स्वामित्व वाले सौर ऊर्जा संयन्त्र की परिभाषा
स्वामित्व वाला सौर ऊर्जा संयन्त्र एक सौर ऊर्जा उत्पादन सुविधा है जो उद्यम, संस्थान या व्यक्तियों द्वारा बनाया, स्वामित्व में लिया और संचालित किया जाता है, जो मुख्य रूप से अपनी खुद की विद्युत आवश्यकता को पूरा करने के लिए है। सार्वजनिक विद्युत ग्रिड से विद्युत प्रदान करने से भिन्न, यह एक अपेक्षाकृत स्वतंत्र विद्युत प्रदान सिस्टम है, और इसके द्वारा उत्पन्न विद्युत मुख्य रूप से निर्माणकर्ताओं को प्रदान की जाती है, जैसे कि कारखानों, स्कूलों, डेटा सेंटर्स, या बड़े निवास स्थानों को विद्युत प्रदान करना।
स्वामित्व वाले सौर ऊर्जा संयन्त्र के मुख्य घटक और उनके कार्य
सौर प्लेट (फोटोवोल्टेजिक माड्यूल)
ये सौर ऊर्जा संयन्त्र के मुख्य घटक हैं, जिनका कार्य सौर ऊर्जा को सीधी धारा में परिवर्तित करना है। सौर प्लेट कई सौर कोशिका इकाइयों से बनी होती हैं। जब सूर्य की किरणें प्लेट पर पड़ती हैं, तो सौर कोशिकाओं में उपस्थित अर्धचालक सामग्री (जैसे सिलिकॉन) फोटोनों को अवशोषित करती है, जिससे इलेक्ट्रॉन-होल युग्म उत्पन्न होते हैं। कोशिकाओं के आंतरिक विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में, इलेक्ट्रॉन और होल क्रमशः कोशिकाओं के दो ध्रुवों पर चलने लगते हैं, इस प्रकार सीधी धारा बनती है। उदाहरण के लिए, सामान्य एकक्रिस्टलीय सिलिकॉन सौर प्लेटों की फोटोइलेक्ट्रिक परिवर्तन दक्षता 15% - 20% तक पहुंच सकती है, जबकि बहुक्रिस्टलीय सिलिकॉन प्लेटों की दक्षता थोड़ी कम, 13% - 18% के बीच होती है।
इनवर्टर
क्योंकि सौर प्लेटों द्वारा उत्पन्न सीधी धारा होती है और अधिकांश विद्युत उपकरणों को विक्षेपित धारा की आवश्यकता होती है, इनवर्टर का कार्य सीधी धारा को विक्षेपित धारा में परिवर्तित करना है। यह जटिल इलेक्ट्रॉनिक सर्किट और पल्स चौड़ाई मॉडुलेशन (PWM) जैसी तकनीकों का उपयोग करके सीधी धारा को विद्युत ग्रिड या लोड उपकरणों की आवश्यकताओं के अनुसार विक्षेपित धारा में परिवर्तित करता है। उदाहरण के लिए, एक उच्च गुणवत्ता वाले इनवर्टर में, सीधी धारा को 50Hz या 60Hz (विभिन्न क्षेत्रों के विद्युत ग्रिड मानकों पर निर्भर) और स्थिर वोल्टेज के साथ विक्षेपित धारा में परिवर्तित किया जा सकता है, जिससे विभिन्न विक्षेपित धारा लोडों जैसे मोटर और प्रकाश उपकरणों की आवश्यकताएं पूरी होती हैं।
चार्ज कंट्रोलर (कुछ सिस्टमों में)
चार्ज कंट्रोलर मुख्य रूप से सौर प्लेटों द्वारा स्टोरेज बैटरी (अगर कोई हो) को चार्ज करने की प्रक्रिया को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जाता है। यह स्टोरेज बैटरी को ओवरचार्जिंग और ओवरडिस्चार्जिंग से रोक सकता है, जिससे स्टोरेज बैटरी की सेवारती की रक्षा होती है। उदाहरण के लिए, जब स्टोरेज बैटरी पूरी तरह से चार्ज हो जाती है, तो चार्ज कंट्रोलर सौर प्लेटों और स्टोरेज बैटरी के बीच का चार्जिंग सर्किट स्वतः ही काट देता है; जब स्टोरेज बैटरी का चार्ज स्तर कम हो, तो चार्ज कंट्रोलर लोड के कनेक्शन को नियंत्रित कर सकता है, ताकि स्टोरेज बैटरी का अतिरिक्त डिस्चार्जिंग से बचा जा सके और सुनिश्चित किया जा सके कि स्टोरेज बैटरी सुरक्षित चार्ज सीमा के भीतर काम कर सके।
स्टोरेज बैटरी (वैकल्पिक घटक)
स्टोरेज बैटरी सौर प्लेटों द्वारा उत्पन्न विद्युत को संचित करने के लिए उपयोग की जाती है, ताकि जब सूर्य की किरणें कम हों (जैसे रात को या बादली दिनों में), तो विद्युत प्रदान की जा सके। सामान्य स्टोरेज बैटरी में लीड-एसिड बैटरी और लिथियम-आयन बैटरी शामिल हैं। लीड-एसिड बैटरी की लागत कम होती है लेकिन उनकी ऊर्जा घनत्व कम और लंबाई कम होती है; लिथियम-आयन बैटरी उच्च ऊर्जा घनत्व और लंबी लंबाई वाली होती हैं, लेकिन उनकी लागत अधिक होती है। उदाहरण के लिए, कुछ ऑफ-ग्रिड स्वामित्व वाले सौर ऊर्जा संयन्त्रों में, स्टोरेज बैटरी दिन के दौरान सौर प्लेटों द्वारा उत्पन्न अतिरिक्त विद्युत को संचित कर सकती है और रात को लाइटिंग सिस्टम और मॉनिटरिंग उपकरण जैसे लोड उपकरणों को विद्युत प्रदान कर सकती है।
डिस्ट्रिब्यूशन बॉक्स और मॉनिटरिंग सिस्टम
डिस्ट्रिब्यूशन बॉक्स विद्युत का वितरण करने के लिए उपयोग किया जाता है, जो इनवर्टर द्वारा उत्पन्न विक्षेपित धारा को प्रत्येक लोड शाखा में वितरित करता है। साथ ही, यह सर्किट की रक्षा भी कर सकता है, जैसे कि सर्किट ब्रेकर और फ्यूज को स्थापित करके, सर्किट के ओवरलोड और शॉर्ट सर्किट से बचाया जा सकता है। मॉनिटरिंग सिस्टम सौर ऊर्जा संयन्त्र के संचालन स्थिति की निगरानी करने के लिए उपयोग किया जाता है, जिसमें सौर प्लेटों की विद्युत उत्पादन शक्ति, इनवर्टर का आउटपुट वोल्टेज और धारा, स्टोरेज बैटरी (अगर कोई हो) का चार्ज स्तर, और अन्य पैरामीटर शामिल हैं। मॉनिटरिंग सिस्टम के माध्यम से, उपकरणों की विफलताओं और असामान्य विद्युत उत्पादन स्थितियों को समय पर पहचाना जा सकता है, जिससे रखरखाव और प्रबंधन की सुविधा होती है।
स्वामित्व वाले सौर ऊर्जा संयन्त्र का संचालन प्रक्रिया
विद्युत उत्पादन चरण
दिन के दौरान जब सूर्य की पर्याप्त किरणें होती हैं, सौर प्लेट सौर ऊर्जा को अवशोषित करती हैं और उसे सीधी धारा में परिवर्तित करती हैं। इस प्रक्रिया के दौरान, सौर प्लेटों का आउटपुट पावर सूर्य की किरणों की तीव्रता, कोण और तापमान जैसे कारकों से प्रभावित होता है। उदाहरण के लिए, जब सूर्य की किरणें सीधी और तीव्र होती हैं, तो सौर प्लेटों की विद्युत उत्पादन दक्षता उच्च होती है और आउटपुट पावर बड़ा होता है; जबकि बादली दिनों या जब सूर्य का कोण कम हो, तो विद्युत उत्पादन दक्षता और आउटपुट पावर तुरंत कम हो जाता है।
विद्युत परिवर्तन और संचयन चरण (अगर स्टोरेज बैटरी हो)
सौर प्लेटों द्वारा उत्पन्न सीधी धारा पहले चार्ज कंट्रोलर (अगर कोई हो) के माध्यम से स्टोरेज बैटरी में संचित होती है, या सीधे इनवर्टर में विक्षेपित धारा में परिवर्तित होती है। अगर स्टोरेज बैटरी हो, तो जब स्टोरेज बैटरी पूरी तरह से चार्ज नहीं हो, तो चार्ज कंट्रोलर स्टोरेज बैटरी की चार्जिंग स्थिति और सौर प्लेटों के आउटपुट पावर के आधार पर चार्जिंग करंट को समायोजित करेगा, ताकि स्टोरेज बैटरी सुरक्षित और प्रभावी ढंग से चार्ज हो सके। जब स्टोरेज बैटरी न हो या स्टोरेज बैटरी पूरी तरह से चार्ज हो, तो सीधी धारा सीधे इनवर्टर में परिवर्तित होती है।
विद्युत प्रदान चरण
इनवर्टर द्वारा विक्षेपित धारा डिस्ट्रिब्यूशन बॉक्स में प्रवेश करती है, और डिस्ट्रिब्यूशन बॉक्स लोड की आवश्यकता के अनुसार विद्युत को प्रत्येक शाखा में वितरित करता है, जिससे विभिन्न विद्युत उपकरणों को विद्युत प्रदान की जाती है। इस प्रक्रिया के दौरान, मॉनिटरिंग सिस्टम विद्युत उत्पादन और विद्युत प्रदान की स्थिति का वास्तविक समय में निगरानी करता है, ताकि विद्युत प्रदान की स्थिरता और सुरक्षा सुनिश्चित की जा सके। अगर यह एक ग्रिड-संलग्न स्वामित्व वाला सौर ऊर्जा संयन्त्र है, तो अपनी खुद की विद्युत आवश्यकता को पूरा करने के बाद, अतिरिक्त विद्युत को सार्वजनिक विद्युत ग्रिड में वापस भेजा जा सकता है; अगर यह एक ग्रिड-स्वतंत्र स्वामित्व वाला सौर ऊर्जा संयन्त्र है, तो जब सौर विद्युत उत्पादन कम हो (जैसे रात को), तो विद्युत प्रदान को बैकअप विद्युत स्रोत (जैसे डीजल जनरेटर) के माध्यम से संपूर्ण किया जाना चाहिए।
