सौर ऊर्जा संयन्त्र

सौर ऊर्जा संयन्त्रको परिभाषा

सौर ऊर्जा संयन्त्रहरू सौर ऊर्जा प्रयोग गरेर बिजुली उत्पादन गर्छन्, यसको वर्गीकरण फोटोवोल्टेइक (PV) र केन्द्रित सौर ऊर्जा (CSP) संयन्त्रमा हुन्छ।

फोटोवोल्टेइक ऊर्जा संयन्त्र

सौर सेलहरू प्रयोग गरेर प्रकाशलाई ठूलो बिजुलीमा बदल्दछन् र सौर माड्युल, इन्वर्टर, र बैटरीजसह घटकहरू समावेश छन्।

फोटोवोल्टेइक ऊर्जा संयन्त्र एउटा ठूलो पैमानाको PV प्रणाली हो जसले ग्रिडसँग जोडिएको छ र सौर विकिरणबाट बिजुली उत्पादन गर्न सुसज्जित छ। फोटोवोल्टेइक ऊर्जा संयन्त्रमा निम्न घटकहरू छन्:

• सौर माड्युल: पीवी प्रणालीको मूल युनिटहरू, जुन सौर सेलहरूबाट बनेको छन् जसले प्रकाशलाई बिजुलीमा बदल्दछन्। सौर सेलहरू, अधिकांश स्थितिमा सिलिकनबाट बनेको, फोटनहरू आकर्षण गर्छन् र इलेक्ट्रानहरू रिलीज गर्छन्, जसले एउटा विद्युत धारा बनाउँछ। सौर माड्युलहरू श्रृंखला, समानांतर, वा श्रृंखला-समानांतर विन्यासमा व्यवस्थित गरिन सक्छ, यसको आधार वोल्टेज र धारा आवश्यकता हुन्छ।

• माउन्टिङ संरचनाहरू: यी स्थिर वा समायोजित हुन सक्छ। स्थिर संरचनाहरू सस्तो छन् तर सूर्यको चलनलाई पालन गर्दैन, जसले उत्पादनमा कमी ल्याउन सक्छ। समायोजित संरचनाहरू टिल्ट वा रोटेट गर्दछन् जसले सूर्यलाई ट्रैक गर्छ, जसले ऊर्जा उत्पादनलाई वृद्धि गर्छ। यी मान्य वा स्वचालित हुन सक्छ, यसको आधार नियंत्रण आवश्यकता हुन्छ।

• इन्वर्टर: यी उपकरणहरू सौर माड्युलहरूद्वारा उत्पन्न अनुक्रमिक धारा (DC) लाई विकल्पी धारा (AC) मा रूपान्तरण गर्दछ जसलाई ग्रिडमा या AC लोडहरूलाई प्रयोग गर्न सकिन्छ।

• इन्वर्टरहरू दुई प्रकारमा वर्गीकृत गरिन सक्छ: केन्द्रीय इन्वर्टर र माइक्रो-इन्वर्टर। केन्द्रीय इन्वर्टर ठूलो युनिटहरू छन् जसले धेरै सौर माड्युल वा एर्रेहरूसँग जोडिएको छन् र एक एकल AC उत्पादन दिन्छ। माइक्रो-इन्वर्टर ठूलो युनिटहरू छन् जसले प्रत्येक सौर माड्युल वा प्यानलसँग जोडिएको छन् र व्यक्तिगत AC उत्पादन दिन्छ। केन्द्रीय इन्वर्टर ठूलो पैमानाका प्रणालीका लागि लागत-प्रभावी र दक्ष हुन्छ, तर माइक्रो-इन्वर्टर लघु पैमानाका प्रणालीका लागि लचीलो र विश्वसनीय हुन्छ।

• चार्ज कन्ट्रोलर: यी सौर माड्युलहरूबाट आएको वोल्टेज र धारालाई नियन्त्रण गर्दछ जसले बैटरीको ओवरचार्जिङ वा ओवरडिस्चार्जिङ रोक्नेछ। यी दुई प्रकारका हुन्छ: पल्स विस्तार मोडुलेशन (PWM) र मैक्सिमम पावर पॉइन्ट ट्रैकिङ (MPPT)। PWM कन्ट्रोलर साधारण र सस्तो छन् तर केही ऊर्जा खोइन्छ। MPPT कन्ट्रोलर दक्ष छन् र सौर माड्युलहरूको मैक्सिमम पावर पॉइन्टलाई मिलाउँदै ऊर्जा उत्पादनलाई अनुकूलित गर्छन्।

• बैटरी: यी उपकरणहरू सौर माड्युल वा एर्रेहरूद्वारा उत्पन्न अतिरिक्त बिजुलीलाई बादको उपयोग गर्न तथा जब सूर्यको प्रकाश छैन वा ग्रिड डाउन छ तब भण्डारण गर्छन्। बैटरीहरू दुई प्रकारका हुन्छन्: लिड-एसिड बैटरी र लिथियम-आयन बैटरी। लिड-एसिड बैटरीहरू सस्तो र व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छन्, तर यी निम्न ऊर्जा घनत्व, छोटो जीवनकाल, र अधिक रक्षणावली आवश्यक छन्। लिथियम-आयन बैटरीहरू धेरै महँगो र दुर्लभ छन्, तर यी उच्च ऊर्जा घनत्व, लामो जीवनकाल, र कम रक्षणावली आवश्यक छन्।

• स्विच: यी सौर माड्युल, इन्वर्टर, र बैटरी जस्ता प्रणालीका भागहरूलाई जोड्न वा अलग गर्न सकिन्छ। यी मान्य वा स्वचालित हुन सक्छ। मान्य स्विच मानव ऑपरेशन आवश्यक छ, तर स्वचालित स्विच पूर्वनिर्धारित स्थितिहरू वा सिग्नल आधारित काम गर्छन्।

• मीटर: यी उपकरणहरू प्रणालीका विभिन्न पैरामिटरहरू, जस्तै वोल्टेज, धारा, शक्ति, ऊर्जा, तापक्रम, वा विकिरण नाप्न र प्रदर्शन गर्छन्। मीटरहरू एनालॉग वा डिजिटल हुन सक्छ, यसको आधार प्रदर्शन र योग्यता आवश्यकता हुन्छ। एनालॉग मीटरहरू नीडल वा डायल प्रयोग गरेर मानहरू प्रदर्शन गर्छन्, तर डिजिटल मीटरहरू नम्बर वा ग्राफ प्रयोग गरेर मानहरू प्रदर्शन गर्छन्।

• केबल: यी तारहरू प्रणालीका विभिन्न घटकहरू बीच बिजुली ट्रान्समिट गर्छन्। केबलहरू दुई प्रकारका हुन्छन्: DC केबल र AC केबल। DC केबलहरू सौर माड्युलबाट इन्वर्टर वा बैटरीसँग अनुक्रमिक धारा ले जान्छन्, तर AC केबलहरू इन्वर्टरबाट ग्रिड वा लोडहरूसँग विकल्पी धारा ले जान्छन्।

उत्पादन भाग सौर माड्युल, माउन्टिङ संरचनाहरू, र इन्वर्टरहरू सहित छन् जसले प्रकाशबाट बिजुली उत्पादन गर्छन्। ट्रान्समिशन भाग केबल, स्विच, र मीटरहरू सहित छन् जसले उत्पादन भागबाट वितरण भागमा बिजुली ट्रान्समिट गर्छन्।

वितरण भाग बैटरी, चार्ज कन्ट्रोलर, र लोडहरू सहित छन् जसले बिजुली भण्डारण वा उपभोग गर्छन्। निम्न चित्र फोटोवोल्टेइक ऊर्जा संयन्त्रको लेआउटको उदाहरण देखाउँछ:

फोटोवोल्टेइक ऊर्जा संयन्त्रको कार्य आवश्यकता, लोड डिमाण्ड, र ग्रिड स्थिति जस्ता केही तत्वहरूमा निर्भर छ। तर, एउटा प्रामाणिक कार्य तीन मुख्य मोडहरूमा विभाजित हुन्छ: चार्जिङ मोड, डिस्चार्जिङ मोड, र ग्रिड-टाइ मोड।

चार्जिङ मोड जब अतिरिक्त प्रकाश र निम्न डिमाण्ड छ। यस मोडमा, सौर माड्युलहरू आवश्यकताको बढी बिजुली उत्पादन गर्छन्। अतिरिक्त बिजुली चार्ज कन्ट्रोलरद्वारा बैटरीमा चार्ज हुन्छ।

डिस्चार्जिङ मोड जब कुनै प्रकाश छैन वा उच्च लोड डिमाण्ड छ। यस मोडमा, सौर माड्युलहरू लोडहरूको आवश्यकताको बढी बिजुली उत्पादन गर्छन्। अपर्याप्त बिजुली इन्वर्टरद्वारा बैटरीबाट उपलब्ध छ।

ग्रिड-टाइ मोड जब ग्रिड आउटेज छ र बैकअप बिजुली आवश्यक छ। यस मोडमा, सौर माड्युलहरू उत्पन्न बिजुली इन्वर्टरद्वारा लोडहरूलाई प्रयोग गर्न सकिन्छ।

लाभ

• सौर ऊर्जा संयन्त्रहरू पुनरावृत्तिमा उपयोग गरिन सकिने र स्वच्छ ऊर्जा प्रयोग गर्छन् जसले ग्रीनहाउस गैस वा प्रदूषण नगर्छ।

• सौर ऊर्जा संयन्त्रहरू फोसिल ईन्जलाई निर्भरता घटाउन र ऊर्जा सुरक्षा र विविधता बढाउन सक्छन्।

• सौर ऊर्जा संयन्त्रहरू ग्रिड कनेक्सन योग्य वा विश्वसनीय छैन जस्ता दूरस्थ क्षेत्रहरूमा बिजुली प्रदान गर्छन्।

• सौर ऊर्जा संयन्त्रहरू स्थानीय रोजगार र आर्थिक लाभ उत्पन्न गर्छन् जसले समुदाय र क्षेत्रहरूलाई लाभान्वित गर्छ।

• सौर ऊर्जा संयन्त्रहरू विभिन्न अनुदान र नीतिहरूको लाभ लिन सक्छन् जसले नवीन ऊर्जा विकास र वितरण समर्थन गर्छ।

हानिकारक प्रभाव

• सौर ऊर्जा संयन्त्रहरू ठूलो भूभाग आवश्यक छन् र जीवाणु, वनस्पतिहरू, र जल स्रोतहरूमा पर्यावरणीय प्रभाव छ।

• <