ఫోటోవాల్టాయిక్ లేదా సౌర కлета

పరిభాష

ఫోటోవోల్టా (PV) సెల్ ఒక సెమికండక్టర్ పరికరంగా ఉంది, ఇది ప్రకాశాన్ని విద్యుత్ శక్తికి మార్చుతుంది. PV సెల్ ద్వారా ప్రవృత్తి చేసే వోల్టేజ్, ప్రపంచించే ప్రకాశ తీవ్రతనుండి ఆధారపడి ఉంటుంది. "ఫోటోవోల్టా" అనే పదం ప్రకాశం ("ఫోటో") ద్వారా వోల్టేజ్ ఉత్పత్తి చేయడం ("వోల్టాయిక్") యొక్క కొరతను సూచిస్తుంది.

సెమికండక్టర్ పదార్థాల్లో, ఇలక్ట్రాన్‌లు కోవాలెంట్ బాండ్‌ల ద్వారా బాధ్యతలో ఉంటాయి. ఎలక్ట్రోమాగ్నెటిక్ వికిరణం చిన్న శక్తి పార్టికల్‌లను, ఫోటన్‌లను కలిగి ఉంటుంది. ఫోటన్‌లు సెమికండక్టర్ పదార్థంపై ప్రపంచినప్పుడు, ఇలక్ట్రాన్‌లు శక్తిపురుషులై ప్రారంభించబోతుంది.

ఈ శక్తిపురుషులైన ఇలక్ట్రాన్‌లను ఫోటోఇలక్ట్రాన్‌లు అంటారు, ఇలక్ట్రాన్ ఉత్సర్జన ప్రక్రియను ఫోటోఇలక్ట్రిక్ ప్రభావం అంటారు. ఫోటోవోల్టా సెల్ పనితీరు ఫోటోఇలక్ట్రిక్ ప్రభావంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

ఫోటోవోల్టా సెల్ నిర్మాణం

అర్సెనాయిడ్, ఇండియం, కాడిమియం, సిలికాన్, సెలినియం, గాలియం వంటి సెమికండక్టర్ పదార్థాలను ఉపయోగించి PV సెల్‌లను తయారు చేస్తారు. సిలికాన్ మరియు సెలినియం ముఖ్యంగా సెల్‌ల నిర్మాణంలో ఉపయోగించబడతాయి.

క్రింది ఉదాహరణలో సిలికాన్ ఫోటోవోల్టా సెల్ రచనను చూడండి:

• సెల్ యొక్క యుపరి భాగం p-ప్రకారం మాదిరి పదార్థం యొక్క తేలికపు లాయర్ తో తయారు చేయబడుతుంది, ఈ విధంగా ప్రకాశం సులభంగా పదార్థంలోకి ప్రవేశించగలదు.

• మెటల్ రింగ్‌లను p-ప్రకారం మరియు n-ప్రకారం పదార్థాల చుట్టూ పెట్టబడతాయి, వాటికి వర్తకంగా పోజిటివ్ మరియు నెగెటివ్ ఔట్పుట్ టర్మినల్స్ అనేవి పని చేస్తాయి.

ఏకాంతర యొక్క సెల్‌లను మొనోక్రిస్టల్ లేదా పాలిక్రిస్టల్ సెమికండక్టర్ పదార్థాలను ఉపయోగించి తయారు చేస్తారు.

మొనోక్రిస్టల్ సెల్‌లను ఒక ఏకాంతర క్రిస్టల్ ఇంగాట్ నుండి కత్తిరించబడతాయి, పాలిక్రిస్టల్ సెల్‌లను అనేక క్రిస్టల్ రచనాలు కలిగిన పదార్థాలను ఉపయోగించి తయారు చేస్తారు.

ఒక సెల్ యొక్క ఔట్పుట్ వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ చాలా తక్కువ, సాధారణంగా 0.6V మరియు 0.8A వరకు ఉంటాయి. సులభత పెంచడానికి, సెల్‌లను వివిధ కన్ఫిగరేషన్లలో కలిపి ఉంచబడతాయి. PV సెల్‌లను కలిపి ఉంచడానికి మూడు ప్రధాన విధానాలు ఉన్నాయి:

PV సెల్‌ల సమాంతర కలయిక

సమాంతర కన్ఫిగరేషన్లో, సెల్‌ల మధ్య వోల్టేజ్ మారదు, అంతేకాక మొత్తం కరెంట్ రెండించుకుంది (లేదా సెల్‌ల సంఖ్యను ఆధారంగా నిర్దేశించబడుతుంది). సమాంతర కలయిక చేసిన PV సెల్‌ల వైశిష్ట్య వక్రం క్రింద చూపబడింది.

PV సెల్‌ల శ్రేణి-సమాంతర కలయిక

శ్రేణి-సమాంతర కన్ఫిగరేషన్లో, వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ అనేక సంఖ్యలో పెరుగుతాయి. సౌర ప్యానల్‌లను సాధారణంగా ఈ కలయికం ఉపయోగించి ఉంచబడతాయి, ఎక్కువ శక్తి ఔట్పుట్ పొందడానికి.

ఒక సౌర మాడ్యూల్ అనేక సౌర సెల్‌లను కలిపి ఉంచడం ద్వారా తయారు చేయబడుతుంది. అనేక సౌర మాడ్యూల్‌ల సమాంతర కలయికను సౌర ప్యానల్ అని పిలుస్తారు.

PV సెల్ పనితీరు

ప్రకాశం సెమికండక్టర్ పదార్థంపై ప్రపంచినప్పుడు, అది దానిని పాటించవచ్చు లేదా ప్రతిబింబించవచ్చు. PV సెల్‌లు సెమికండక్టర్‌లను ఉపయోగిస్తాయి - అనేక పదార్థాలు పూర్తి కండక్టర్‌లు లేదా ఇన్స్యులేటర్‌లు కావు. ఈ గుణం వాటిని ప్రకాశ శక్తిని విద్యుత్ శక్తికి మార్చడంలో చాలా సులభం చేస్తుంది.

సెమికండక్టర్ ప్రకాశాన్ని అభివృద్ధి చేసినప్పుడు, ఇలక్ట్రాన్‌లు ప్రారంభించబోతుంది. ఇది చాలా చిన్న శక్తి పాక్ట్‌లు, ఫోటన్‌లను కలిగి ఉంటుంది. ఇలక్ట్రాన్‌లు ఫోటన్‌లను అభివృద్ధి చేసినప్పుడు, వాటికి శక్తి ప్రారంభించబోతుంది మరియు పదార్థంలో చలించబోతుంది. అంతర్నిర్మిత విద్యుత్ క్షేత్రం ఈ పార్టికల్స్ ను ఒక దిశలో చలించడానికి విధిస్తుంది. సెమికండక్టర్ పైన ఉన్న మెటలిక్ ఇలక్ట్రోడ్స్ విద్యుత్ కరెంట్ బయటకు ప్రవహించడానికి అనుమతిస్తాయి.

క్రింది చిత్రంలో సిలికాన్ PV సెల్ రిజిస్టివ్ లోడ్ కి కనెక్ట్ చేయబడింది. సెల్ P-ప్రకారం మరియు N-ప్రకారం సెమికండక్టర్ లాయర్లను కలిపి ఉంచబడింది, ఈ విధంగా PN జంక్షన్ ఏర్పడింది.

జంక్షన్ P-ప్రకారం మరియు N-ప్రకారం పదార్థాల మధ్య మైనాయి. ప్రకాశం జంక్షన్ పై ప్రపంచినప్పుడు, ఇలక్ట్రాన్‌లు ఒక ప్రాంతం నుండి మరొక ప్రాంతంకు ప్రారంభించబోతుంది.
సౌర సెల్‌లను సౌర శక్తి పార్క్‌లో ఎలా ఇన్స్టాల్ చేస్తారు?
మాక్సిమం పవర్ పాయింట్ ట్ర్యాకర్లు (MPPTs), ఇన్వర్టర్లు, చార్జ్ కంట్రోలర్లు, బ్యాటరీలు వంటి పరికరాలను ఉపయోగించి సౌర వికిరణాన్ని విద్యుత్ వోల్టేజ్గా మార్చబడతాయి.

మాక్సిమం పవర్ పాయింట్ ట్ర్యాకర్ (MPPT)

MPPT ఒక ప్రత్యేక డిజిటల్ కంట్రోలర్, ఇది సూర్యుని స్థానాన్ని ట్ర్యాక్ చేస్తుంది. PV సెల్ దక్షత సూర్య కిరణాల తీవ్రతనుండి ఆధారపడి ఉంటుంది, ఇది ప్రపంచం యొక్క భ్రమణం వల్ల రోజు ప్రకారం మారుతుంది, MPPTs ప్యానల్ యొక్క దిశను మార్చడం ద్వారా ప్రకాశ అభిగమనం మరియు శక్తి ఔట్పుట్ గా పెరిగించడానికి వినియోగిస్తాయి.

చార్జ్ కంట్రోలర్

చార్జ్ కంట్రోలర్ సౌర ప్యానల్ నుండి వచ్చే వోల్టేజ్ని నియంత్రిస్తుంది మరియు బ్యాటరీ ఓవర్చార్జింగ్ లేదా ఓవర్వోల్టేజ్ ను నివారిస్తుంది, ఇది సురక్షితమైన మరియు దక్షతాత్మకమైన శక్తి సంపాదనను ఉంటుంది.

ఇన్వర్టర్

ఇన్వర్టర్ ప్యానల్ నుండి వచ్చే డైరెక్ట్ కరెంట్ (DC)ని అల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ (AC)కు మార్చుతుంది, ఇది సాధారణ ప్రయోజనాల కోసం ఉపయోగించబడుతుంది, ఇవి సాధారణంగా AC విద్యుత్ అవసరం ఉంటాయి.