फोटोवोल्टिक में नाममात्र शक्ति

नाममात्र शक्ति फोटोवोल्टिक (पीवी) उपकरणों, जैसे सौर कोशिकाओं, पैनलों और प्रणालियों की नामपटल क्षमता है, और एक सर्किट में विद्युतीय प्रवाह और वोल्टेज को मापकर निर्धारित किया जाता है, जबकि सटीक परिभाषित स्थितियों के तहत प्रतिरोध भिन्न होता है। ये मानक टेस्ट स्थितियां (एसटीसी) आईईसी 61215, आईईसी 61646 और यूएल 1703 जैसे मानकों में निर्दिष्ट हैं; विशेष रूप से प्रकाश तीव्रता 1000 डब्लू / एम 2 है, सूरज की रोशनी के समान स्पेक्ट्रम गर्मी में 35 डिग्री एन अक्षांश (वायुमार्ग 1.5) में पृथ्वी की सतह को मारने के साथ, कोशिकाओं का तापमान 25 डिग्री सेल्सियस है। खुले और बंद सर्किट (अधिकतम और न्यूनतम प्रतिरोध के बीच) के बीच मॉड्यूल पर प्रतिरोधी भार को अलग करते समय बिजली को मापा जाता है। इस प्रकार मापा गया उच्चतम शक्ति वाट में मॉड्यूल की ‘नाममात्र’ शक्ति है। फोटोवोल्टिक डिवाइस (क्षेत्र × 1000 डब्लू / एम 2) के किसी दिए गए क्षेत्र पर पड़ने वाली प्रकाश शक्ति द्वारा विभाजित यह नाममात्र शक्ति इसकी दक्षता को परिभाषित करती है, डिवाइस के विद्युत उत्पादन का अनुपात घटना ऊर्जा तक।

इसकी केबलिंग और कन्वर्टर्स को सही ढंग से आयाम करने के लिए नामांकन शक्ति एक स्थापना को डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है। यदि उपलब्ध क्षेत्र सौर सेल दक्षता सीमित है और इसके साथ प्रति क्षेत्र नाममात्र शक्ति (जैसे केडब्ल्यू / एम 2) भी प्रासंगिक है। मॉड्यूल की तुलना करने के लिए, प्रति नाममात्र शक्ति (जैसे $ / डब्ल्यू) मूल्य प्रासंगिक है। किसी दिए गए इंस्टॉलेशन के भौतिक अभिविन्यास और स्थान के लिए वार्षिक वार्षिक उत्पादन (उदाहरण के लिए केडब्ल्यूएच) प्रति वार्षिक उत्पादन मानते हुए नाममात्र शक्ति यानी क्षमता कारक महत्वपूर्ण है। एक अनुमानित क्षमता कारक के साथ प्रति अनुमानित वार्षिक उत्पादन (जैसे $ / केडब्ल्यूएच) की कीमत किसी दिए गए इंस्टॉलेशन के लिए अनुमान लगाया जा सकता है। अंत में, उत्पादन के अनुमानित मूल्य के साथ, स्थापना की लागत का परिशोधन अनुमान लगाया जा सकता है।

चोटी शक्ति वास्तविक विकिरण स्थितियों के तहत बिजली के समान नहीं है। अभ्यास में, सौर कोशिकाओं के काफी ताप के कारण यह लगभग 15-20% कम होगा। इसके अलावा, उन प्रतिष्ठानों में जहां बिजली को एसी में परिवर्तित किया जाता है, जैसे सौर ऊर्जा संयंत्र, वास्तविक कुल बिजली उत्पादन क्षमता इन्वर्टर द्वारा सीमित होती है, जिसे आमतौर पर आर्थिक कारणों से सौर प्रणाली की तुलना में कम चोटी क्षमता पर आकार दिया जाता है। चूंकि चोटी डीसी पावर प्रत्येक वर्ष केवल कुछ घंटों तक पहुंच जाती है, इसलिए एक छोटे इन्वर्टर का उपयोग करके इन्वर्टर पर पैसे बचाने की अनुमति मिलती है जबकि क्लिपिंग (बर्बाद) कुल ऊर्जा उत्पादन का केवल एक छोटा सा हिस्सा होता है। डीसी-एसी रूपांतरण के बाद बिजली संयंत्र की क्षमता आमतौर पर डब्ल्यूएसी या डब्ल्यूडीसी के विपरीत डब्ल्यूएसी में रिपोर्ट की जाती है।

परिभाषा
वाट चोटी निम्नलिखित मानकों के साथ मानक परीक्षण शर्तों (एसटीसी) के तहत सौर मॉड्यूल द्वारा प्रदत्त विद्युत शक्ति को संदर्भित करता है:

सेल तापमान = 25 डिग्री सेल्सियस
Irradiance = 1000 डब्ल्यू / एम²
एएम = 1.5 के अनुसार सूरज की रोशनी स्पेक्ट्रम।

वाट पीक
इंटरनेशनल ब्यूरो ऑफ वीट्स एंड मेज़र्स, जो एसआई-मानक को बनाए रखता है, कहता है कि भौतिक इकाई और उसके प्रतीक का उपयोग किसी भौतिक मात्रा के बारे में विशिष्ट जानकारी प्रदान करने के लिए नहीं किया जाना चाहिए और न ही मात्रा पर जानकारी का एकमात्र स्रोत होना चाहिए। फिर भी, बोलचाल अंग्रेजी कभी-कभी गैर-एसआई इकाई वाट-पीक और गैर-एसआई प्रतीक डब्ल्यूपी का उपयोग करके मात्रा शक्ति और उसकी इकाई को एसआई के भीतर उपसर्गित करती है, उदाहरण के लिए किलोवाट-पीक (केडब्ल्यूपी), मेगावाट-पीक (MWP), इत्यादि। इस तरह के एक फोटोवोल्टिक स्थापना उदाहरण के लिए “एक किलोवाट चोटी” के रूप में वर्णित किया जा सकता है जिसका मतलब है “चोटी की एक किलोवाट”। इसी तरह एसआई के बाहर, कभी-कभी “पाइप = 1 किलोवाट” के विपरीत चोटी की शक्ति को “पी = 1 केडब्ल्यूपी” के रूप में लिखा जाता है। घरेलू पीवी प्रतिष्ठानों के संदर्भ में, किलोवाट (किलोवाट) शीर्ष शक्ति के लिए सबसे आम इकाई है, कभी-कभी केडब्ल्यूपी के रूप में कहा जाता है।

वास्तविक परिस्थितियों में बिजली उत्पादन
फोटोवोल्टिक सिस्टम का उत्पादन धूप और अन्य स्थितियों की तीव्रता के साथ भिन्न होता है। अधिक सूर्य, पीवी मॉड्यूल उत्पन्न करने की अधिक शक्ति। इष्टतम परिस्थितियों में प्रदर्शन की तुलना में हानि, झुकाव और / या अजीमुथ, उच्च तापमान, मॉड्यूल पावर मिस्चैच में मॉड्यूल के गैर-आदर्श संरेखण के कारण होगी (क्योंकि सिस्टम में पैनल सिस्टम में जुड़े होते हैं, सबसे कम प्रदर्शन मॉड्यूल के प्रदर्शन को परिभाषित करता है स्ट्रिंग यह संबंधित है), भिगोना और डीसी से एसी रूपांतरण। वास्तविक परिस्थितियों में उत्पन्न एक मॉड्यूल पावर नाममात्र शक्ति से अधिक हो सकता है जब सूर्य की रोशनी की तीव्रता 1000 डब्लू / एम 2 से अधिक हो जाती है (जो मोटे तौर पर ग्रीष्म ऋतु में उदाहरण के लिए, जर्मनी में), या जब सूर्य विकिरण 1000 डब्ल्यू / एम 2 होता है कम तापमान पर।

डीसी से एसी में रूपांतरण
अधिकांश देशों में पीवी सिस्टम और पैनलों की स्थापित नाममात्र नामपटल क्षमता को संदर्भित किया जाता है, जो वाट-पीक में डीसी पावर की गणना करके, डब्ल्यूपी, या कभी-कभी डब्लूडीसी के रूप में दर्शाए जाते हैं, जैसे फोटोवोल्टिक उद्योग के अधिकांश निर्माताओं और संगठनों जैसे एसईआईए, एसपीई या आईईए- PVPS।

हालांकि, दुनिया के कुछ स्थानों में, बिजली उत्पादन को एसी में परिवर्तित करने के बाद सिस्टम की रेटेड क्षमता दी जाती है। इन स्थानों में कनाडा, जापान (2012 से), स्पेन और संयुक्त राज्य अमेरिका के कुछ हिस्सों शामिल हैं। डीसी के बजाय एसी को सीडीटी-टेक्नोलॉजी का उपयोग करते हुए अधिकांश उपयोगिता-पैमाने पीवी पावर प्लांट्स के लिए भी दिया जाता है। बड़ा अंतर डीसी-एसी रूपांतरण के दौरान खोए गए ऊर्जा के छोटे प्रतिशत (लगभग 5%, आईईए-पीवीपीएस के अनुसार) में निहित है। इसके अलावा, कुछ ग्रिड नियम पीवी सिस्टम के आउटपुट को अपने नाममात्र डीसी पावर (जर्मनी) के 70% तक सीमित कर सकते हैं। ऐसे मामलों में, नाममात्र चोटी-शक्ति और परिवर्तित एसी आउटपुट के बीच का अंतर इसलिए 30% तक हो सकता है। इन दो अलग-अलग मीट्रिकों के कारण, अंतरराष्ट्रीय संगठनों को उपरोक्त देशों से आधिकारिक घरेलू आंकड़ों को वापस कच्चे डीसी आउटपुट में वापस करने की आवश्यकता है ताकि वेट-पीक में सुसंगत वैश्विक पीवी-तैनाती की रिपोर्ट कर सकें।

यह स्पष्ट करने के लिए कि नाममात्र बिजली उत्पादन (“वाट-पीक”, डब्ल्यूपी) वास्तव में डीसी है या पहले से ही एसी में परिवर्तित हो गया है, इसे कभी-कभी स्पष्ट रूप से दर्शाया जाता है, उदाहरण के लिए, एमडब्ल्यूडीसी और एमडब्ल्यूएसी या केडब्ल्यूडीसी और केडब्ल्यूएसी। परिवर्तित डब्ल्यूएसी को अक्सर “मेगावाट (एसी)”, “MWac” या “MWAC” के रूप में भी लिखा जाता है। जैसे ही डब्ल्यूपी के लिए, ये इकाइयां गैर एसआई-अनुरूप हैं लेकिन व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं। कैलिफ़ोर्निया में, उदाहरण के लिए, जहां एमडब्ल्यूएसी में रेटेड क्षमता दी जाती है, डीसी से एसी में रूपांतरण में 15 प्रतिशत की हानि माना जाता है। यह न केवल गैर-विशेषज्ञों के लिए बेहद भ्रमित हो सकता है, क्योंकि रूपांतरण दक्षता लगभग 98 प्रतिशत तक बढ़ रही है, ग्रिड नियम बदल सकते हैं, कुछ विनिर्माण उद्योग के बाकी हिस्सों से अलग हो सकते हैं, और जापान जैसे देशों को अपनाना पड़ सकता है, एक वर्ष से दूसरे वर्ष तक विभिन्न मीट्रिक।

वास्तविक परिस्थितियों में आउटपुट पावर
फोटोवोल्टिक प्रणाली की आउटपुट पावर सौर विकिरण और अन्य परिस्थितियों की तीव्रता पर निर्भर करती है। अधिक सौर विकिरण का मतलब उच्च फोटोवोल्टिक मॉड्यूल प्रदर्शन है। नुकसान उच्च तापमान, खराब मॉड्यूल प्रदर्शन, गंदगी, और डीसी रूपांतरण एसी में मॉड्यूल (झुकाव और / या अभिविन्यास) के गैर-दिशात्मक अभिविन्यास के कारण हो सकता है। यह जानना महत्वपूर्ण है कि मॉड्यूल की अधिकतम शक्ति कहीं भी रेटेड पावर से कहीं अधिक हो सकती है जहां प्रकाश तीव्रता 1000 डब्लू / एम 2 से अधिक है (मोटे तौर पर गर्मी Bavaria में दोपहर के बराबर)।

मूल्य-प्रति-वाट
यद्यपि वाट-पीक एक सुविधाजनक उपाय है, और फोटोवोल्टिक उद्योग में मानकीकृत संख्या है जिस पर कीमतें, बिक्री और विकास संख्या आधारित हैं, यह तर्कसंगत रूप से वास्तविक प्रदर्शन के लिए सबसे महत्वपूर्ण संख्या नहीं है। चूंकि एक सौर पैनल का काम न्यूनतम लागत पर विद्युत शक्ति उत्पन्न करना है, इसलिए इसकी लागत के संबंध में वास्तविक जीवन स्थितियों के तहत उत्पन्न होने वाली शक्ति की मात्रा का मूल्यांकन करने के लिए सबसे महत्वपूर्ण संख्या होना चाहिए। यह “मूल्य-प्रति-वाट” माप उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

ऐसा हो सकता है कि ब्रांड ए के एक पैनल और ब्रांड बी के एक पैनल प्रयोगशाला परीक्षण में बिल्कुल वही चोटी-चोटी देते हैं, लेकिन उनकी बिजली उत्पादन वास्तविक स्थापना में अलग है। यह अंतर उच्च तापमान पर विभिन्न गिरावट दरों के कारण हो सकता है। साथ ही, ब्रांड ए की तुलना में ब्रांड ए कम उत्पादक हो सकता है, लेकिन इससे कम लागत भी हो सकती है, इस प्रकार इसमें वित्तीय लाभप्रद बनने की संभावना है। एक वैकल्पिक परिदृश्य भी सच हो सकता है: एक अधिक महंगा पैनल इतनी अधिक शक्ति उत्पन्न कर सकता है कि यह आर्थिक रूप से एक सस्ता पैनल बेहतर प्रदर्शन करेगा। शुरुआती और चल रहे दोनों, लंबी अवधि के प्रदर्शन बनाम लागत का एक सटीक विश्लेषण यह निर्धारित करने के लिए आवश्यक है कि कौन सा पैनल मालिक को बेहतर वित्तीय परिणामों के लिए नेतृत्व कर सके।

उपयोग
“फोटोवोल्टिक सिस्टम की क्षमता में 10 किलोवाट की क्षमता है” या “यह एक 1.2 मेगावाट खुला क्षेत्र सौर प्रणाली है” बोलने वाले शब्द हैं। इसे औपचारिक रूप से सही होना होगा “फोटोवोल्टिक प्रणाली में मानक परीक्षण शर्तों को मानते हुए” 10 किलोवाट की रेटेड पावर “है या” यह 1.2 मेगावाट फ्री-फील्ड सौर प्रणाली है (मानक परीक्षण शर्तों की धारणा के तहत रेटेड पावर) ” ।

कथन “लगभग 6 से 10 वर्ग मीटर प्रति किलोवाट पी के क्षेत्र की आवश्यकता है” का अर्थ है कि मानक परीक्षण स्थितियों के तहत 1 किलोवाट की वांछित प्रणाली उत्पादन के लिए लगभग 6 से 10 वर्ग मीटर का क्षेत्र आवश्यक है।

इसके अनुरूप, फोटोवोल्टिक सिस्टम के लिए “पी नाममात्र = 1 किलोवाट” नोटेशन “पी = 1 किलोवाट पी” के लिए बेहतर है, क्योंकि यूनिट प्रतीकों में जोड़ों के अतिरिक्त मानकों के अनुरूप नहीं है।

जर्मनी में व्यावहारिक प्रासंगिकता
1000 डब्ल्यू / एम² की अपरिवर्तन वास्तविक परिस्थितियों में एक क्षणिक मूल्य है। यह जितनी बार स्पष्ट हो जाता है उतनी स्पष्ट हवा हवा भूमध्य रेखा तक पहुंच जाती है और उच्चतर समुद्र तल से ऊपर होता है। यह भी इस बात पर निर्भर करता है कि सूर्य उच्चतम बिंदु पर कितना करीब है। यह आमतौर पर जर्मनी में केवल एक दिन के दोपहर के घंटों में पहुंच जाता है।

जर्मनी में विकिरण की आवृत्ति के मापन आधे मिनट के आधार पर मापा गया मान भी ऊपर दिखाए गए मूल्य दिखाते हैं। प्रतिबिंब और बिखरने के कारण ये 1500 डब्लू / एम² तक पहुंच सकते हैं। अस्थायी छोटी उपलब्धता और तथ्य यह है कि इनवर्टर आमतौर पर 1000 डब्ल्यू / मीटर और नीचे (आर्थिक अधिकतम) के अपरिवर्तनीयता के लिए डिज़ाइन किए जाते हैं, उनका शायद ही कभी उपयोग किया जाता है। पृथ्वी के वायुमंडल के किनारे पर अधिकतम विकिरण सौर स्थिर ई 0 से मेल खाता है और 1367 डब्लू / एम² है।

सामान्य ऑपरेशन में, सौर मॉड्यूल या सौर कोशिकाओं में आम तौर पर परीक्षण में प्रदान किए गए 25 डिग्री सेल्सियस से अधिक परिचालन तापमान होता है और इसलिए 20% कम दक्षता और एक संगत कम वास्तविक बिजली उत्पादन होता है, जिसमें 1 किलोवाट / वर्ग मीटर। एक निश्चित फोटोवोल्टिक प्रणाली का एक आम तौर पर कठोर संरेखण, कोशिकाओं को शायद ही कभी घटना प्रकाश के लिए लंबवत रूप से गठबंधन किया जाता है, जिससे घटनाओं के कोण के कोसाइन द्वारा अपरिवर्तन कम हो जाता है।

वाट चोटी में संकेत का उपयोग विभिन्न दक्षता से विभिन्न दक्षता और सौर मंडल के विभिन्न घटकों के आयाम से समेकित सौर मॉड्यूल की तुलना के लिए किया जाता है। इसे फोटोवोल्टिक प्रणाली की विशेषता के लिए एकमात्र संकेत के रूप में उपयोग नहीं किया जा सकता है, क्योंकि यह ऊर्जा उपज के लिए और प्रणाली की अर्थव्यवस्था के लिए आवश्यक तत्वों जैसे शरीर (खुली जगह, छत, ट्रैक किया गया) और साइट, डी। एच अक्षांश की डिग्री और औसत irradiance के साथ जुड़े, या साइट पर जलवायु की स्थिति जैसे प्रचलित तापमान को नजरअंदाज कर दिया जाता है।

संक्षेप में, एक फोटोवोल्टिक प्रणाली के लिए वास्तव में एहसास हुआ, वाट चोटी में बिजली का विनिर्देश अधिकतम शक्ति या निरंतर शक्ति के अनुरूप नहीं है। चूंकि विकिरण की स्थिति अक्सर खराब होती है और मॉड्यूल आमतौर पर मानक परीक्षण स्थितियों के मुकाबले ज्यादा गर्म होता है, चोटी की शक्ति केवल अभ्यास में हासिल की जाती है और यहां तक ​​कि शायद ही कभी अधिक हो जाती है।