सौर ऊर्जा संयन्त्र: प्रकार, घटक र कामदेशी सिद्धान्त
सौर ऊर्जा संयन्त्रहरू सौर ऊर्जाले उत्पन्न गर्ने प्रणालीहरू हुन्। यीहरूलाई दो बडा प्रकारमा विभाजन गर्न सकिन्छ: फोटोवोल्टेइक (PV) शक्ति संयन्त्र र सान्दृत सौर शक्ति (CSP) संयन्त्र। फोटोवोल्टेइक शक्ति संयन्त्रहरू सौर सेलबाट प्रकाशलाई ठूलो ऊर्जामा रूपान्तरण गर्छन्, जबकि सान्दृत सौर शक्ति संयन्त्रहरू दर्पण वा लेन्सहरू बाट प्रकाश केन्द्रीकृत गर्छन् र एउटा द्रव्यलाई गर्म गर्छन् जसले टर्बाइन वा इंजिनलाई चलाउँछ। यस लेखमा, हामी दुई प्रकारका सौर शक्ति संयन्त्रको घटकहरू, रचना र कार्य अन्याय उनीहरूको फाइदा र हानिहरूलाई विस्तार साथ विवरण दिनेछौं।
फोटोवोल्टेइक शक्ति संयन्त्र के हो?
फोटोवोल्टेइक शक्ति संयन्त्र एक ठूलो पैमानाका PV प्रणाली हो जसले ग्रिडसँग जोडिएको छ र सौर विकिरणबाट बिजुली उत्पन्न गर्न डिझाइन गरिएको छ। फोटोवोल्टेइक शक्ति संयन्त्र मा निम्न घटकहरू छन्:
सौर माध्यम: यीहरू पीवी प्रणालीका मूल एकाइहरू हुन्। यीहरू सौर सेलहरूभन्दा बनेका छन् जसले प्रकाशलाई बिजुलीमा रूपान्तरण गर्छ। सौर सेलहरू सामान्यतया सिलिकन बाट बनेका छन्, जसले फोटनहरू आधारित र इलेक्ट्रानहरू रिलीज गर्छ। इलेक्ट्रानहरू परिपथ मार्फत फ्लाओ गर्छन् र एउटा बिजुली धारा बनाउँछन्। सौर माध्यमहरूलाई श्रृंखला, समान्तर, वा श्रृंखला-समान्तर रूपमा विन्यस्त गर्न सकिन्छ, जसले प्रणालीको वोल्टेज र धारा आवश्यकताको आधारमा निर्धारित गर्छ।
स्थापना संरचनाहरू: यीहरू सौर माध्यमहरूलाई समर्थन र दिशामा राख्ने फ्रेम वा रेकहरू हुन्। यीहरू स्थिर वा समायोजित हुन सक्छ, स्थान र मौसमको आधारमा। स्थिर स्थापना संरचनाहरू सस्तो र साधारण छन्, तर यीहरू सूर्यको गतिको अनुसरण गर्दैन र प्रणालीको उत्पादन घटाउन सक्छ। समायोजित स्थापना संरचनाहरू सौर माध्यमहरूलाई सूर्यको स्थिति अनुसार टिल्ट वा रोटेट गर्न सक्छ र ऊर्जा उत्पादन अनुकूलित गर्न सक्छ। यीहरू मान्य वा स्वचालित हुन सक्छ, यसको नियंत्रण र सटीकताको आधारमा।
इन्वर्टरहरू: यीहरू एउटा यन्त्रहरू हुन् जसले सौर माध्यमहरूद्वारा उत्पन्न गरिएको सीधा धारा (DC) लाई ग्रिडमा फिड गर्न वा AC लोडहरूलाई प्रयोग गर्न परिवर्ती धारा (AC) मा रूपान्तरण गर्छ।
इन्वर्टरहरूलाई दुई प्रकारमा विभाजन गर्न सकिन्छ: केन्द्रीय इन्वर्टरहरू र माइक्रो-इन्वर्टरहरू। केन्द्रीय इन्वर्टरहरू ठूलो यन्त्रहरू हुन् जसले धेरै सौर माध्यमहरू वा अरेहरूलाई जोड्छ र एक एकल AC निकास उपलब्ध गर्छ। माइक्रो-इन्वर्टरहरू छोटो यन्त्रहरू हुन् जसले प्रत्येक सौर माध्यम वा पैनललाई जोड्छ र व्यक्तिगत AC निकासहरू उपलब्ध गर्छ। केन्द्रीय इन्वर्टरहरू ठूलो पैमानाका प्रणालीहरूका लागि अधिक लागत-प्रभावी र दक्ष हुन्छन्, जबकि माइक्रो-इन्वर्टरहरू छोटो पैमानाका प्रणालीहरूका लागि अधिक लचीलो र विश्वसनीय हुन्छन्।
चार्ज कन्ट्रोलरहरू: यीहरू एउटा यन्त्रहरू हुन् जसले सौर माध्यमहरू वा अरेहरूको वोल्टेज र धारालाई नियन्त्रण गर्छ र बैटरीहरूको ओवरचार्जिङ वा ओवर-डिस्चार्जिङ रोक्ने छ। चार्ज कन्ट्रोलरहरूलाई दुई प्रकारमा विभाजन गर्न सकिन्छ: पल्स विस्तार मोडुलेशन (PWM) कन्ट्रोलरहरू र मैक्सिमम पावर पॉइन्ट ट्रैकिङ (MPPT) कन्ट्रोलरहरू। PWM कन्ट्रोलरहरू साधारण र सस्तो छन्, तर यीहरू चार्जिङ धारालाई चालू वा बन्द गर्दै योग्य ऊर्जा बर्बाद गर्छन्। MPPT कन्ट्रोलरहरू जटिल र महँगो छन्, तर यीहरू ऊर्जा उत्पादन अनुकूलित गर्न सौर माध्यमहरू वा अरेहरूको मैक्सिमम पावर पॉइन्ट अनुसार वोल्टेज र धारालाई समायोजित गर्छन्।
बैटरीहरू: यीहरू यन्त्रहरू हुन् जसले सौर माध्यमहरू वा अरेहरूद्वारा उत्पन्न अतिरिक्त बिजुलीलाई बादमा प्रयोग गर्न संचित गर्छ, जब प्रकाश छैन वा ग्रिड डाउन छ। बैटरीहरूलाई दुई प्रकारमा विभाजन गर्न सकिन्छ: लिड-एसिड बैटरीहरू र लिथियम-आयन बैटरीहरू। लिड-एसिड बैटरीहरू सस्तो र व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ, तर यीहरू निम्न ऊर्जा घनत्व, छोटो जीवनकाल, र अधिक रक्षणावली आवश्यक छ। लिथियम-आयन बैटरीहरू महँगो र दुर्लभ छन्, तर यीहरू उच्च ऊर्जा घनत्व, लामो जीवनकाल, र कम रक्षणावली आवश्यक छ।
स्विचहरू: यीहरू यन्त्रहरू हुन् जसले प्रणालीको विभिन्न भागहरू, जस्तै सौर माध्यमहरू, इन्वर्टरहरू, बैटरीहरू, लोडहरू, वा ग्रिडहरूलाई जोड्छ वा अलग गर्छ। स्विचहरू मान्य वा स्वचालित हुन सक्छ, सुरक्षा र नियन्त्रणको आधारमा। मान्य स्विचहरूलाई मानव अन्तर्वेशन आवश्यक छ, जबकि स्वचालित स्विचहरू पूर्वनिर्धारित शर्तहरू वा सिग्नलहरूअनुसार काम गर्छन्।
मीटरहरू: यीहरू यन्त्रहरू हुन् जसले प्रणालीको विभिन्न पैरामिटरहरू, जस्तै वोल्टेज, धारा, शक्ति, ऊर्जा, तापक्रम, वा विकिरण माप्ने र देखाउने छ। मीटरहरू एनालाग वा डिजिटल हुन सक्छ, दर्शन र सटीकताको आधारमा। एनालाग मीटरहरू निडल वा डायल बाट मानहरू देखाउँछन्, जबकि डिजिटल मीटरहरू नम्बरहरू वा ग्राफहरू बाट मानहरू देखाउँछन्।
केबलहरू: यीहरू तारहरू हुन् जसले प्रणालीको विभिन्न घटकहरूबीच बिजुली ट्रान्समिट गर्छ। केबलहरूलाई दुई प्रकारमा विभाजन गर्न सकिन्छ: DC केबलहरू र AC केबलहरू। DC केबलहरू सौर माध्यमहरूबाट इन्वर्टरहरू वा बैटरीहरूमा सीधा धारा ले जान्छ, जबकि AC केबलहरू इन्वर्टरहरूबाट ग्रिडमा वा लोडहरूमा परिवर्ती धारा ले जान्छ।
फोटोवोल्टेइक शक्ति संयन्त्रको रचना केही तत्वहरू, जस्तै स्थानीय शर्तहरू, प्रणालीको आकार, डिझाइन उद्देश्य, र ग्रिडको आवश्यकताको आधारमा निर्भर गर्छ। तर, एक सामान्य रचना तीन मुख्य भागहरू समावेश गर्छ: उत्पादन भाग, प्रसारण भाग, र वितरण भाग।
उत्पादन भाग सौर माध्यमहरू, स्थापना संरचनाहरू, र इन्वर्टरहरू समावेश गर्छ जसले प्रकाशबाट बिजुली उत्पन्न गर्छ।
प्रसारण भाग केबलहरू, स्विचहरू, र मीटरहरू समावेश गर्छ जसले उत्पादन भागबाट वितरण भागमा बिजुली ट्रान्समिट गर्छ।
वितरण भाग बैटरीहरू, चार्ज कन्ट्रोलरहरू, र लोडहरू समावेश गर्छ जसले बिजुली संचित वा उपभोग गर्छ।
निम्न चित्रले फोटोवोल्टेइक शक्ति संयन्त्रको रचनाको उदाहरण देखाउँछ:
फोटोवोल्टेइक शक्ति संयन्त्रको कार्य अनेक तत्वहरू, जस्तै मौसमको शर्तहरू, लोडको माग, र ग्रिडको स्थितिको आधारमा निर्भर गर्छ। तर, एक सामान्य कार्य तीन मुख्य ढाँचाहरू समावेश गर्छ: चार्जिङ ढाँचा, डिस्चार्जिङ ढाँचा, र ग्रिड-टाइ ढाँचा।
