సోలార్ ప్యానెల్స్ ఎలా పని చేస్తాయి
సోలార్ ప్యానెల్ యొక్క పరికరం మరియు దాని ఆపరేషన్ సూత్రం ఏ పదార్థాలు మరియు ఏ సాంకేతిక పరిజ్ఞానం ద్వారా తయారు చేయబడిందో దానిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అందువల్ల, వాటి తేడాలు ఏమిటో అర్థం చేసుకోవడానికి మరియు ఉపయోగం కోసం తగిన పరిష్కారాన్ని ఎంచుకోవడానికి ప్రధాన ఎంపికల లక్షణాలను అర్థం చేసుకోవడం అవసరం. అన్ని డేటా నాణ్యమైన ఉత్పత్తులకు సంబంధించినది, చౌకైన బ్యాటరీలు పేర్కొన్న పారామితులకు అనుగుణంగా ఉండకపోవచ్చు, ఎందుకంటే అవి తరచుగా సాంకేతికత ఉల్లంఘనలతో తయారు చేయబడతాయి.
పరిభాష
ఈ రంగంలో ఉపయోగించే ప్రధాన పదాలు:
- సౌర శక్తి - ప్యానెళ్లను ఉపయోగించినప్పుడు సూర్యుని నుండి పొందిన విద్యుత్.
- సౌర ఇన్సోలేషన్ - కిరణాలకు లంబంగా ఉపరితలం యొక్క చదరపు మీటరుకు సూర్యరశ్మి ఎంత అందుతుందో చూపిస్తుంది.
- కాంతివిపీడన కణాలు - సూర్యరశ్మిని విద్యుత్ శక్తిగా మార్చగల మాడ్యూల్స్. సాధారణంగా 1 నుండి 2 వాట్ల శక్తిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, అయితే ఎక్కువ ఉత్పాదక ఎంపికలు ఉన్నాయి.
- కాంతివిపీడన వ్యవస్థ - సూర్యుడి నుండి కాంతిని విద్యుత్తుగా మార్చే పరికరాల సమితి.
- సౌర ఘటాలు లేదా ప్యానెల్లు అనేది ఫోటోవోల్టాయిక్ కణాల సమూహం, ఇవి ఒక పెద్ద మాడ్యూల్‌లో కలిసి ఉంటాయి మరియు సిరీస్ లేదా సిరీస్-సమాంతర పద్ధతిలో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. సాధారణంగా, ఒక బ్యాటరీ 36 నుండి 40 విభాగాలను కలిగి ఉంటుంది.
- శ్రేణి - అవసరమైన కరెంట్‌ని పొందేందుకు అనేక సౌర ఫలకాలను అనుసంధానించాయి.
- ఫ్రేమ్డ్ మాడ్యూల్స్ - అల్యూమినియం ఫ్రేమ్‌లోని నిర్మాణాలు, మన్నికైనవి మరియు గాలి చొరబడనివి.
- ఫ్రేమ్‌లెస్ ఎలిమెంట్స్ - సౌకర్యవంతమైన సంస్కరణలు, అవి తక్కువ లోడ్ల పరిస్థితులలో ఉపయోగించబడతాయి.
- కిలోవాట్-గంట (kW) - విద్యుత్ శక్తి యొక్క ప్రామాణిక కొలత.
- సమర్థత (సమర్థత) - సౌర ఫలకాలు. ఉపరితలాన్ని తాకిన సౌరశక్తి ఎంత విద్యుత్తుగా మారుతుందో సూచిస్తుంది. సాధారణంగా, సూచిక 15-24%.
- క్షీణత - సహజ కారణాల వల్ల సంభవించే సౌర ఘటం సామర్థ్యం తగ్గింపు. అసలు విలువల శాతంగా కొలుస్తారు.
- పీక్ లోడ్ అనేది అత్యధిక మొత్తంలో విద్యుత్ అవసరమయ్యే సమయాలు.
- స్ఫటికాకార సిలికాన్ సౌర ఫలకాలను తయారు చేయడానికి ముడి పదార్థం. నేడు అత్యంత సాధారణ మరియు మన్నికైన ఎంపిక.
- నిరాకార సిలికాన్ - బాష్పీభవనం ద్వారా ఉపరితలంపై వర్తించే కూర్పు మరియు రక్షిత కూర్పుతో కప్పబడి ఉంటుంది.
- సెమీకండక్టర్స్ - కొన్ని పరిస్థితులలో విద్యుత్తును నిర్వహించగల పదార్థాలు. సౌర ఘటాల తయారీలో ఉపయోగించే చాలా కొత్త పదార్థాలు ఇందులో ఉన్నాయి.
- ఇన్వర్టర్ - DCని AC కరెంట్‌గా మార్చే పరికరం.
- కంట్రోలర్ - బ్యాటరీలను సరిగ్గా ఛార్జ్ చేయడానికి సోలార్ మాడ్యూల్స్ నుండి అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్‌ను నియంత్రిస్తుంది.
ఇవి అత్యంత సాధారణ నిబంధనలు మాత్రమే, అదనపు ఎంపికలు ఉన్నాయి. కానీ బేసిక్స్ తెలుసుకోవడం కూడా సబ్జెక్ట్‌ని బాగా అర్థం చేసుకోవడానికి సహాయపడుతుంది.
నాణ్యమైన వర్గాలు
సౌర ఫలకం యొక్క నాణ్యతను అంచనా వేయడానికి, ఫోటోవోల్టాయిక్ కణాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించే ముడి పదార్థం యొక్క గ్రేడ్‌ను మనం ముందుగా కనుగొనాలి. ఇది పూర్తయిన ఉత్పత్తుల యొక్క సామర్థ్యాన్ని మరియు సేవా జీవితాన్ని నిర్ణయిస్తుంది. నాలుగు ప్రధాన తరగతులు ఉన్నాయి:
- గ్రేడ్ A - ఉత్తమ గ్రేడ్, ఇది ఎటువంటి నష్టం మరియు పగుళ్లు లేకుండా ఉంటుంది. పూరకం యొక్క సజాతీయత మరియు ఉపరితలం యొక్క సున్నితత్వం అధిక పనితీరుకు హామీ ఇస్తుంది, ఇది తరచుగా డాక్యుమెంటేషన్‌లో పేర్కొన్న దానికంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. అదనంగా, ఈ వేరియంట్ అత్యల్ప క్షీణత రేటును కలిగి ఉంది మరియు చాలా కాలం పాటు మంచి పనితీరును నిర్వహిస్తుంది.
- గ్రేడ్ బి నాణ్యతలో కొంచెం అధ్వాన్నంగా ఉంటుంది మరియు ఉపరితల లోపాలు ఉండవచ్చు. అయినప్పటికీ, గ్రేడ్ Aతో పోల్చదగిన ఉత్పత్తులను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఇది తరచుగా ఉపయోగించబడుతుంది.క్షీణత సూచిక చాలా అధ్వాన్నంగా ఉంది, కాబట్టి ఇది దాని ప్రారంభ లక్షణాలను వేగంగా కోల్పోతుంది.
- గ్రేడ్ సి - ఎంపిక, ఇది చాలా తీవ్రమైన లోపాలను కలిగి ఉంటుంది - పగుళ్లు నుండి చిప్స్ మరియు ఇతర నష్టం వరకు. ధర పరంగా, ఇటువంటి మాడ్యూల్స్ చాలా చౌకగా ఉంటాయి, కానీ వాటి సామర్థ్యం 15% కంటే ఎక్కువ కాదు. చిన్న లోడ్లకు సరిపోయే చవకైన పరిష్కారం.
- గ్రేడ్ డి - సారాంశంలో, ఇది ఫోటోవోల్టాయిక్ కణాల తయారీ తర్వాత మిగిలిపోయిన వ్యర్థాలు, బ్యాటరీలను తయారు చేయడానికి ఉపయోగించకూడదు. కానీ చాలా నిజాయితీ లేని తయారీదారులు, ముఖ్యంగా ఆసియా నుండి, వాటిని ఉత్పత్తిలో ఉపయోగిస్తారు. ఈ ఎంపిక యొక్క పనితీరు చాలా తక్కువగా ఉంది.
మొదటి ఎంపికను ఎంచుకోవడం మంచిది, తీవ్రమైన సందర్భంలో రెండవది చేస్తుంది. వారు మాత్రమే సాధారణ సామర్థ్యాన్ని అందించగలరు మరియు చాలా కాలం పాటు సేవ చేస్తారు.
EVA లామినేటింగ్ మెటీరియల్ అనేది ఒక ప్రత్యేక చిత్రం, ఇది ముందు వైపున ఉంది మరియు రివర్స్ సైడ్‌లో ఉపయోగించవచ్చు. సూర్యకాంతితో జోక్యం చేసుకోకుండా ప్రతికూల ప్రభావాల నుండి పని చేసే అంశాలను రక్షించడం ప్రధాన ఉద్దేశ్యం. నాణ్యమైన రకాలు సుమారు 25 సంవత్సరాలు, తక్కువ-నాణ్యత - 5 నుండి 10 సంవత్సరాల వరకు పనిచేస్తాయి. కంటి ద్వారా రకాన్ని నిర్ణయించడం అసాధ్యం, కాబట్టి ధర నుండి కొనసాగడం సులభం - మంచి-నాణ్యత ఎంపికలు తక్కువగా ఉండవు.
సూర్యకాంతి ఉదాహరణ ద్వారా విద్యుత్ ప్రవాహం ఎలా సృష్టించబడుతుందో వీడియో చూపిస్తుంది.
పని సూత్రం
సోలార్ ప్యానెల్ యొక్క లక్షణాలను వివరించడం చాలా కష్టం, కానీ సాధారణ అంశాలను అర్థం చేసుకోవడం సాధ్యపడుతుంది:
- సూర్యరశ్మి ఫోటోసెల్స్‌ను తాకినప్పుడు, సమతుల్యత లేని ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతలు అక్కడ ఏర్పడటం ప్రారంభిస్తాయి.
- ఎలక్ట్రాన్లు అధికంగా ఉన్నందున, అవి సెమీకండక్టర్ యొక్క దిగువ పొరకు వెళ్లడం ప్రారంభిస్తాయి.
- బాహ్య సర్క్యూట్లో వోల్టేజ్ ఉత్పత్తి అవుతుంది. p-లేయర్ యొక్క సంపర్కం వద్ద సానుకూల ధ్రువం కనిపిస్తుంది మరియు n-పొర యొక్క సంపర్కం వద్ద ప్రతికూల ధ్రువం కనిపిస్తుంది.
- ఒక బ్యాటరీ ప్యాక్ ఫోటోవోల్టాయిక్ సెల్‌లకు అనుసంధానించబడి ఉంటే, ఒక క్లోజ్డ్ సర్కిల్ సృష్టించబడుతుంది మరియు నిరంతరం కదిలే ఎలక్ట్రాన్లు బ్యాటరీ ప్యాక్‌కి క్రమంగా ఛార్జ్‌ని అందిస్తాయి.
- సాంప్రదాయిక సిలికాన్ మాడ్యూల్స్ ఒకే-పరివర్తన కణాలు, ఇవి సూర్యరశ్మి యొక్క నిర్దిష్ట స్పెక్ట్రం నుండి మాత్రమే శక్తిని ఉత్పత్తి చేయగలవు. ఈ కారణంగానే పరికరాల సామర్థ్యం తక్కువగా ఉంటుంది.
- సమస్యను పరిష్కరించడానికి, తయారీదారులు క్యాస్కేడ్ సంస్కరణలను అభివృద్ధి చేశారు; వారు సౌర స్పెక్ట్రం యొక్క వివిధ కిరణాల నుండి శక్తిని తీసుకోవచ్చు. ఇది సామర్థ్యాన్ని పెంచుతుంది, కానీ ఉత్పత్తి యొక్క అధిక వ్యయం కారణంగా అటువంటి ప్యానెళ్ల ధర చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది.
- విద్యుత్తుగా మార్చబడని శక్తి వేడిగా మారుతుంది, కాబట్టి సోలార్ ప్యానెల్లు ప్రక్రియలో 55 డిగ్రీల వరకు వేడెక్కుతాయి మరియు సెమీకండక్టర్ ప్యానెల్లు 180 డిగ్రీల వరకు వేడెక్కుతాయి. మరియు అది వేడిగా ఉన్నందున, సోలార్ ప్యానెల్ యొక్క సామర్థ్యం తగ్గుతుంది.
మార్గం ద్వారా! సౌర ఫలకాలు స్పష్టమైన శీతాకాలపు రోజులలో చాలా ప్రభావవంతంగా ఉంటాయి, తగినంత కాంతి ఉన్నప్పుడు మరియు తక్కువ ఉష్ణోగ్రత ఉపరితలాన్ని చల్లబరుస్తుంది.
అవి దేనితో తయారు చేయబడ్డాయి
సోలార్ ప్యానెల్ యొక్క నిర్మాణాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి, ప్రధాన రకాలను అర్థం చేసుకోవడం అవసరం, ఎందుకంటే ఉత్పత్తి సాంకేతికత ఉపయోగించిన ముడి పదార్థాలపై ఆధారపడి గణనీయమైన తేడాలను కలిగి ఉంటుంది:
- CdTe బ్యాటరీలు. కాడ్మియం టెల్యురైడ్ ఫిల్మ్ మాడ్యూల్స్ తయారీలో ఉపయోగించబడుతుంది. సుమారు 11% లేదా కొంచెం ఎక్కువ సామర్థ్యాన్ని పొందేందుకు కొన్ని వందల మైక్రోమీటర్ల పొర సరిపోతుంది. ఇది స్పష్టంగా తక్కువ రేటు, కానీ ప్రతి 1 వాట్ విద్యుత్ ధర రీకాలిక్యులేషన్‌లో సాంప్రదాయ సిలికాన్ ఎంపికల కంటే కనీసం 30% చౌకగా ఉంటుంది. అంతేకాకుండా, ఈ రకం చాలా సన్నగా మరియు తేలికగా ఉంటుంది.
- CIGS అని టైప్ చేయండి. సంక్షిప్తీకరణ అంటే కూర్పులో రాగి, ఇండియం, గాలియం మరియు సెలీనియం ఉన్నాయి. మేము సెమీకండక్టర్‌ను పొందుతాము, అది చిన్న పొరలో కూడా వర్తించబడుతుంది, కానీ మొదటి ఎంపిక వలె కాకుండా, ఇక్కడ సామర్థ్యం ఎక్కువ పరిమాణం మరియు 15% వరకు ఉంటుంది.
- GaAs మరియు InP రకాలు రకాలు 5-6 మైక్రాన్ల పలుచని పొరను వర్తింపజేయగల సామర్థ్యంతో వర్గీకరించబడతాయి మరియు సామర్థ్యం 20% ఉంటుంది. సూర్యకాంతి నుంచి విద్యుత్‌ను ఉత్పత్తి చేసే టెక్నాలజీలో ఇదో కొత్త పదం. అధిక ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రతల కారణంగా, బ్యాటరీలు పనితీరును కోల్పోకుండా చాలా వేడిగా ఉంటాయి. కానీ ఉత్పత్తిలో అరుదైన-భూమి పదార్థాలు ఉపయోగించబడుతున్నాయనే వాస్తవం కారణంగా, ఈ రకమైన ధర ఎక్కువగా ఉంటుంది.
- క్వాంటం డాట్ బ్యాటరీలు (QDSC). వారు సాంప్రదాయ బల్క్ మెటీరియల్‌లకు బదులుగా సౌర శక్తి మార్పిడి కోసం క్వాంటం డాట్‌లను శోషించే పదార్థంగా ఉపయోగిస్తారు. బ్యాండ్‌గ్యాప్ ట్యూనింగ్ యొక్క లక్షణాల కారణంగా, సౌర శక్తిని మరింత సమర్థవంతంగా గ్రహించే మల్టీట్రాన్సిషన్ మాడ్యూల్‌లను తయారు చేయడం సాధ్యపడుతుంది.
- నిరాకార సిలికాన్ బాష్పీభవనం ద్వారా వర్తించబడుతుంది మరియు భిన్నమైన నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఇది చాలా సమర్థవంతమైనది కాదు, కానీ సజాతీయ ఉపరితలం చెల్లాచెదురుగా ఉన్న కాంతిని కూడా గ్రహించడంలో చాలా మంచిది.
- పాలీక్రిస్టలైన్ వైవిధ్యాలు సిలికాన్‌ను కరిగించి, ఏకదిశాత్మక స్ఫటికాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి కొన్ని పరిస్థితులలో చల్లబరుస్తుంది. ఉత్పత్తి యొక్క చౌకగా మరియు మంచి సామర్థ్యం కారణంగా అత్యంత సాధారణ పరిష్కారాలలో ఒకటి.
- మోనోక్రిస్టలైన్ కణాలు సన్నని పలకలుగా కత్తిరించి భాస్వరంతో కలిపిన ఒకే స్ఫటికాలను కలిగి ఉంటాయి. తక్కువ అధోకరణ రేట్లు మరియు కనీసం 30 సంవత్సరాల సేవా జీవితాన్ని కలిగి ఉండే దీర్ఘ శాశ్వత పరిష్కారం, కానీ చాలా తరచుగా 10-15 సంవత్సరాల పాటు ఎక్కువ.
మార్గం ద్వారా! ఈ లేదా ఆ వేరియంట్ యొక్క సామర్ధ్యం ఉత్పత్తి యొక్క సాంకేతికతపై ఆధారపడి ఉంటుంది, కనుక ఇది పేర్కొనబడాలి.
సోలార్ ప్యానెల్స్ యొక్క లాభాలు మరియు నష్టాలు
ప్రతి రకానికి దాని స్వంత లక్షణాలు ఉన్నాయి, వీటిని ఎన్నుకునేటప్పుడు పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి, ఏ రకం చాలా సరిఅయినదో నిర్ణయించడానికి:
- మోనోక్రిస్టలైన్ ప్యానెల్లు అత్యధిక సామర్థ్యాలను కలిగి ఉంటాయి మరియు మాడ్యూల్ ప్లేస్‌మెంట్ కోసం స్థలాన్ని ఆదా చేస్తాయి. వారు కనీసం 25 సంవత్సరాలు ఉంటారు మరియు నెమ్మదిగా శక్తిని కోల్పోతారు.అదే సమయంలో ఉపరితలం ధూళికి చాలా సున్నితంగా ఉంటుంది, ఇది తరచుగా శుభ్రం చేయాలి. మరియు ధర అన్ని సిలికాన్ ఆధారిత ఎంపికలలో అత్యధికం.
- పాలీక్రిస్టలైన్ వేరియంట్‌లు సూర్యకిరణాలను అంత ప్రభావవంతంగా గ్రహించవు, కానీ విస్తరించిన కాంతిలో మెరుగ్గా పనిచేస్తాయి. ధర మరియు నాణ్యత నిష్పత్తి పరంగా అవి మరింత లాభదాయకంగా ఉంటాయి, కానీ తక్కువ సామర్థ్యం కారణంగా అవి ఎక్కువ స్థలాన్ని తీసుకుంటాయి.
- నిరాకార సిలికాన్ బ్యాటరీలను భవనాల గోడలతో సహా ఎక్కడైనా ఉంచవచ్చు, ఎందుకంటే అవి విస్తరించిన కాంతిని గ్రహించడంలో మంచివి. తక్కువ సామర్థ్యంతో, వారు తక్కువ ధరను కలిగి ఉంటారు, కాబట్టి వారు ఆర్థిక ఎంపికగా ఉపయోగించవచ్చు. అదే సమయంలో, వారు చాలా కాలం పాటు ఉంటారు మరియు ఉపరితల కాలుష్యం గురించి భయపడరు.
- అరుదైన భూమి ఎంపికలు ఒకే విధమైన ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు కలిగి ఉంటాయి, కాబట్టి మేము వాటిని కలిసి పరిగణించవచ్చు. వారు సమర్థతలో క్లాసిక్ ప్యానెల్స్ కంటే మెరుగైనవి మరియు చలనచిత్రానికి వర్తించవచ్చు, ఇది సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది. వారి ఉష్ణోగ్రత పరిధి ఎక్కువగా ఉంటుంది, కాబట్టి తాపన పనితీరును ప్రభావితం చేయదు. కానీ అధిక ధర మరియు లోహాల అరుదైన కారణంగా, అటువంటి ఎంపికలు ద్రవ్యరాశిలో ఉపయోగించబడవు.
ఎక్కడ ఉపయోగించాలి
సూర్యుడి నుండి విద్యుత్తును పొందడానికి మరియు శక్తి వనరులపై ఆదా చేయడానికి లేదా పూర్తి స్వయంప్రతిపత్తిని సాధించడానికి ప్రైవేట్ రంగంలో పరిగణించబడిన అన్ని ఎంపికలను వ్యవస్థాపించవచ్చు. ఉపయోగం పరంగా, పరిగణించవలసిన కొన్ని సాధారణ మార్గదర్శకాలు ఉన్నాయి:
- మోనోక్రిస్టలైన్ మరియు పాలీక్రిస్టలైన్ ఎంపికలు పైకప్పుపై లేదా నేలపై ఉత్తమంగా ఉంచబడతాయి, గతంలో లంబ కోణంలో ఫ్రేమ్ను నిర్మించారు. వంపు కోణం సర్దుబాటు చేయడం మంచిది, కాబట్టి మీరు సూర్యుడికి సర్దుబాటు చేయవచ్చు.
- ఫిల్మ్ మాడ్యూల్స్ గోడలపై మరియు వాటిపై ఎక్కడైనా ఉంచవచ్చు కప్పులు. కిరణాలు లంబ కోణంలో ఉపరితలంపై కొట్టకపోయినా అవి బాగా పని చేస్తాయి, ఇది చాలా ముఖ్యమైనది.
- పారిశ్రామిక స్థాయిలో, ఫిల్మ్ బ్యాటరీలు కూడా చౌకగా మరియు సులభంగా ఇన్‌స్టాల్ చేయడానికి ప్రాధాన్యతనిస్తాయి.
అనేక రకాల సౌర ఫలకాలు ఉన్నాయి, అయితే మార్కెట్‌లో దాదాపు 90% సాంప్రదాయ సిలికాన్ మోడల్‌లు వాటి తక్కువ ధర మరియు మంచి పనితీరు కారణంగా ఆక్రమించబడ్డాయి. మీరు సెమీకండక్టర్ సొల్యూషన్స్‌లో ఒకదాన్ని కూడా ఎంచుకోవచ్చు, కానీ అప్పుడు మీరు ఒకటిన్నర నుండి రెండు రెట్లు ఎక్కువ డబ్బు ఖర్చు చేయాల్సి ఉంటుంది.