से चार्ज करने के लिए किया जाता है। जबकि बैटरी पूरी तरह से चार्ज किया जाता है Q1 तुलनित्र के उत्पादन से संचालित होता है। यह D11 और Q2 के माध्यम से सौर ऊर्जा का संचालन और डायवर्ट करने के लिए Q2 परिणामित करता है जैसे कि बैटरी को चार्ज नहीं किया जाता है। जबकि बैटरी पूरी तरह से चार्ज होती है डी 10 के कैथोड बिंदु पर वोल्टेज ऊपर जाती है। सोलर पैनल से करंट को D11 और MOSFET ड्रेन और सोर्स के जरिए बाईपास किया जाता है। जबकि लोड का उपयोग स्विच ऑपरेशन द्वारा किया जाता है Q2 आमतौर पर नकारात्मक को एक पथ प्रदान करता है जबकि पॉजिटिव लोड से अधिक घटना में स्विच के माध्यम से डीसी से जुड़ा होता है। सामान्य स्थिति में लोड के सही संचालन से संकेत मिलता है जबकि MOSFET Q2 आयोजित करता है।

सौर पैनल सर्किट

सौर ऊर्जा का अनुप्रयोग:

नीचे सर्किट से, तीव्रता को नियंत्रित करने के लिए एलईडी लैंप को एक डीसी स्रोत से अलग-अलग ड्यूटी चक्र के साथ खिलाया जा सकता है। तीव्रता नियंत्रण की अवधारणा विद्युत ऊर्जा को बचाने में मदद करती है। एक व्यावहारिक अनुप्रयोग के लिए माइक्रोकंट्रोलर से उपयुक्त ड्राइविंग ट्रांजिस्टर के साथ संयोजन में एलईडी का उपयोग किया जाता है।

12v dc के स्रोत 4 से एलईडी की श्रृंखला को प्रदर्शित करने के लिए 8 * 3 = 24 तार के साथ एक स्ट्रिंग बनाता है श्रृंखला में MOSFET एक स्विच के रूप में अभिनय के साथ जुड़ा हुआ है। MOSFET IRF520 या Z44 हो सकता है। प्रत्येक एलईडी एक सफेद एलईडी है और 2.5v पर काम करती है। इस प्रकार 4 एलईडी की श्रृंखला में 10 वी की आवश्यकता है। इसलिए एक अवरोधक को एलईडी के साथ श्रृंखला में 10ohms, 10watts के साथ जोड़ा जाता है, जहां एलईडी के सुरक्षित संचालन के लिए वर्तमान को सीमित करके शेष वोल्टेज को 12v से गिरा दिया जाता है।

सौर ऊर्जा Cirucitउदाहरण के लिए, स्ट्रीट लाइट के उद्देश्य के लिए उपयोग की जाने वाली एलईडी लाइटों को सुबह 11 बजे तक पूरी तीव्रता के साथ चालू किया जाता है, जिसके लिए नियंत्रक के नेतृत्व में 1% शुल्क चक्र के लिए 99% विधिवत चक्र होता है। प्रत्येक घंटे के साथ 11:00 बजे से एल ई डी के लिए ड्यूटी चक्र 99% से उत्तरोत्तर नीचे चला जाता है ताकि सुबह तक ऑन ड्यूटी ड्यूटी चक्र 99% से 10% तक पहुंच जाए और अंत में शून्य का अर्थ है कि सुबह से लाइट्स बंद हैं अर्थात सुबह से शाम को ऑपरेशन शाम 6 बजे से रात 11 बजे तक पूरी तीव्रता के साथ शाम को फिर से दोहराता है और 12 मध्य रात में यह 80% कर्तव्य चक्र, 1 घड़ी 70%, 2'ओ घड़ी 60%, 3'o घड़ी 50%, 4'o घड़ी 40% और इतने पर 10% तक और अंत में भोर में बंद।

एलईडी तीव्रता पल्स चौड़ाई मॉडुलन के अनुसार बदलती है जैसा कि नीचे अंजीर में दिखाया गया है।

pwm तरंग