स्वतंत्र सौर पीवी प्रणाली एक प्रणाली है जो सौर पीवी (PV) मॉड्यूल का उपयोग करके प्रकाश से बिजली उत्पन्न करती है और इसमें बिजली नेटवर्क या किसी अन्य बिजली स्रोत पर निर्भरता नहीं होती। एक स्वतंत्र सौर पीवी प्रणाली विभिन्न अनुप्रयोगों जैसे प्रकाश, पानी खींचना, वायु संचार, संचार और मनोरंजन के लिए बिजली प्रदान कर सकती है, जहाँ ग्रिड बिजली उपलब्ध नहीं होती या अनियमित होती है।

एक स्वतंत्र सौर पीवी प्रणाली आमतौर पर चार मुख्य घटकों से बनी होती है:

• सौर पीवी मॉड्यूल या सरणियाँ जो प्रकाश को निर्देशात्मक विद्युत (DC) में परिवर्तित करती हैं।

• चार्ज कंट्रोलर या एक मैक्सिमम पावर पॉइंट ट्रैकर (MPPT) सौर पीवी मॉड्यूल से बैटरी और लोड के लिए वोल्टेज और धारा को नियंत्रित करता है।

• एक बैटरी या बैटरी बैंक जो दिन के दौरान सौर पीवी मॉड्यूल द्वारा उत्पन्न अतिरिक्त बिजली को संचित करता है और जब आवश्यकता होती है, विशेष रूप से रात्रि या बादली आकाश के दौरान, लोड को आपूर्ति करता है।

• एक इनवर्टर जो बैटरी या सौर पीवी मॉड्यूल से DC बिजली को AC लोडों के लिए विकल्पीय विद्युत (AC) में परिवर्तित करता है।

लोड के प्रकार और आकार के आधार पर, एक स्वतंत्र सौर पीवी प्रणाली को विभिन्न तरीकों से विन्यस्त किया जा सकता है। इस लेख में, हम चार सामान्य प्रकार की स्वतंत्र सौर पीवी प्रणालियों और उनके फायदे और नुकसान पर चर्चा करेंगे।

केवल DC लोड के साथ स्वतंत्र सौर पीवी प्रणाली

यह सबसे सरल प्रकार की स्वतंत्र सौर पीवी प्रणाली है, क्योंकि इसके लिए केवल दो मुख्य घटकों की आवश्यकता होती है: एक सौर पीवी मॉड्यूल या सरणी और एक DC लोड। सौर पीवी मॉड्यूल या सरणी को डीसी लोड, जैसे एक पंख, एक पंप, या एक प्रकाश, के साथ सीधे जोड़ा जाता है, किसी बीच की उपकरण के बिना। यह प्रणाली केवल दिन के समय काम कर सकती है, जब पर्याप्त प्रकाश लोड को चलाने के लिए होता है।

इस प्रणाली का फायदा इसकी कम लागत और सरलता है, क्योंकि इसे बैटरी, चार्ज कंट्रोलर, या इनवर्टर की आवश्यकता नहीं होती। हालांकि, नुकसान यह है कि इसका उपयोग और प्रदर्शन सीमित होता है, क्योंकि यह रात्रि या कम प्रकाश की स्थितियों में बिजली प्रदान नहीं कर सकती। इसके अलावा, सौर पीवी मॉड्यूल या सरणी से आउटपुट वोल्टेज और धारा प्रकाश की तीव्रता और कोण पर निर्भर करती है, जो लोड के संचालन को प्रभावित कर सकती है।

DC लोड और इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण सर्किट के साथ स्वतंत्र सौर पीवी प्रणाली

इस प्रकार की स्वतंत्र सौर पीवी प्रणाली पिछली वाली प्रणाली को सुधारती है द्वारा सौर पीवी मॉड्यूल या सरणी और DC लोड के बीच एक इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण सर्किट जोड़ने से। इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण सर्किट या तो एक चार्ज कंट्रोलर या एक MPPT हो सकता है। चार्ज कंट्रोलर सौर पीवी मॉड्यूल या सरणी से वोल्टेज और धारा को नियंत्रित करता है, बैटरी (अगर मौजूद हो) को ओवरचार्जिंग या ओवरडिस्चार्जिंग से बचाता है और लोड को वोल्टेज उतार-चढाव से सुरक्षित रखता है। MPPT विभिन्न प्रकाश की स्थितियों में सौर पीवी मॉड्यूल या सरणी के अधिकतम पावर पॉइंट का पीछा करके उसके आउटपुट को अनुकूलित करता है।

इस प्रणाली का फायदा यह है कि यह सौर पीवी मॉड्यूल या सरणी के उपयोग और दक्षता को बढ़ाता है और उसकी लंबाई बढ़ाता है। यह लोड के प्रदर्शन और विश्वसनीयता को स्थिर वोल्टेज और धारा प्रदान करके भी सुधारता है। हालांकि, नुकसान यह है कि यह प्रणाली की लागत और जटिलता को बढ़ाता है, क्योंकि इसे एक अतिरिक्त उपकरण और तार की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, बिना बैटरी के यह प्रणाली रात्रि या कम प्रकाश की स्थितियों में बिजली प्रदान नहीं कर सकती।

DC लोड, इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण सर्किट और बैटरी के साथ स्वतंत्र सौर पीवी प्रणाली

इस प्रकार की स्वतंत्र सौर पीवी प्रणाली पिछली वाली प्रणाली में एक बैटरी या बैटरी बैंक जोड़ती है ताकि रात्रि या कम प्रकाश की स्थितियों में बिजली प्रदान की जा सके। बैटरी दिन के दौरान सौर पीवी मॉड्यूल या सरणी द्वारा उत्पन्न अतिरिक्त बिजली को संचित करती है और जब आवश्यकता होती है, लोड को आपूर्ति करती है। इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण सर्किट बैटरी के चार्जिंग और डिस्चार्जिंग को नियंत्रित करता है और उसे ओवरचार्जिंग या ओवरडिस्चार्जिंग से सुरक्षित रखता है।

इस प्रणाली का फायदा यह है कि यह दिन और रात के अनुप्रयोगों के लिए निरंतर और विश्वसनीय बिजली प्रदान कर सकती है। यह विभिन्न आकार और प्रकार की बैटरी का उपयोग करके चर लोड और चरम मांगों का संभाल सकती है। हालांकि, नुकसान यह है कि यह प्रणाली की लागत और जटिलता को और बढ़ाती है, क्योंकि इसे अधिक घटक और रखरखाव की आवश्यकता होती है। बैटरी प्रणाली में वजन और आयतन भी जोड़ती है और उसकी लंबाई और दक्षता सीमित होती है।

AC/DC लोड, इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण सर्किट और इनवर्टर के साथ स्वतंत्र सौर पीवी प्रणाली

इस प्रकार की स्वतंत्र सौर पीवी प्रणाली पिछली वाली प्रणाली में एक इनवर्टर जोड़ती है ताकि AC लोड, जैसे उपकरण, कंप्यूटर, टीवी, और प्रकाश, और DC लोड का उपयोग किया जा सके। इनवर्टर बैटरी या सौर पीवी मॉड्यूल या सरणी से DC बिजली को वांछित वोल्टेज और आवृत्ति की AC बिजली में परिवर्तित करता है। इनवर्टर एक स्वतंत्र उपकरण हो सकता है या चार्ज कंट्रोलर या MPPT के साथ एकीकृत हो सकता है।

इस प्रणाली का फायदा यह है कि यह विभिन्न अनुप्रयोगों और उपकरणों के लिए दोनों AC और DC बिजली प्रदान कर सकती है। यह AC और DC लोड के लिए अलग-अलग प्रणालियों की तुलना में अधिक दक्ष और लचीली हो सकती है। हालांकि, नुकसान यह है कि यह प्रणाली की लागत और जटिलता को और बढ़ाती है, क्योंकि इसे एक अतिरिक्त उपकरण और तार की आवश्यकता होती है। इनवर्टर प्रणाली में नुकसान और शोर भी जोड़ता है और उसे झटकों और दोषों से सुरक्षा की आवश्यकता होती है।

निष्कर्ष

स्वतंत्र सौर पीवी प्रणालियाँ ऐसी स्थितियों में बिजली प्रदान करने के लिए उपयोगी और व्यावहारिक विकल्प हैं, जहाँ ग्रिड बिजली उपलब्ध नहीं होती या अनियमित होती है। इन्हें ग्रिड बिजली के समर्थन के लिए भी उपयोग किया जा सकता है या फोसिल ईंधन पर निर्भरता को कम करने के लिए। लोड के प्रकार और आकार के आधार पर, विभिन्न प्रकार की स्वतंत्र सौर पीवी प्रणालियाँ विभिन्न घटकों, जैसे सौर पीवी मॉड्यूल या सरणियाँ, चार्ज कंट्रोलर या MPPT, बैटरी, इनवर्टर, और AC/DC लोड, के साथ विन्यस्त की जा सकती हैं। प्रत्येक प्रकार की प्रणाली के लिए लागत, जटिलता, प्रदर्शन, विश्वसनीयता, और रखरखाव के संदर्भ में अपने फायदे और नुकसान होते हैं।