ಸೌರ ಕಲ್ಲು ಅಥವಾ ಪ್ರಕಾಶನಿರೋಧಕ ಕಲ್ಲು

ಪರಿಭಾಷೆ

ಫೋಟೋವೊಲ್ಟೈಕ್ (PV) ಸೆಲ್ ಎನ್ನುವುದು ಪ್ರಕಾಶವನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಗೆ ರೂಪಾಂತರಿಸುವ ಅಧ್ವರ ಉಪಕರಣವಾಗಿದೆ. PV ಸೆಲ್ ದೃಷ್ಟಾಂತದಿಂದ ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿ ಪ್ರತಿಸ್ಪರ್ಧಿಸುವ ಪ್ರಕಾಶದ ತೀವ್ರತೆಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ. "ಫೋಟೋವೊಲ್ಟೈಕ್" ಪದ ಅದರ ಪ್ರಕಾಶದ ("ಫೋಟೋ") ಮೂಲಕ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಕ್ಷಮತೆಯಿಂದ ("ವೋಲ್ಟೈಕ್") ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪಡೆಯುತ್ತದೆ.

ಅಧ್ವರ ಪದಾರ್ಥಗಳಲ್ಲಿ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಕೋವೇಲೆಂಟ್ ಬಂಧಗಳಿಂದ ಬಂಧಿತವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಮಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ವಿಕಿರಣವು ಫೋಟಾನ್‌ಗಳಾದ ಚಿಕ್ಕ ಶಕ್ತಿ ಕಣಗಳಿಂದ ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಫೋಟಾನ್‌ಗಳು ಅಧ್ವರ ಪದಾರ್ಥದ ಮೇಲೆ ಪ್ರತಿಸ್ಪರ್ಧಿಸಿದಾಗ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಶಕ್ತಿಶಾಲಿಯಾಗಿ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಸ್ಪರ್ಧಿಸುತ್ತವೆ.

ಈ ಶಕ್ತಿಶಾಲಿಯಾದ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಫೋಟೋ-ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಪ್ರತಿಸ್ಪರ್ಧಿಸುವ ಘಟನೆಯನ್ನು ಫೋಟೋ-ಇಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಪ್ರಭಾವ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಫೋಟೋವೊಲ್ಟೈಕ್ ಸೆಲ್ ಯಾದ ಪ್ರಚಲನೆಯು ಫೋಟೋ-ಇಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಪ್ರಭಾವದ ಮೇಲೆ ಆಧಾರಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಫೋಟೋವೊಲ್ಟೈಕ್ ಸೆಲ್ ಯನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುವುದು

ಆರ್ಸೆನೈಡ್, ಇಂಡಿಯಮ್, ಕ್ಯಾಡ್ಮಿಯಂ, ಸಿಲಿಕಾನ್, ಸೆಲೆನಿಯಮ್, ಮತ್ತು ಗಾಲಿಯಂ ಗಳಾದ ಅಧ್ವರ ಪದಾರ್ಥಗಳನ್ನು PV ಸೆಲ್‌ಗಳನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮತ್ತು ಸೆಲೆನಿಯಮ್ ಪ್ರಾಯೋಜನಿಕವಾಗಿ ಸೆಲ್‌ಗಳನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಕೆಳಗಿನ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಫೋಟೋವೊಲ್ಟೈಕ್ ಸೆಲ್ ಯನ್ನ ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಿ:

• ಸೆಲ್ ಯನ್ನ ಮೇಲ್ಕಡೆಯ ಪೃष್ಠವು p-ಟೈಪ್ ಪದಾರ್ಥದ ಹೊಳಹು ಲೆಯರ್ ಮಾಡಿದೆ ಹಾಗು ಪ್ರಕಾಶವು ಸುಲಭವಾಗಿ ಪದಾರ್ಥದ ಮೇಲೆ ಪ್ರವೇಶಿಸಬಹುದು.

• ಮೆಟಲ್ ರಿಂಗ್‌ಗಳನ್ನು p-ಟೈಪ್ ಮತ್ತು n-ಟೈಪ್ ಪದಾರ್ಥಗಳ ಸುತ್ತ ಹಾಕಲಾಗಿದೆ, ಇವು ಯಾವುದೇ ಪೋಷಕ ಮತ್ತು ನೆಗಟಿವ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಟರ್ಮಿನಲ್‌ಗಳಾಗಿ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಸೇರಿರುವುದು.

ಒಂದು ಏಕಕ PV ಸೆಲ್‌ಗಳು ಮೊನೋಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ಅಥವಾ ಪಾಲಿಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ಅಧ್ವರ ಪದಾರ್ಥಗಳಿಂದ ನಿರ್ಮಿಸಲಾಗುತ್ತವೆ.

ಮೊನೋಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ಸೆಲ್‌ಗಳು ಒಂದು ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ಇಂಗಾಟ್ ನಿಂದ ಕತ್ತರಿಸಲಾಗಿದ್ದು, ಪಾಲಿಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ಸೆಲ್‌ಗಳು ಹಲವು ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ಘಟನೆಗಳಿರುವ ಪದಾರ್ಥಗಳಿಂದ ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಒಂದು ಸೆಲ್ ಯನ್ನ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 0.6V ಮತ್ತು 0.8A ಗಳು ಆಗಿರುತ್ತವೆ. ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು, ಸೆಲ್‌ಗಳನ್ನು ವಿವಿಧ ರಚನೆಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಯೋಜಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. PV ಸೆಲ್‌ಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಮೂರು ಪ್ರಮುಖ ವಿಧಾನಗಳಿವೆ:

PV ಸೆಲ್‌ಗಳ ಸಮಾನ್ತರ ಸಂಯೋಜನೆ

ಸಮಾನ್ತರ ರಚನೆಯಲ್ಲಿ, ಸೆಲ್‌ಗಳ ಮೇಲೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನವರೋಧಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಒಟ್ಟು ವಿದ್ಯುತ್ ಎರಡು ಪಟ್ಟು (ಅಥವಾ ಸೆಲ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ). ಸಮಾನ್ತರ ಸಂಯೋಜಿಸಿದ PV ಸೆಲ್‌ಗಳ ಲಕ್ಷಣ ಚಿತ್ರವು ಕೆಳಗೆ ದೃಶ್ಯವಾಗಿದೆ.

PV ಸೆಲ್‌ಗಳ ಶ್ರೇಣಿ ಸಮಾನ್ತರ ಸಂಯೋಜನೆ

ಶ್ರೇಣಿ ಸಮಾನ್ತರ ರಚನೆಯಲ್ಲಿ, ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ದೋಣಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಸೌರ ಪ್ಯಾನೆಲ್‌ಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಪಡೆಯುವ ಈ ಸಂಯೋಜನೆಯನ್ನು ಬಳಸಿ ನಿರ್ಮಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಸೌರ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ ಒಂದು ಸೌರ ಸೆಲ್ ಯನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸಿ ನಿರ್ಮಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹಲವು ಸೌರ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸಿದ್ದು ಸೌರ ಪ್ಯಾನೆಲ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

PV ಸೆಲ್ ಯನ್ನ ಪ್ರಚಲನೆ

ಪ್ರಕಾಶವು ಅಧ್ವರ ಪದಾರ್ಥದ ಮೇಲೆ ಪ್ರತಿಸ್ಪರ್ಧಿಸಿದಾಗ, ಅದು ದಿನಕ್ಕೆ ಹಾಗು ವಿಲಕ್ಷಣವಾಗಿ ಪ್ರತಿಫಲಿಸಬಹುದು. PV ಸೆಲ್‌ಗಳು ಅಧ್ವರ ಪದಾರ್ಥಗಳಿಂದ ನಿರ್ಮಿಸಲಾಗಿದ್ದು, ಅವು ಪೂರ್ಣ ಕಣಿಕೆಗಳು ಅಥವಾ ವಿಲಕ್ಷಣ ಪದಾರ್ಥಗಳು ಆಗಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಈ ಲಕ್ಷಣವು ಅವುಗಳನ್ನು ಪ್ರಕಾಶ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನಾಗಿ ರೂಪಾಂತರಿಸುವುದಕ್ಕೆ ಅತ್ಯಂತ ದಕ್ಷತೆಯಿಂದ ಪ್ರತಿಫಲಿಸುತ್ತದೆ.

ಅಧ್ವರ ಪದಾರ್ಥವು ಪ್ರಕಾಶವನ್ನು ಅಭಿಗ್ರಹಿಸಿದಾಗ, ಅದರ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಪ್ರತಿಸ್ಪರ್ಧಿಸುತ್ತವೆ. ಇದು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಫೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಅಭಿಗ್ರಹಿಸಿದಾಗ ಶಕ್ತಿಶಾಲಿಯಾಗಿ ಮತ್ತು ಪದಾರ್ಥದ ಒಳಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ. ಒಳ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಈ ಕಣಿಕೆಗಳನ್ನು ಒಂದು ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುವುದನ್ನು ವಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಅಧ್ವರ ಪದಾರ್ಥದ ಮೇಲೆ ಉಳಿದಿರುವ ಧಾತು ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್‌ಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಕೆ ಪ್ರವೇಶ ಮಾಡುತ್ತವೆ.

ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರವು P-ಟೈಪ್ ಮತ್ತು N-ಟೈಪ್ ಅಧ್ವರ ಪದಾರ್ಥಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸಿ ನಿರ್ಮಿಸಿದ ಸಿಲಿಕಾನ್ PV ಸೆಲ್ ಯನ್ನು ಸ್ಥಿರ ವಿದ್ಯುತ್ ಭಾರದ ಮೇಲೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಿದೆ. ಸೆಲ್ ಯನ್ನು P-ಟೈಪ್ ಮತ್ತು N-ಟೈಪ್ ಪದಾರ್ಥಗಳ ಮಧ್ಯದ ಜಂಕ್ಷನ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಜಂಕ್ಷನ್ ಎಂದರೆ P-ಟೈಪ್ ಮತ್ತು N-ಟೈಪ್ ಪದಾರ್ಥಗಳ ಮಧ್ಯದ ಮುಖ್ಯ ಮೇಲೆ. ಪ್ರಕಾಶವು ಜಂಕ್ಷನ್ ಮೇಲೆ ಪ್ರತಿಸ್ಪರ್ಧಿಸಿದಾಗ, ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಒಂದು ಪ್ರದೇಶದಿಂದ ಇನ್ನೊಂದು ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ.
ಸೌರ ಶಕ್ತಿ ಉತ್ಪಾದನಾ ಕೇಂದ್ರದಲ್ಲಿ ಸೌರ ಸೆಲ್‌ಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ಸ್ಥಾಪಿಸುತ್ತಾರೆ?
ಮೆಕ್ಸಿಮಮ್ ಪವರ್ ಪಾಯಿಂಟ್ ಟ್ರ್ಯಾಕರ್‌ಗಳು (MPPTs), ಇನ್ವರ್ಟರ್‌ಗಳು, ಚಾರ್ಜ್ ಕಂಟ್ರೋಲರ್‌ಗಳು, ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ಸೌರ ವಿಕಿರಣವನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಗೆ ರೂಪಾಂತರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಮೆಕ್ಸಿಮಮ್ ಪವರ್ ಪಾಯಿಂಟ್ ಟ್ರ್ಯಾಕರ್ (MPPT)

MPPT ಎಂಬುದು ಸೂರ್ಯದ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ಟ್ರ್ಯಾಕ್ ಮಾಡುವ ವಿಶೇಷ ಡಿಜಿಟಲ್ ಕಂಟ್ರೋಲರ್ ಆಗಿದೆ. ಕಾರಣ PV ಸೆಲ್ ದಕ್ಷತೆಯು ಸೂರ್ಯಕಿರಣಗಳ ತೀವ್ರತೆಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ದಿನದಲ್ಲಿ ಭೂಮಿಯ ವಿರೋಧ ಕಾರಣ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ, MPPT ಗಳು ಪ್ಯಾನೆಲ್ ಯನ್ನ ಸ್ಥಾನ ಮಾಡಿ ಪ್ರಕಾಶ ಅಭಿಗ್ರಹಣ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.

ಚಾರ್ಜ್ ಕಂಟ್ರೋಲರ್

ಚಾರ್ಜ್ ಕಂಟ್ರೋಲರ್ ಸೌರ ಪ್ಯಾನೆಲ್ ನಿಂದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿ ಅತಿ ಚಾರ್ಜ್ ಅಥವಾ ಅತಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನಿಂದ ಪ್ರತಿರೋಧಿಸುತ್ತದೆ, ಸುರಕ್ಷಿತ ಮತ್ತು ದಕ್ಷ ಶಕ್ತಿ ಸಂಗ್ರಹವನ್ನು ನಿರ್ದೇಶಿಸುತ್ತದೆ.

ಇನ್ವರ್ಟರ್

ಇನ್ವರ್ಟರ್ ಪ್ಯಾನೆಲ್‌ಗಳಿಂದ ನೇರ ವಿದ್ಯುತ್ (DC) ನ್ನು ವಿಕಲ್ಪ ವಿದ್ಯುತ್ (AC) ಗೆ ರೂಪಾಂತರಿಸುತ್ತದೆ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅಪ್ಪರೇಟ್‌ಗಳು AC ವಿದ್ಯುತ್ ಅಗತ್ಯವಿದೆ.