ఫోటోవోల్టా విద్యుత్ ఉత్పత్తి వ్యవస్థల రచన మరియు పని తత్వం

ఫోటోవోల్టా (PV) శక్తి ఉత్పత్తి వ్యవస్థల రచన మరియు పని తత్వం

ఫోటోవోల్టా (PV) శక్తి ఉత్పత్తి వ్యవస్థ ప్రధానంగా PV మాడ్యూల్స్, నియంత్రకం, ఇన్వర్టర్, బ్యాటరీలు, మరియు ఇతర ఆకరణాలను కలిగి ఉంటుంది (గ్రిడ్-కనెక్ట్ వ్యవస్థలకు బ్యాటరీలు అవసరం లేదు). పబ్లిక్ శక్తి గ్రిడ్‌నందునే ఆధారపడుతుందని లేదు, PV వ్యవస్థలను ఆఫ్-గ్రిడ్ మరియు గ్రిడ్-కనెక్ట్ రకాలుగా విభజిస్తారు. ఆఫ్-గ్రిడ్ వ్యవస్థలు యూనిటీ గ్రిడ్ మీద ఆధారపడకుండా స్వతంత్రంగా పని చేస్తాయి. వాటికి శక్తి నిల్వ చేయడానికి బ్యాటరీలు ఉన్నాయి, రాత్రి లేదా దీర్ఘకాలం మేఘాలు/మీన వాటి ఉన్నప్పుడు సౌర ఉత్పత్తి తక్కువగా ఉన్నప్పుడు పరికరాలకు శక్తి అందించడంలో వాటికి సహాయం చేస్తాయి.

వ్యవస్థ రకం ఏదైనా ఉంటే, పని తత్వం ఒక్కటే: PV మాడ్యూల్స్ సూర్య కిరణాలను నేమిక ప్రవాహం (DC) శక్తిగా మార్చుతుంటాయి, ఇది ఇన్వర్టర్ ద్వారా విక్షేప ప్రవాహం (AC) గా మార్చబడుతుంది, ఇది శక్తి ఉపభోగం లేదా గ్రిడ్ కనెక్షన్ కోసం అనుమతిస్తుంది.

1. ఫోటోవోల్టా (PV) మాడ్యూల్స్

PV మాడ్యూల్స్ మొత్తం శక్తి ఉత్పత్తి వ్యవస్థ యొక్క ముఖ్య ఘటకం. వాటిని వ్యక్తిగత ఫోటోవోల్టా సెల్లను కలిపి తయారు చేయబడతాయి, వీటిని లేజర్ లేదా వైర్ కట్టింగ్ యంత్రాలతో వివిధ విమానాలుగా కత్తరించబడతాయి. ఎందుకంటే ఒకే ఒక సౌర సెల్ యొక్క వోల్టేజ్ మరియు కరంట్ అవుట్పుతుంది, అనేక సెల్లను మొదట సమాంతరంగా కనెక్ట్ చేయడం ద్వారా ఎక్కువ వోల్టేజ్ పొందడం, తర్వాత సమాంతరంగా కనెక్ట్ చేయడం ద్వారా కరంట్ పెంచబడుతుంది. వినియోగంలో బ్లాకింగ్ డయోడ్ (విలోమ ప్రవాహం నివారణకు), మరియు వ్యాస్ట్ లేస్టీల్, అల్యుమినియం లేదా నాన్-ధాతువుల నుండి తయారైన ఫ్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్్......

కార్య తత్వం: సౌర కిరణాలు సెల్ యొక్క ప్రతిదానం p-n జంక్షన్‌ను ముట్టడించినప్పుడు, ఇలక్ట్రాన్-హోల్ జతలు ఉత్పత్తి చేయబడతాయి. p-n జంక్షన్‌లో విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క ప్రభావంతో, హోల్లు p-రిజియన్ వైపు మరియు ఇలక్ట్రాన్లు n-రిజియన్ వైపు దగ్గరవుతాయి. సర్కిట్ బంధమైనప్పుడు, ప్రవాహం ప్రవహిస్తుంది. PV మాడ్యూల్స్ యొక్క ప్రధాన పని సౌర శక్తిని విద్యుత్ శక్తిగా మార్చడం, అది బ్యాటరీలో నిల్వ లేదా ప్రత్యక్షంగా విద్యుత్ పరికరాలకు శక్తి అందించడం.

PV మాడ్యూల్స్ రకాలు:

• ఏకరస సిలికాన్: కార్యక్షమత ఈ రకంలో గరిష్టంగా 18% మరియు 24% వరకు ఉంటుంది. సాధారణంగా టెమ్పర్డ్ గ్లాస్ మరియు వాటర్‌ప్రూఫ్ రెజిన్‌తో ఎంకాప్స్ చేయబడతాయి, ఇది వాటిని స్థిరంగా మరియు దీర్ఘకాలం (25 సంవత్సరాలు) వాడేందుకు చేస్తుంది.

• పోలిక్రిస్టల్ సిలికాన్: కార్యక్షమత ఈ రకంలో 14% ఉంటుంది. ఏకరస సిలికాన్ వంటి నిర్మాణ ప్రక్రియ, కానీ కమ్మీ కార్యక్షమత, కమ్మీ ఖర్చు, చిన్న ఆయుహోమాయం ఉంటుంది. కానీ ఇది సాధారణంగా తయారు చేయబడుతుంది, కమ్మీ శక్తి ఉపభోగం, కమ్మీ ఉత్పత్తి ఖర్చులు, ఇది వ్యాపకంగా వినియోగించబడుతుంది.

• అమోర్ఫస్ సిలికాన్ (థిన్-ఫిల్మ్): కార్యక్షమత ఈ రకంలో 10% ఉంటుంది. ఇది సంపూర్ణంగా వేరే థిన్-ఫిల్మ్ ప్రక్రియ ద్వారా తయారైనది, కమ్మీ సిలికాన్ మరియు శక్తి ఉపభోగం అవసరం. ఇది కమ్మీ ప్రకాశం సందర్భాలలో మధ్యస్థత చేస్తుంది.

2. నియంత్రకం (ఆఫ్-గ్రిడ్ వ్యవస్థలలో ఉపయోగించబడుతుంది)

సౌర చార్జ్ నియంత్రకం ఒక స్వయంచాలిత పరికరం, ఇది బ్యాటరీ యొక్క ఓవర్చార్జింగ్ మరియు ఓవర్-డిస్చార్జింగ్‌ను నివారిస్తుంది. ఇది ఉచ్చ వేగంలో CPU మైక్రోప్రసెసర్ మరియు ఉచ్చ ప్రమాణాత్మక A/D కన్వర్టర్‌తో సహాయంతో ఉంటుంది, ఇది మైక్రోకంప్యూటర్-అధారిత డేటా సేకరణ మరియు నిర్ణయం నియంత్రణ వ్యవస్థ. ఇది త్వరగా నిజసమయ పని డేటాను సేకరించడం, వ్యవస్థ స్థితిని నిరీక్షించడం, మరియు ఐతేకాల డేటాను నిల్వ చేయడం, వ్యవస్థ డిజైన్ మరియు ఘటక విశ్వాసాన్ని మూల్యం చేయడానికి సరిపోయే మరియు ప్రయోజనకరమైన సమాచారం అందిస్తుంది. ఇది కొన్ని సెరియల్ కమ్యూనికేషన్‌ను మద్దతు చేస్తుంది, అనేక ప్వీ సబ్-స్టేషన్ల కేంద్రీకృత నిర్వహణ మరియు దూర నియంత్రణ.

3. ఇన్వర్టర్

ఇన్వర్టర్ సౌర ప్యానెళ్ళ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన DC విద్యుత్ని AC విద్యుత్గా మార్చడం, ఇది స్టాండర్డ్ AC ప్రాధాన్యంగా ఉన్న పరికరాలతో సంగతి చేస్తుంది. PV ఇన్వర్టర్ ఒక ముఖ్య బాలంస్-ఓఫ్-సిస్టమ్ (BOS) ఘటకం మరియు మాక్సిమం పవర్ పాయింట్ ట్రాకింగ్ (MPPT) మరియు ఆయ్లాండింగ్ ప్రోటెక్షన్ వంటి ప్రత్యేక లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది.

సౌర ఇన్వర్టర్ల రకాలు:

• స్టాండాలోన్ ఇన్వర్టర్: ఆఫ్-గ్రిడ్ వ్యవస్థలలో ఉపయోగించబడుతుంది. PV అరెయ్ బ్యాటరీని చార్జ్ చేస్తుంది, ఇన్వర్టర్ బ్యాటరీ నుండి DC పవర్ను తీసుకుని AC లోడ్లకు శక్తి అందిస్తుంది. అనేక స్టాండాలోన్ ఇన్వర్టర్లు AC పవర్ ద్వారా బ్యాటరీని చార్జ్ చేయడానికి బిల్ట్-ఇన్ బ్యాటరీ చార్జర్‌ను కలిగి ఉంటాయి. ఈ ఇన్వర్టర్లు గ్రిడ్‌తో కనెక్ట్ చేయబడవు మరియు ఆయ్లాండింగ్ ప్రోటెక్షన్ అవసరం లేదు.

• గ్రిడ్-టైడ్ ఇన్వర్టర్: AC పవర్ను పబ్లిక్ శక్తి గ్రిడ్‌కు తిరిగి ఇచ్చేవి. దాని ఔట్పుట్ వేవ్‌ఫార్మ్ గ్రిడ్‌కు ప్రాధాన్యంగా మైక్రోసెకన్డ్లు, తరంగాంకం, మరియు వోల్టేజ్‌ని మైలింగ్ చేయాలి. గ్రిడ్ కోట్టినప్పుడు సురక్షితం కోసం దాని స్వయంచాలితంగా ఆపుతుంది. గ్రిడ్ ఆపుతున్నప్పుడు బ్యాకప్ పవర్ అందించడం లేదు.

• బ్యాటరీ బ్యాకప్ ఇన్వర్టర్: బ్యాటరీలను ప్రధాన శక్తి మధ్యస్థంగా ఉపయోగించే ఒక ప్రత్యేక ఇన్వర్టర్, ఇది బ్యాటరీలను చార్జ్ చేయడానికి చార్జర్ కలిగి ఉంటుంది. ఎక్కువ పవర్ను గ్రిడ్‌కు తిరిగి ఇచ్చేవి. గ్రిడ్ ఆపుతున్నప్పుడు ఇది నిర్దిష్ట సర్కిట్లకు AC పవర్ను అందించగలదు, కాబట్టి ఇది ఆయ్లాండింగ్ ప్రోటెక్షన్ కలిగి ఉంటుంది.

4. బ్యాటరీ (గ్రిడ్-కనెక్ట్ వ్యవస్థలలో అవసరం లేదు)

బ్యాటరీ PV వ్యవస్థ యొక్క శక్తి నిల్వ యూనిట్. సాధారణ రకాలు సీల్డ్ లీడ్-అసిడ్, ఫ్లోడెడ్ లీడ్-అసిడ్, జెల్, మరియు నికెల్-కాడియం అల్కాలైన్ బ్యాటరీలు. సీల్డ్ లీడ్-అసిడ్ మరియు జెల్ బ్యాటరీలు అత్యధికంగా వినియోగించబడతాయి.

కార్య తత్వం: రోజు ప్రారంభంలో, సౌర కిరణాలు PV మాడ్యూల్స్‌ను ముట్టడించి, DC వోల్టేజ్ని ఉత్పత్తి చేస్తాయి, ఇది ప్రకాశాన్ని విద్యుత్ప్రవాహంగా మార్చుతుంది. ఈ శక్తిని నియంత్రకం ద్వారా పంపబడుతుంది, ఇది ఓవర్చార్జింగ్‌ను నివారిస్తుంది, తర్వాత బ్యాటరీలో నిల్వ చేయబడుతుంది, తర్వాత అవసరం వచ్చినప్పుడు ఉపయోగించబడుతుంది.