सीधे सूर्य प्रकाश के फोटो-वोल्टेलिक सेलों पर प्रहार से उत्पन्न बिजली को सौर बिजली कहा जाता है।
जब सूर्य प्रकाश फोटो-वोल्टेलिक सौर सेलों पर प्रहार करता है, तो सौर बिजली उत्पन्न होती है। इसे फोटो वोल्टेलिक सौर या PV सौर भी कहा जाता है।
सौर ऊर्जा का उपयोग करके बिजली का उत्पादन सौर ऊर्जा पर निर्भर करता है। फोटो वोल्टेलिक प्रभाव में, अर्धचालक p n जंक्शन सूर्य प्रकाश के लिए उत्पन्न करता है। इसके लिए, हम जंक्शन की n टाइप अर्धचालक परत को बहुत पतला बनाते हैं। यह 1 µm से भी पतला होता है। शीर्ष परत n परत होती है। हम आमतौर पर इसे सेल के उत्सर्जक के रूप में संदर्भित करते हैं।
निचली परत p टाइप अर्धचालक परत होती है और यह शीर्ष n परत से बहुत गहरी होती है। यह 100 µm से भी अधिक गहरी हो सकती है। हम इस निचली परत को सेल के आधार के रूप में संदर्भित करते हैं। इन दो परतों के जंक्शन पर गतिहीन आयनों के कारण डीप्लेशन क्षेत्र बनता है।
जब सूर्य प्रकाश सेल पर प्रहार करता है, तो यह आसानी से p n जंक्शन तक पहुंचता है। p n जंक्शन सूर्य प्रकाश के फोटोन को अवशोषित करता है और इस परिणामस्वरूप, जंक्शन में इलेक्ट्रॉन-होल युग्म उत्पन्न होते हैं। वास्तव में, फोटोन से संबंधित ऊर्जा अर्धचालक के अणुओं के वैलेंस इलेक्ट्रॉन को उत्तेजित करती है और इसलिए इलेक्ट्रॉन वैलेंस बैंड से चालक बैंड में छलांग लगाते हैं और पीछे एक होल छोड़ देते हैं।
स्वतंत्र इलेक्ट्रॉन, डीप्लेशन क्षेत्र में पाए जाने पर आसानी से शीर्ष n परत में जाते हैं क्योंकि डीप्लेशन क्षेत्र में सकारात्मक आयनों के आकर्षण के कारण। इसी तरह, डीप्लेशन क्षेत्र में पाए जाने वाले होल आसानी से निचली p परत में जाते हैं क्योंकि डीप्लेशन क्षेत्र में ऋणात्मक आयनों के आकर्षण के कारण। यह घटना परतों के बीच एक आवेश अंतर बनाती है और इससे उनके बीच एक छोटा विभवांतर उत्पन्न होता है।
n टाइप और p टाइप अर्धचालक सामग्रियों के ऐसे संयोजन की इकाई, जो सूर्य प्रकाश में विद्युत विभवांतर उत्पन्न करती है, को सौर सेल कहा जाता है। सिलिकॉन आमतौर पर ऐसे सौर सेल उत्पादन के लिए अर्धचालक सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है।
सेलों से जुड़े चालक धातु की पट्टियाँ सौर सेल या फोटो वोल्टेलिक सेल द्वारा आवश्यक बिजली का उत्पादन नहीं कर सकती, बल्कि बहुत थोड़ी मात्रा में बिजली उत्पन्न करती हैं। इसलिए, आवश्यक स्तर की बिजली को प्राप्त करने के लिए इस प्रकार के सेलों को दोनों समानांतर और श्रृंखला में जोड़ा जाता है ताकि एक सौर मॉड्यूल या फोटो वोल्टेलिक मॉड्यूल बनाया जा सके। वास्तव में, केवल सूर्य प्रकाश ही गुणक नहीं है। मुख्य गुणक फोटोन की किरण है जो सौर सेल में बिजली उत्पन्न करती है। इसलिए एक सौर सेल बादली आहार और चांदनी में भी काम कर सकता है, लेकिन तब बिजली का उत्पादन दर कम हो जाता है क्योंकि यह आपतित प्रकाश किरण की तीव्रता पर निर्भर करता है।
सौर विद्युत शक्ति उत्पादन प्रणाली मध्यम स्तर की शक्ति के उत्पादन के लिए उपयोगी है। प्रणाली तब तक काम करती है जब तक कि प्राकृतिक सूर्य प्रकाश की अच्छी तीव्रता होती है। सौर मॉड्यूलों को स्थापित किए जाने वाले स्थान पर वृक्षों और इमारतों जैसे बाधाओं से मुक्त होना चाहिए, अन्यथा सौर पैनल पर छाया पड़ेगी जो प्रणाली के प्रदर्शन को प्रभावित करेगी। यह एक सामान्य दृष्टिकोण है कि सौर बिजली पारंपरिक बिजली का एक अव्यावहारिक विकल्प है और जब पारंपरिक बिजली का कोई पारंपरिक विकल्प उपलब्ध नहीं होता, तो इसका उपयोग किया जाना चाहिए। लेकिन यह वास्तविक मामला नहीं है। अक्सर यह लगता है कि सौर बिजली अन्य पारंपरिक विकल्पों की तुलना में अधिक पैसा बचाने वाला विकल्प है।
उदाहरण के लिए : – यह हमेशा आर्थिक रूप से लाभदायक होता है जहाँ लोकल बिजली वितरण निगम से बिजली की आपूर्ति प्राप्त करना कठिन और महंगा हो, जैसे कि दूरस्थ बगीचे, गोदाम या गैरज में जहाँ मानक बिजली की आपूर्ति उपलब्ध नहीं हो। सौर बिजली प्रणाली अधिक विश्वसनीय और अविच्छिन्न होती है क्योंकि इसे किसी बिजली वितरण कंपनी से अवांछित बिजली कटाव का सामना नहीं करना पड़ता। मध्यम शक्ति की आवश्यकता के लिए एक चलने वाले विद्युत शक्ति स्रोत का निर्माण करने के लिए, सौर मॉड्यूल एक अच्छा विकल्प है। यह कैंपिंग, आउटडोर साइटों पर काम करते समय उपयोगी हो सकता है। यह हमारे खुद के उद्देश्यों के लिए और ग्राहकों को अतिरिक्त ऊर्जा बेचने के लिए हरित ऊर्जा उत्पादन का सबसे प्रभावी साधन है, लेकिन व्यापारिक स्तर पर बिजली का उत्पादन करने के लिए निवेश और प्रणाली का आयतन बहुत बड़ा हो जाता है।
इस मामले में, परियोजना का क्षेत्र पारंपरिक क्षेत्र से बहुत बड़ा होगा। हालांकि, थोड़ी मात्रा में बिजली उत्पादन करने वाले इलेक्ट्रिकल उपकरणों जैसे लैपटॉप कंप्यूटर, पोर्टेबल टेलीविजन, मिनी फ्रिज आदि के लिए सौर बिजली प्रणाली बहुत उपयुक्त होती है, जब तक कि जमीन पर या छत पर सौर पैनल लगाने के लिए पर्याप्त खाली स्थान हो। लेकिन उच्च शक्ति खपत वाले इलेक्ट्रिकल उपकरणों जैसे उच्च गति वाले पंखे, हीटर, वाशिंग मशीन, एयर कंडीशनर और पावर टूल्स को सौर बिजली की सहायता से चलाना बिल्कुल भी आर्थिक रूप से लाभदायक नहीं होता क्योंकि इस तरह की उच्च ऊर्जा के उत्पादन की लागत बहुत अधिक होती है। इसके अलावा, आपके परिसर में बड़े सौर पैनल लगाने के लिए जगह की कमी हो सकती है।
सस्ते सौर पैनलों का आदर्श उपयोग गाड़ियों और विनोदी वाहनों में बैटरी चार्जिंग करना है या जहाँ इन वाहनों को चलाने के दौरान डायनामो से ट्रिकल चार्जिंग सुविधा हो।
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