सूर्य ट्रैकिंग सौर ऊर्जा प्रणाली

परिचय

ऊर्जा के स्रोत

बढ़ते विकास के साथ, मानव जीवन के हर हिस्से के लिए ऊर्जा की आवश्यकता है। ऊर्जा का मुख्य स्रोत प्रकृति है, जो जीवाश्म ईंधन जैसे कई स्रोत प्रदान करता है। प्राकृतिक संसाधनों को ऊर्जा के अप्राप्य और नवीकरणीय स्रोतों में वर्गीकृत किया जा सकता है।

कोयला, तेल, प्राकृतिक गैस जैसे ऊर्जा के अप्राप्य स्रोत ज्यादातर उपयोग किए जाते हैं, लेकिन फिर से भर नहीं सकते। इसके अलावा, ग्लोबल वार्मिंग, निरंतर ईंधन वृद्धि जैसे कारक ऊर्जा के इन स्रोतों का उपयोग करने में बाधा पैदा करते हैं।

इसके लिए एकमात्र तरीका ऊर्जा के नवीकरणीय स्रोतों का उपयोग करना है, जिसे फिर से भरना और प्रतिस्थापित किया जा सकता है। उदाहरण पवन ऊर्जा, सौर ऊर्जा, तापीय ऊर्जा हैं।

इसमें से सौर ऊर्जा सबसे प्राथमिक है।

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ऊर्जा के स्रोत के रूप में सूर्य

सूर्य के सक्रिय कोर में नाभिकीय संलयन 10 का आंतरिक तापमान पैदा करता है^।K और असमान वर्णक्रमीय वितरण का एक आंतरिक विकिरण प्रवाह। यह आंतरिक विकिरण बाहरी निष्क्रिय परतों में अवशोषित होता है जो लगभग 5800K तक गर्म होता है। यह विकिरण फोटॉन के रूप में प्रकाश ऊर्जा उत्पन्न करता है जो बड़ी मात्रा में ऊर्जा और गति को ले जाता है। ये फोटोन या तो विक्षेपित हो सकते हैं या सूर्य से पृथ्वी की यात्रा के दौरान अवशोषित हो सकते हैं।

पृथ्वी लगभग 1.73 * 10 की सौर विकिरण शक्ति प्राप्त करती है^१४KW। यह निरंतर प्राप्त शक्ति 5.46 * 10 की कुल ऊर्जा को एकीकृत करती है^{इक्कीस}प्रति वर्ष एम.जे. इस प्रकार सौर ऊर्जा मानव जाति की बढ़ती मांगों को पूरा करने के लिए आवश्यक ऊर्जा का सबसे प्रासंगिक स्रोत है।

कलेक्टर के प्रकार के आधार पर, इस ऊर्जा को इकट्ठा करने के तीन अलग-अलग तरीके हैं:

• फ्लैट-प्लेट संग्राहक आजकल कलेक्टर के अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले प्रकार हैं। वे एक साधारण विमान में व्यवस्थित सौर पैनलों के सरणियाँ हैं।
• फोकसिंग कलेक्टर अनिवार्य रूप से फ्लैट-प्लेन कलेक्टर होते हैं, जिसमें ऑप्टिकल डिवाइस होते हैं जो कलेक्टर के फोकस पर गिरने वाले विकिरण को अधिकतम करने के लिए व्यवस्थित होते हैं। वर्तमान में ये केवल कुछ बिखरे हुए क्षेत्रों में उपयोग किए जाते हैं। सौर भट्टियां इस प्रकार के कलेक्टर के उदाहरण हैं।
• निष्क्रिय कलेक्टर अन्य दो प्रकार के कलेक्टरों से पूरी तरह से अलग होते हैं। निष्क्रिय संग्राहक विकिरण को अवशोषित करते हैं और इसे स्वाभाविक रूप से गर्मी में परिवर्तित करते हैं, बिना डिजाइन किए और ऐसा करने के लिए निर्मित होते हैं।

सौर पेनल्स

इन फ्लैट प्लेटों में से, कलेक्टरों का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। एक उदाहरण सौर पैनल है।

एक सौर पैनल एक मैट्रिक्स में व्यवस्थित सौर कोशिकाओं का एक समूह है। ये पैनल 10 से 300 डब्ल्यू के बीच शक्ति एकत्र कर सकते हैं।

एक सौर सेल एक दो-स्तरित अर्धचालक उपकरण है जिसका उपयोग विकिरण को अवशोषित करने के लिए किया जाता है। यह फोटोवोल्टिक के सिद्धांत पर काम करता है, जिसका अर्थ है कि घटना प्रकाश के माध्यम से वोल्टेज की पीढ़ी। जब प्रकाश परतों पर पड़ता है, तो यह इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करता है, जिससे वे एक परत से दूसरी परत में कूदते हैं, जिससे विद्युत आवेश बनता है।

छवि स्रोत - एताप - एताप

विशिष्ट सौर ऊर्जा प्राप्त प्रणाली में निम्नलिखित भाग होते हैं

1. सोलर पैनल- बिजली इकट्ठा करने के लिए।
2. इन्वर्टर- प्राप्त डीसी पावर को एसी में बदलना।
3. बैटरी- प्राप्त डीसी पावर को स्टोर करने के लिए।

सोलर पैनल की माउंटिंग

सौर पैनलों के उपयोग में एक बड़ी बाधा यह है कि वे सूर्य से अधिकतम प्रकाश ऊर्जा प्राप्त करने के लिए किस तरह घुड़सवार हैं।

सौर पैनल के उत्पादन या दक्षता को प्रभावित करने वाले कारक निम्नानुसार हैं:

• दिशा: स्थान का उत्तरी गोलार्ध होने के कारण, पैनलों का सामना उत्तर की वजह से होना चाहिए और स्थान का दक्षिणी गोलार्ध होने के कारण, पैनलों को दक्षिण की ओर मुंह करना चाहिए।
• झुकाव या झुकाव : सौर पैनलों का झुकाव उनके स्थान के अक्षांश के बराबर होना चाहिए। जैसे-जैसे पृथ्वी के घूर्णन का झुकाव बदलता है, सौर पैनलों को अधिकतम प्रकाश प्राप्त करने के लिए समायोजित करने की आवश्यकता होती है।
• सतह का प्रकार : एक व्यापक सतह को ज्यादातर पसंद किया जाता है, क्योंकि यह सूर्य की रोशनी की अधिकतम मात्रा प्राप्त करता है।

पैनलों के कुशल बढ़ते बनाने के लिए, ताकि उन्हें पर्याप्त धूप मिले, ट्रैकर्स नामक उपकरणों का उपयोग किया जाता है जो पैनलों को पृथ्वी की ओर इंगित करते हैं।

ट्रैकर दो प्रकार के होते हैं:

ए। पैसिव ट्रैकर :

पैसिव ट्रैकर्स एक ऐसी प्रणाली का उपयोग करते हैं, जिसमें एक तरल चलता है, क्योंकि यह सूर्य द्वारा गर्म किया जाता है और पैनल को स्थानांतरित करने के लिए उपयोग किया जाता है, स्वचालित रूप से सुबह के लिए सही स्थिति में लौटता है। इसमें सोलर पैनल के किनारों पर रखी गई दो ट्यूब टैंक होते हैं जैसे कि पैनल को सूरज के साथ संरेखित नहीं किए जाने के कारण, टैंकों में तरल असमान रूप से गर्म हो जाता है जिससे दबाव में अंतर होता है। यह दबाव अंतर, बदले में, तरल को कम तापमान के साथ टैंक की ओर बढ़ने का कारण बनता है। इस प्रकार जैसे ही दो स्तरों के बीच तरल स्तर में उतार-चढ़ाव होता है, वजन में बदलाव से सूर्य के उन्मुखीकरण के साथ-साथ ट्रैकर को घुमाया जा सकता है। वे कम खर्चीले हैं और उन्हें बिजली के उपकरणों की आवश्यकता नहीं है और कम रखरखाव की आवश्यकता होती है। हालांकि पारंपरिक प्रकाश-संवेदी तंत्र बादलों के दिनों में सटीक साबित नहीं हो सकते हैं और यह भी कि वे कुशल नहीं हैं।

बी सक्रिय ट्रैकर :

एक सक्रिय ट्रैकर में आमतौर पर इमदादी मोटर या ए जैसी मोटर होती है स्टेपर मोटर पैनल को घुमाने के लिए। आदर्श रूप से, सौर विकिरण 90, कोण पर पैनल पर हमला करता है। अधिकतम विकिरण प्राप्त करने के लिए, मोटर उस कोण पर पैनल को बनाए रखता है। मोटर का नियंत्रण दोनों में से किसी एक तरीके से किया जा सकता है। एक तरीका विशेष स्थान पर सूर्य की खगोलीय स्थिति की गणना करने के लिए एक इलेक्ट्रॉनिक प्रणाली का उपयोग कर रहा है और तदनुसार पूर्व निर्धारित समय अंतराल पर सूर्य के लिए एक अभिविन्यास पर सौर पैनल को घुमाता है। एक अन्य नियंत्रण आकाश में चमक को महसूस करने के लिए एक सेंसर व्यवस्था का उपयोग कर रहा है और तदनुसार सूर्य के उन्मुखीकरण के लिए सही कोण पर पैनल को घुमाता है।

उपरोक्त विधि के आवेदन

सौर पैनलों बढ़ते अनुप्रयोग

स्टेपर मोटर का उपयोग करके नियंत्रित किया जाता है माइक्रोकंट्रोलर 8051 रिले चालक IC ULN2003A के माध्यम से। यह अपने शाफ्ट पर कम शक्ति पैनल से बना होता है और प्रत्येक में 5 सेकंड के अंतराल पर 0 से 180ations घुमाव का रोटेशन प्रदान करता है। स्टेपर मोटर का यह घुमाव सूर्य के चारों ओर पृथ्वी के घूमने से मेल खाता है, जो सूर्य से संबंधित पृथ्वी की दिशा में 180 the परिवर्तन का हिसाब देता है। स्टेपर मोटर को ज्यादातर समय 90⁰ रोटेशन प्रदान करने के लिए प्रोग्राम किया जाता है।