फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन प्रणाली एक ऐसा उपकरण है जो सौर ऊर्जा को सीधे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। फोटोवोल्टिक प्रणाली और ग्रिड के बीच संबंध के अनुसार, इसे ग्रिड से स्वतंत्र फोटोवोल्टिक प्रणाली और ग्रिड से जुड़े सिस्टम में विभाजित किया जा सकता है। एक प्रणाली जो बीच में ऊर्जा भंडारण उपकरण के बिना सीधे फोटोवोल्टिक सेल को लोड से जोड़ती है, प्रत्यक्ष-युग्मित फोटोवोल्टिक प्रणाली कहलाती है। इस प्रकार की प्रणाली बरसात के दिनों और रात में ऊर्जा प्रदान नहीं कर सकती है, और आमतौर पर बीच में एक बैटरी जोड़ी जाती है। क्योंकि फोटोवोल्टिक प्रणाली बाहरी कारकों से अपेक्षाकृत प्रभावित होती है, इसलिए आमतौर पर रेटेड पावर आउटपुट प्राप्त करने के लिए समायोजित करने के लिए एक नियंत्रक जोड़ना और नियंत्रण और सुरक्षा प्रणाली जैसे कार्यों को जोड़ना आवश्यक होता है।
फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन प्रणाली में मूल रूप से चार भाग शामिल हैं: फोटोवोल्टिक पैनल, इनवर्टर, ऊर्जा भंडारण उपकरण और नियंत्रक। ऊर्जा भंडारण उपकरण आम तौर पर बैटरी का उपयोग करते हैं, और उनमें से अधिकांश व्यावहारिक अनुप्रयोगों में लेड-एसिड बैटरी का उपयोग करते हैं।
प्रत्येक भाग के मुख्य कार्यों का परिचय:
सौर सेल-सौर ऊर्जा को अवशोषित करते हैं और प्रकाश ऊर्जा को प्रत्यक्ष विद्युत में परिवर्तित करते हैं।
नियंत्रक-बैटरी के चार्ज और डिस्चार्ज की गहराई को नियंत्रित करता है, और लोड बदलने पर इन्वर्टर नियंत्रण सिग्नल को समायोजित करता है।
स्टोरेज बैटरी--सौर पैनलों द्वारा उत्पादित विद्युत ऊर्जा को संग्रहीत करती है और, जब आवश्यक हो, लोड को डीसी पावर प्रदान करती है।
इन्वर्टर-डीसी पावर इनपुट को एसी पावर आउटपुट में परिवर्तित करता है।
उच्च-वोल्टेज और लंबी दूरी के ट्रांसमिशन वाले पारंपरिक बड़े पैमाने के बिजली स्टेशनों की तुलना में, स्वतंत्र बिजली उत्पादन के मुख्य लाभ हैं: कम निवेश, तेज निर्माण, विश्वसनीय बिजली आपूर्ति और कम परिचालन लागत। स्टैंड-अलोन पावर स्टेशन का एक महत्वपूर्ण लाभ यह है कि यह उपयोगकर्ताओं के करीब है और इसके लिए उच्च-वोल्टेज पावर ट्रांसमिशन सिस्टम की आवश्यकता नहीं होती है, जो बुनियादी ढांचे में निवेश को काफी कम कर सकता है। इसके अलावा, छोटे जनरेटर स्थापित करने के लिए साइट ढूंढना आसान है, और स्थापना अवधि बहुत कम है, जो निवेश वसूली के लिए भी अनुकूल है। चूँकि ट्रांसमिशन हानि पारंपरिक बिजली प्रणाली की तुलना में बहुत कम है, स्वतंत्र बिजली उत्पादन की परिचालन लागत अपेक्षाकृत कम है।
बिजली आपूर्ति की विश्वसनीयता के संदर्भ में, स्वतंत्र बिजली उत्पादन के लाभ भी स्पष्ट हैं। पारंपरिक बिजली प्रणालियों में उच्च-वोल्टेज ट्रांसमिशन और वितरण सुविधाएं बिजली आपूर्ति की विश्वसनीयता को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक हैं। तूफान, बर्फ और बर्फबारी जैसी प्राकृतिक आपदाओं से हाई-वोल्टेज लाइनें और टावर गंभीर रूप से क्षतिग्रस्त हो जाते हैं और नुकसान सैकड़ों अरबों डॉलर तक पहुंच सकता है, और कुछ उपयोगकर्ताओं के पास दीर्घकालिक बिजली आपूर्ति होती है। बाधित. यहां तक कि गर्मियों में भी जब कोई प्राकृतिक आपदा नहीं होती, ट्रांसमिशन लाइन विफलताओं के कारण बिजली कटौती होगी।
सौर फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन के लिए किसी ईंधन की आवश्यकता नहीं होती है, इससे पर्यावरण को कोई प्रदूषण नहीं होता है और यह एक आदर्श नवीकरणीय स्वच्छ ऊर्जा है। फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन के लिए बड़े क्षेत्र की आवश्यकता नहीं होती है और इसे किसी ऊंची इमारत की छत या बाहरी दीवार पर स्थापित किया जा सकता है। यह स्वतंत्र विद्युत उत्पादन प्राप्त करने का सबसे आसान तरीका है। फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन उपकरण में न तो कोई घूमने वाला यांत्रिक उपकरण होता है और न ही कोई रासायनिक प्रतिक्रिया उपकरण होता है तथा इसका प्रबंधन अन्य विद्युत उत्पादन विधियों की तुलना में सरल होता है।
फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन फोटोवोल्टिक प्रभाव के माध्यम से सौर विकिरण ऊर्जा का विद्युत ऊर्जा में सीधा रूपांतरण है। सौर ऊर्जा अस्थिर है. एक ही स्थान पर एक ही दिन में हर समय सौर विकिरण की तीव्रता अलग-अलग होती है। सूर्योदय और सूर्यास्त के समय सौर विकिरण की तीव्रता दोपहर से पहले की तुलना में बहुत कम होती है। एक ही स्थान पर विभिन्न मौसमों में सौर विकिरण की तीव्रता अलग-अलग होती है। मध्य और उच्च अक्षांश क्षेत्रों के लिए, सर्दियों की तुलना में गर्मियों में सौर विकिरण की तीव्रता काफी अधिक होती है। सौर ऊर्जा भी रुक-रुक कर होती है, और प्रत्यक्ष सौर विकिरण ऊर्जा दिन और रात के परिवर्तन के साथ महत्वपूर्ण रूप से बदलती है। सौर विकिरण जलवायु, मौसम, दिन और रात जैसे कारकों से भी काफी प्रभावित होता है। फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन के विद्युत उत्पादन को स्थिर बनाने के लिए ऊर्जा भंडारण उपकरणों से सुसज्जित होना आवश्यक है। इसके अलावा, सौर कोशिकाओं और ऊर्जा भंडारण उपकरणों का उत्पादन प्रत्यक्ष धारा है। प्रत्यावर्ती धारा प्राप्त करने के लिए, फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन प्रणाली को एक नियंत्रक और इन्वर्टर से सुसज्जित करने की आवश्यकता होती है। स्टैंड-अलोन फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन के लाभों को संक्षेप में इस प्रकार बताया गया है:
1. नवीकरणीय, असीमित संसाधन, आदर्श सतत विकास विशेषताओं के साथ सीधे उच्च श्रेणी की विद्युत ऊर्जा का उत्पादन कर सकते हैं;
2. कोई प्रदूषण नहीं, बिल्कुल शून्य उत्सर्जन - किसी भी सामग्री और ध्वनि, प्रकाश, बिजली, चुंबकत्व और यांत्रिक शोर का कोई उत्सर्जन नहीं;
3. मोबाइल और लचीला, बिजली उत्पादन प्रणाली को आवश्यकतानुसार मॉड्यूल में एकीकृत किया जा सकता है, जो बड़ा या छोटा हो सकता है और विस्तार करना आसान हो सकता है;
4. संसाधनों की सार्वभौमिकता मूल रूप से क्षेत्र द्वारा प्रतिबंधित नहीं है, बल्कि समृद्ध और कम-प्रचुर क्षेत्रों के बीच अंतर है;
5. बहुमुखी प्रतिभा और भंडारण क्षमता, विद्युत ऊर्जा को ट्रांसमिशन लाइनों के माध्यम से आसानी से प्रसारित, उपयोग और संग्रहीत किया जा सकता है;
6. संसाधन, बिजली उत्पादन और बिजली की खपत एक ही क्षेत्र में हैं, जो दूरस्थ बिजली पारेषण और परिवर्तन उपकरण की निवेश लागत को काफी हद तक बचा सकता है; सौर ऊर्जा उत्पादन प्रणाली की निर्माण अवधि कम है, क्योंकि यह मॉड्यूलर है, इसका उपयोग कुछ मिलीवाट के सौर ऊर्जा कैलकुलेटर के रूप में किया जा सकता है। , दसियों मेगावाट तक के सौर ऊर्जा स्टेशन; वितरित बिजली प्रणालियाँ संपूर्ण ऊर्जा प्रणाली की सुरक्षा और विश्वसनीयता में सुधार कर सकती हैं, खासकर चीन के दूरदराज के इलाकों और पहाड़ी इलाकों में, जहां निवासी बहुत बिखरे हुए रहते हैं और लंबे ग्रिड कनेक्शन की आवश्यकता होती है। यह स्पष्ट रूप से वितरित बिजली उत्पादन तकनीक का उपयोग करने का एक किफायती और प्रभावी तरीका है। निवासियों को बिजली की आपूर्ति करें।
इसके अलावा, सौर फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन की अपनी अनूठी विशेषताएं हैं:
1. थकावट का कोई खतरा नहीं;
2. बिल्कुल साफ (कोई प्रदूषण नहीं, स्टोरेज बैटरी के बाहर);
3. संसाधनों के भौगोलिक वितरण द्वारा प्रतिबंधित नहीं;
4. यह उस स्थान के निकट बिजली उत्पन्न कर सकता है जहां बिजली का उपयोग किया जाता है;
5. उच्च ऊर्जा गुणवत्ता;
6. यूजर्स को भावनात्मक रूप से स्वीकार करना आसान होता है
7. ऊर्जा प्राप्त करने में थोड़ा समय लगता है;
8. बिजली आपूर्ति प्रणाली विश्वसनीय रूप से काम करती है।