ಫೋಟೋವೋಲ್ಟಾಯಿಕ್ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ಸಂಯೋಜನೆ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ತತ್ತ್ವ

ಫೋಟೋವೋಲ್ಟೆಯಿಕ್ (PV) ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ಘಟಕಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ

ಫೋಟೋವೋಲ್ಟೆಯಿಕ್ (PV) ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ PV ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳು, ನಿಯಂತ್ರಕ, ಅನ್ವರ್ತಕ, ಬೇಟರಿಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಸಹಾಯಕ ಉಪಕರಣಗಳಿಂದ ಮಾಡಲಾಗಿರುತ್ತದೆ (ಗ್ರಿಡ್-ನಡೆಯುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ ಬೇಟರಿಗಳು ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲ). ಜನತಾ ವಿದ್ಯುತ್ ಗ್ರಿಡ್ ಮೇಲ್ವಿಧಿಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, PV ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಗ್ರಿಡ್-ನಡೆಯುವ ಮತ್ತು ಗ್ರಿಡ್-ನಡೆಯದ ರೀತಿಗಳಾಗಿ ವಿಭಾಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಗ್ರಿಡ್-ನಡೆಯದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಜನತಾ ವಿದ್ಯುತ್ ಗ್ರಿಡ್‌ನ ಮೇಲೆ ಈ ಮೂಲಕ ಸ್ವತಂತ್ರವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಅವು ಶಕ್ತಿ ಸಂಚಿತ ಬೇಟರಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದರಿಂದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರದಾನ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ರಾತ್ರಿಯಲ್ಲಿ ಅಥವಾ ದೀರ್ಘಕಾಲಿಕವಾಗಿ ಮೆಂಗಡ ಅಥವಾ ಮುಷ್ಮನೆ ಇದ್ದಾಗ ಸೂರ್ಯ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ತಕ್ಕಾಗಿರದಂತೆ ಲೋಡ್ಗಳಿಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರದಾನ ಮಾಡಬಹುದು.

ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ರೀತಿಯ ಮೇಲೆ ಬೇಡಿ, ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಒಂದೇ ಆಗಿರುತ್ತದೆ: PV ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳು ಸೂರ್ಯನ ಕಿರಣಗಳನ್ನು ನೇರ ಪ್ರವಾಹ (DC) ವಿದ್ಯುತ್‌ನಾಗಿ ಮಾಡುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಅನ್ವರ್ತಕದಿಂದ ಪರ್ಯಾಯ ಪ್ರವಾಹ (AC) ಆಗಿ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ವಿದ್ಯುತ್ ಉಪಯೋಗ ಅಥವಾ ಗ್ರಿಡ್ ಸಂಪರ್ಕ ಮಾಡುವುದನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ.

1. ಫೋಟೋವೋಲ್ಟೆಯಿಕ್ (PV) ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳು

PV ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳು ಎಲ್ಲಾ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಮುಖ್ಯ ಘಟಕವಾಗಿವೆ. ಅವು ವೈದ್ಯುತ ಚುನ್ನಡಿಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಮಾಡಿ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತವೆ, ಯಾವುದೋ ಒಂದು ಸೋಲರ್ ಚುನ್ನಡಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ಪ್ರವಾಹ ನಿಕ್ಷೇಪವು ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆ ಆಗಿರುತ್ತದೆ, ಅದಕ್ಕಾಗಿ ಕೆಲವು ಚುನ್ನಡಗಳನ್ನು ಸರಣಿಯಲ್ಲಿ ಕಂಡುಕೊಂಡು ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಪಡೆಯುತ್ತಾರೆ, ನಂತರ ಸಮಾನಾಂತರವಾಗಿ ಪ್ರವಾಹ ಹೆಚ್ಚಿಸಲು. ಅನ್ನ್ಯಾಸ್ ಡೈಯೋಡ್ (ವಿಲೋಮ ಪ್ರವಾಹ ನಿಯಂತ್ರಿಸುವಿಕೆಗೆ), ಅದು ಸ್ಟೆನ್ಲೆಸ್ ಸ್ಟೀಲ್, ಅಲ್ಲೋಯ್ ಅಥವಾ ಅಮೇಟಲ್ ಪದಾರ್ಥಗಳಿಂದ ರೇಖೀಕರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಅದನ್ನು ಮುಂದೆ ಟೆಂಪರೆಡ್ ಗ್ಲಾಸ್ ಮತ್ತು ಪಿछ್ ಪಾರ್ಟ್ ಮೀನ್ ಮತ್ತು ನೈಟ್ರೋಜನ್ ವಾಯು ಮೂಲಕ ಬಂದು ಹೆರ್ಮೆಟಿಕವಾಗಿ ಮುಚ್ಚಲಾಗಿದೆ. ಕೆಲವು PV ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳನ್ನು ಸರಣಿಯಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಸಮಾನಾಂತರವಾಗಿ ಕಂಡುಕೊಂಡಾಗ ಪ್ವ ಐರೇ (ಅಥವಾ ಸೂರ್ಯ ಐರೇ) ರೂಪಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.

ಕಾರ್ಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ: ಸೂರ್ಯನ ಕಿರಣಗಳು ಸೋಲರ್ ಚುನ್ನಡದ ಪಿ-ಎನ್ ಜಂಕ್‌ನಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿಯಾದಾಗ, ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ಹೋಲ್ ಜೋಡಿಗಳು ಉತ್ಪಾದನೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ಪಿ-ಎನ್ ಜಂಕ್‌ನ ವೈದ್ಯುತ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಪ್ರಭಾವದಲ್ಲಿ, ಹೋಲ್‌ಗಳು ಪಿ ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ ಮತ್ತು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಎನ್ ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ. ಸರ್ಕುಯಿಟ್ ಮುಚ್ಚಿದಾಗ, ಪ್ರವಾಹ ಪ್ರವಹಿಸುತ್ತದೆ. PV ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳ ಪ್ರಮುಖ ಕೆಲಸವು ಸೂರ್ಯ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನಾಗಿ ಮಾಡುವುದು, ಅದನ್ನು ಬೇಟರಿಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಚಿತ ಮಾಡುವುದು ಅಥವಾ ನೇರವಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಲೋಡ್ಗಳಿಗೆ ಪ್ರದಾನ ಮಾಡುವುದು.

PV ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳ ರೀತಿಗಳು:

• ಏಕಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ಸಿಲಿಕಾನ್: ದಕ್ಷತೆ ≈ 18%, ಹೆಚ್ಚಿನದು 24% — ಎಲ್ಲಾ PV ರೀತಿಗಳಲ್ಲಿನ ಹೆಚ್ಚಿನದು. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಟೆಂಪರೆಡ್ ಗ್ಲಾಸ್ ಮತ್ತು ವಾಟರ್ಪ್ರೂಫ್ ರೆಸಿನ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಮುಚ್ಚಲಾಗಿದೆ, ಇದು ದೃಢವಾದು ಮತ್ತು ದೀರ್ಘಕಾಲಿಕ ಆಯುಕಾಲದ್ದಿರುತ್ತದೆ (ಆಯುಕಾಲ 25 ವರ್ಷಗಳು).

• ಪೋಲಿಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ಸಿಲಿಕಾನ್: ದಕ್ಷತೆ ≈ 14%. ಏಕಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳ ಮಾನ್ಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ದಕ್ಷತೆ ಕಡಿಮೆ, ಬೆಲೆ ಕಡಿಮೆ, ಮತ್ತು ಆಯುಕಾಲ ಕಡಿಮೆ. ಆದರೆ, ಇದು ಸರಳವಾಗಿ ಉತ್ಪಾದನೆ ಮಾಡುವುದು, ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಉತ್ಪಾದನ ಬೆಲೆ ಬೀಡಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಉಪಯೋಗಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ.

• ಅಮೋರ್ಫಸ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ (ದುರ್ಬಲ ಫಿಲ್ಮ್): ದಕ್ಷತೆ ≈ 10%. ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ವಿಭಿನ್ನ ದುರ್ಬಲ ಫಿಲ್ಮ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಕಡಿಮೆ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬೀಡಿಸುತ್ತದೆ. ಇದರ ಪ್ರಮುಖ ಗುಣವು ಕಡಿಮೆ ದೀಪ್ತಿಯ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ದಕ್ಷತೆಯಾಗಿದೆ.

2. ನಿಯಂತ್ರಕ (ಗ್ರಿಡ್-ನಡೆಯದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಉಪಯೋಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ)

ಸೋಲಾರ್ ಚಾರ್ಜ್ ನಿಯಂತ್ರಕ ಒಂದು ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ಉಪಕರಣವಾಗಿದೆ, ಇದು ಬೇಟರಿಯನ್ನು ಅತಿ ಚಾರ್ಜ್ ಮತ್ತು ಅತಿ ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ನಿಂತಿರುವುದನ್ನು ನಿರೋಧಿಸುತ್ತದೆ. ಹೈ-ಸ್ಪೀಡ್ CPU ಮೈಕ್ರೋಪ್ರೊಸೆಸರ್ ಮತ್ತು ಹೈ-ಪ್ರೆಷನ್ A/D ಕನ್ವರ್ಟರ್ ಮೂಲಕ, ಇದು ಮೈಕ್ರೋಕಂಪ್ಯೂಟರ್-ಬೇಸ್ಡ್ ಡೇಟಾ ಅಭಿಗ್ರಹಣ ಮತ್ತು ನಿರೀಕ್ಷಣ ನಿಯಂತ್ರಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಾಗಿ ಪ್ರಕಟವಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಶೀಘ್ರವಾಗಿ ವಾಸ್ತವಿಕ ಕಾರ್ಯಾನ್ವಯ ಡೇಟಾ ಸಂಗ್ರಹಿಸಬಹುದು, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಬಹುದು, ಮತ್ತು ಐತಿಹಾಸಿಕ ಡೇಟಾ ಸಂಗ್ರಹಿಸಬಹುದು, ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಡಿಜೈನ್ ಮತ್ತು ಘಟಕ ವಿಶ್ವಾಸ ಮೂಲಕ ಸಂಪೂರ್ಣ ಮತ್ತು ಸಾಕಷ್ಟು ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಇದು ಪರ್ಯಾಯ ಸಂಪರ್ಕ ಮೂಲಕ ಹಲವು PV ಉಪ-ಸ್ಟೇಷನ್‌ಗಳ ಕೇಂದ್ರೀಯ ನಿಯಂತ್ರಣ ಮತ್ತು ದೂರದಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಣ ಮಾಡುವುದನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ.

3. ಅನ್ವರ್ತಕ

ಅನ್ವರ್ತಕ ಸೋಲಾರ್ ಪ್ಯಾನೆಲ್‌ಗಳಿಂದ ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾದ ನೇರ ಪ್ರವಾಹ (DC) ವಿದ್ಯುತ್‌ನ್ನು ಪರ್ಯಾಯ ಪ್ರವಾಹ (AC) ವಿದ್ಯುತ್‌ನಾಗಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಪ್ರಮಾಣಿತ AC-ಪ್ರವಾಹ ಶಕ್ತಿ ಉಪಕರಣಗಳಿಗೆ ಸಂಗತಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ. PV ಅನ್ವರ್ತಕ ಒಂದು ಮುಖ್ಯ ಬೈಂಡಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆ (BOS) ಘಟಕವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಮೆಕ್ಸಿಮಮ್ ಪವರ್ ಪಾಯಿಂಟ್ ಟ್ರ್ಯಾಕಿಂಗ್ (MPPT) ಮತ್ತು ಐಲ್ಯಾಂಡಿಂಗ್ ಪ್ರೊಟೆಕ್ಷನ್ ಗಳಿಕೆ ವಿಶೇಷ ಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.

ಸೋಲಾರ್ ಅನ್ವರ್ತಕಗಳ ರೀತಿಗಳು:

• ಸ್ಟ್ಯಾಂಡಲೋನ್ ಅನ್ವರ್ತಕ: ಗ್ರಿಡ್-ನಡೆಯದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಉಪಯೋಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. PV ಐರೇ ಬೇಟರಿಯನ್ನು ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಅನ್ವರ್ತಕವು ಬೇಟರಿಯಿಂದ DC ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಆಸ್ತರಿಸುವ ಲೋಡ್ಗಳಿಗೆ AC ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪ್ರದಾನ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಅನೇಕ ಸ್ಟ್ಯಾಂಡಲೋನ್ ಅನ್ವರ್ತಕಗಳು ಬೇಟರಿಯನ್ನು AC ಶಕ್ತಿಯಿಂದ ಪುನರ್ ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡುವ ಅಂತರ್ನಿರ್ಮಿತ ಬೇಟರಿ ಚಾರ್ಜರ್ ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಈ ಅನ್ವರ್ತಕಗಳು ಗ್ರಿಡ್‌ನಿಂದ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗದು ಮತ್ತು ಐಲ್ಯಾಂಡಿಂಗ್ ಪ್ರೊಟೆಕ್ಷನ್ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲ.

• ಗ್ರಿಡ್-ಟೈಡ್ ಅನ್ವರ್ತಕ: AC ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಜನತಾ ವಿದ್ಯುತ್ ಗ್ರಿಡ್‌ಗೆ ಹಿಂತಿರುಗಿ ಕೊಡುತ್ತದೆ. ಅದರ ನಿಕ್ಷೇಪ ವೇಗವು ಗ್ರಿಡ್‌ನ ಪ್ರದೇಶ, ಆವೃತ್ತಿ ಮತ್ತು ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ನಿಂದ ಸಮನಾಗಿರಬೇಕು. ಗ್ರಿಡ್ ವಿಘಟನೆಯಾದಾಗ ಸುರಕ್ಷೆಯ ಕಾರಣ ಅದು ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತವಾಗಿ ನಿಲ್ಲುತ್ತದೆ. ಗ್ರಿಡ್ ವಿಘಟನೆಯಾದಾಗ ಇದು ಪಾರ್ಕ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನೀಡುವುದಿಲ್ಲ.

• ಬೇಟರಿ ಬ್ಯಾಕಪ್ ಅನ್ವರ್ತಕ: ಬೇಟರಿಗಳನ್ನು ಪ್ರಮುಖ ಶಕ್ತಿ ಮಾನದಂಡವಾಗಿ ಉಪಯೋಗಿಸುವ ವಿಶೇಷ ಅನ್ವರ್ತಕವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಬೇಟರಿಗಳನ್ನು ಪುನರ್ ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡುವ ಅಂತರ್ನಿರ್ಮಿತ ಚಾರ್ಜರ್ ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಅನ್ನ್ಯ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಗ್ರಿಡ್‌ಗೆ ಹಿಂತಿರುಗಿ ಕೊಡಬಹುದು. ಗ್ರಿಡ್ ವಿಘಟನೆಯಾದಾಗ, ಇದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸರ್ಕುಯಿಟ್ಗಳಿಗೆ AC ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪ್ರದಾನ ಮಾಡಬಹುದು, ಮತ್ತು ಇದು ಐಲ್ಯಾಂಡಿಂಗ್ ಪ್ರೊಟೆಕ್ಷನ್ ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.

4. ಬೇಟರಿ (ಗ್ರಿಡ್-ನಡೆಯುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲ)

ಬೇಟರಿ ಪ್ವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಶಕ್ತಿ ಸಂಚಿತ ಘಟಕವಾಗಿದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯ ರೀತಿಗಳು ಸೀಲ್ಡ್ ಲೀಡ್-ಅಸಿಡ್, ಫ್ಲಡೆಡ್ ಲೀಡ್-ಅಸಿಡ್, ಗೆಲ್, ಮತ್ತು ನಿಕ್ಕಲ್-ಕ್ಯಾಡಿಮಿಯಮ್ ಅಲ್ಕಾಲೈನ್ ಬೇಟರಿಗಳು. ಸೀಲ್ಡ್ ಲೀಡ್-ಅಸಿಡ್ ಮತ್ತು ಗೆಲ್ ಬೇಟರಿಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಪಯೋಗದಿಂದ ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಉಪಯೋಗಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ.