फोटोवोल्टिक प्रणाली आवेदन

एक फोटोवोल्टिक प्रणाली सूर्य के विकिरण को प्रयोग योग्य बिजली में परिवर्तित करती है। इसमें सौर सरणी और सिस्टम घटकों का संतुलन शामिल है। पीवी सिस्टम को विभिन्न पहलुओं, जैसे ग्रिड-कनेक्टेड बनाम स्टैंड स्टैंड सिस्टम, बिल्डिंग-एकीकृत बनाम रैक-माउंटेड सिस्टम, आवासीय बनाम उपयोगिता प्रणाली, वितरित बनाम केंद्रीकृत सिस्टम, रूफटॉप बनाम ग्राउंड-माउंटेड सिस्टम द्वारा वर्गीकृत किया जा सकता है। , ट्रैकिंग बनाम फिक्स्ड-टिल्ट सिस्टम, और नए निर्मित बनाम रेट्रोफिट सिस्टम। अन्य भेदों में माइक्रोइनवर्टर बनाम केंद्रीय इन्वर्टर, सिस्टम क्रिस्टलीय सिलिकॉन बनाम पतली फिल्म प्रौद्योगिकी, और चीनी बनाम यूरोपीय और यूएस-निर्माताओं से मॉड्यूल के साथ सिस्टम शामिल हो सकते हैं।

सभी अमेरिकी सौर ऊर्जा प्रणालियों में से लगभग 99 प्रतिशत बिजली के ग्रिड से जुड़े हैं, जबकि ऑफ-ग्रिड सिस्टम ऑस्ट्रेलिया और दक्षिण कोरिया में कुछ और आम हैं। पीवी सिस्टम शायद ही कभी बैटरी भंडारण का उपयोग करते हैं।यह जल्द ही बदल सकता है, क्योंकि वितरित ऊर्जा भंडारण के लिए सरकारी प्रोत्साहन लागू किए जा रहे हैं और भंडारण समाधान में निवेश धीरे-धीरे छोटे सिस्टम के लिए आर्थिक रूप से व्यवहार्य हो रहे हैं। एक ठेठ आवासीय पीवी प्रणाली की एक सौर सरणी छत पर रैक-घुड़सवार है, इमारत की छत या मुखौटा में एकीकृत करने के बजाय, क्योंकि यह काफी महंगा है। उपयोगिता-स्तरीय सौर ऊर्जा स्टेशन महंगे ट्रैकिंग उपकरणों का उपयोग करने के बजाय निश्चित झुका हुआ सौर पैनलों के साथ जमीन पर चढ़ते हैं। क्रिस्टलीय सिलिकॉन दुनिया भर में उत्पादित सौर मॉड्यूल के 90 प्रतिशत में उपयोग की जाने वाली प्रमुख सामग्री है, जबकि प्रतिद्वंद्वी पतली फिल्म ने हाल के वर्षों में बाजार हिस्सेदारी खो दी है .00 चीन और ताइवान में सभी सौर कोशिकाओं और मॉड्यूल का लगभग 70 प्रतिशत उत्पादन होता है, केवल 5 छोड़कर यूरोपीय और अमेरिकी निर्माताओं के लिए प्रतिशत.12 छोटे छत प्रणालियों और बड़े सौर ऊर्जा स्टेशनों दोनों के लिए स्थापित क्षमता तेजी से बढ़ रही है और समान भागों में, हालांकि उपयोगिता-पैमाने प्रणालियों की ओर एक उल्लेखनीय प्रवृत्ति है, क्योंकि नए प्रतिष्ठानों पर ध्यान केंद्रित है अमेरिका से सनबेल्ट जैसे यूरोप से दूर जाने के लिए, जो जमीन पर घुड़सवार सौर खेतों और लागत प्रभावीता के विपरीत हैं, निवेशकों द्वारा अधिक जोर दिया जाता है।

प्रौद्योगिकी में प्रगति और विनिर्माण पैमाने और परिष्कार में वृद्धि से प्रेरित, फोटोवोल्टिक्स की लागत लगातार घट रही है।दुनिया भर में कई मिलियन पीवी सिस्टम वितरित किए जाते हैं, ज्यादातर यूरोप में, अकेले जर्मनी में 1.4 मिलियन सिस्टम संयुक्त राज्य अमेरिका में 440,000 सिस्टम के साथ उत्तर अमेरिका के साथ, पारंपरिक सौर मॉड्यूल की ऊर्जा रूपांतरण दक्षता 15 से 20 प्रतिशत तक बढ़ी है पिछले 10 वर्षों में और एक पीवी प्रणाली लगभग 2 वर्षों में इसके निर्माण के लिए आवश्यक ऊर्जा को दोहराती है। असाधारण विकिरणित स्थानों में, या जब पतली फिल्म प्रौद्योगिकी का उपयोग किया जाता है, तथाकथित ऊर्जा भुगतान का समय एक वर्ष या उससे कम तक घट जाता है .3 शुद्ध मीटरींग और वित्तीय प्रोत्साहन, जैसे कि सौर ऊर्जा वाली बिजली के लिए अधिमानी फीड-इन टैरिफ, कई देशों में पीवी सिस्टम के बहुत स्थापित प्रतिष्ठानों। बड़े पैमाने पर पीवी सिस्टम से बिजली की स्तरित लागत भौगोलिक क्षेत्रों की विस्तारित सूची में पारंपरिक बिजली स्रोतों के साथ प्रतिस्पर्धी हो गई है, और लगभग 30 विभिन्न देशों में ग्रिड समानता हासिल की गई है।

2015 तक, तेजी से बढ़ते वैश्विक पीवी बाजार तेजी से 200 जीडब्लू मार्क के करीब आ रहे हैं – 2006 की स्थापित क्षमता लगभग 40 गुना। फोटोवोल्टिक सिस्टम वर्तमान में दुनिया भर में बिजली उत्पादन के लिए लगभग 1 प्रतिशत योगदान देता है। क्षमता के मामले में पीवी सिस्टम के शीर्ष इंस्टॉलर वर्तमान में चीन, जापान और संयुक्त राज्य अमेरिका हैं, जबकि यूरोप में दुनिया की आधा क्षमता स्थापित है, जर्मनी और इटली सौर पीवी के साथ अपने घरेलू घरेलू खपत का 7% से 8% की आपूर्ति करते हैं। अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी को उम्मीद है कि 2050 तक सौर ऊर्जा बिजली का सबसे बड़ा स्रोत बन जाएगी, सौर फोटोवोल्टिक्स और केंद्रित सौर थर्मल क्रमशः वैश्विक मांग में 16% और 11% योगदान देगी।

ग्रिड कनेक्शन
एक ग्रिड कनेक्टेड सिस्टम एक बड़े स्वतंत्र ग्रिड (आमतौर पर सार्वजनिक बिजली ग्रिड) से जुड़ा होता है और सीधे ग्रिड में ऊर्जा खिलाता है। यह ऊर्जा राजस्व माप बिंदु से पहले या उसके बाद आवासीय या वाणिज्यिक भवन द्वारा साझा की जा सकती है। अंतर यह है कि क्या क्रेडिट ऊर्जा उत्पादन की गणना ग्राहक की ऊर्जा खपत (फ़ीड-इन टैरिफ) या केवल ऊर्जा (शुद्ध मीटरींग) के अंतर पर की जाती है। ग्रिड कनेक्टेड सिस्टम आवासीय (2-10 केडब्ल्यूपी) से सौर ऊर्जा स्टेशनों (MWP के 10s तक) के आकार में भिन्न होते हैं। यह विकेन्द्रीकृत बिजली उत्पादन का एक रूप है। ग्रिड में बिजली की फीडिंग को डीसी के एक विशेष, सिंक्रनाइज़िंग ग्रिड-टाई इन्वर्टर द्वारा एसी में परिवर्तन की आवश्यकता होती है।किलोवाट आकार के इंस्टॉलेशन में डीसी साइड सिस्टम वोल्टेज ओमिक नुकसान को सीमित करने के लिए अनुमति के रूप में उच्च (आमतौर पर यूएस आवासीय 600 वी को छोड़कर 1000V) है। अधिकांश मॉड्यूल (60 या 72 क्रिस्टलीय सिलिकॉन कोशिकाएं) 36 वोल्ट पर 160 डब्ल्यू से 300 डब्ल्यू उत्पन्न करती हैं। श्रृंखला में सभी के बजाय आंशिक रूप से समानांतर में मॉड्यूल को जोड़ने के लिए कभी-कभी आवश्यक या वांछनीय होता है। श्रृंखला में जुड़े मॉड्यूल का एक सेट ‘स्ट्रिंग’ के रूप में जाना जाता है।

अन्य सिस्टम
इस खंड में ऐसे सिस्टम शामिल हैं जो अत्यधिक विशिष्ट और असामान्य हैं या अभी भी सीमित महत्व के साथ एक उभरती हुई नई तकनीक हैं। हालांकि, स्टैंडअलोन या ऑफ-ग्रिड सिस्टम एक विशेष स्थान लेते हैं। 1 9 80 और 1 99 0 के दशक के दौरान वे सबसे आम प्रकार के सिस्टम थे, जब पीवी तकनीक अभी भी बहुत महंगी थी और छोटे पैमाने पर अनुप्रयोगों का एक शुद्ध आला बाजार था। केवल उन जगहों पर जहां कोई विद्युत ग्रिड उपलब्ध नहीं था, वे आर्थिक रूप से व्यवहार्य थे। यद्यपि दुनिया भर में नए स्टैंड-अलोन सिस्टम अभी भी तैनात किए जा रहे हैं, लेकिन समग्र स्थापित फोटोवोल्टिक क्षमता में उनका योगदान घट रहा है। यूरोप में, ऑफ-ग्रिड सिस्टम स्थापित क्षमता के 1 प्रतिशत के लिए खाते हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका में, वे लगभग 10 प्रतिशत खाते हैं। ऑफ-ग्रिड सिस्टम ऑस्ट्रेलिया और दक्षिण कोरिया और कई विकासशील देशों में अभी भी आम हैं।

सीपीवी
कंसेंटेटर फोटोवोल्टिक्स (सीपीवी) और उच्च सांद्रता फोटोवोल्टिक (एचसीपीवी) सिस्टम छोटे लेकिन अत्यधिक कुशल सौर कोशिकाओं पर सूरज की रोशनी को ध्यान में रखने के लिए ऑप्टिकल लेंस या घुमावदार दर्पण का उपयोग करते हैं।ऑप्टिक्स को ध्यान में रखते हुए, सीपीवी सिस्टम कभी-कभी सौर ट्रैकर्स और कूलिंग सिस्टम का उपयोग करते हैं और अधिक महंगे होते हैं।

विशेष रूप से एचसीपीवी सिस्टम उच्च सौर irradiance के साथ स्थान में सबसे उपयुक्त हैं, 400-2 या उससे अधिक तक सूरज की रोशनी को ध्यान में रखते हुए 24-28 प्रतिशत की क्षमता के साथ नियमित प्रणालियों से अधिक है। सीपीवी और एचसीपीवी सिस्टम के विभिन्न डिजाइन वाणिज्यिक रूप से उपलब्ध हैं लेकिन बहुत आम नहीं हैं। हालांकि, चल रहे अनुसंधान और विकास हो रहे हैं।
सीपीवी अक्सर सीएसपी (केंद्रित सौर ऊर्जा) के साथ उलझन में है जो फोटोवोल्टिक्स का उपयोग नहीं करता है। दोनों प्रौद्योगिकियां उन स्थानों का पक्ष लेती हैं जो बहुत अधिक धूप प्राप्त करती हैं और सीधे एक दूसरे के साथ प्रतिस्पर्धा कर रही हैं।

संकर
एक संकर प्रणाली पीवी को पीढ़ी के अन्य रूपों के साथ जोड़ती है, आमतौर पर एक डीजल जनरेटर। बायोगैस भी प्रयोग किया जाता है। पीढ़ी का दूसरा रूप मांग के एक समारोह के रूप में बिजली उत्पादन को संशोधित करने में सक्षम एक प्रकार हो सकता है। हालांकि ऊर्जा के एक से अधिक नवीकरणीय रूप का उपयोग किया जा सकता है जैसे हवा।फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन गैर नवीकरणीय ईंधन की खपत को कम करने में कार्य करता है। हाइब्रिड सिस्टम अक्सर द्वीपों पर पाए जाते हैं। ग्रीस में जर्मनी और किथनोस द्वीप में पेलवार्म द्वीप उल्लेखनीय उदाहरण हैं (दोनों हवा के साथ संयुक्त होते हैं)। Kythnos संयंत्र डीजल खपत 11.2% कम कर दिया है।

2015 में, सात देशों में किए गए एक केस-स्टडी ने निष्कर्ष निकाला कि सभी मामलों में लागत पैदा करने से हाइब्रिडाइजिंग मिनी-ग्रिड और पृथक ग्रिड कम हो सकते हैं। हालांकि, इस तरह के संकरों के लिए वित्त पोषण लागत महत्वपूर्ण है और बड़े पैमाने पर बिजली संयंत्र की स्वामित्व संरचना पर निर्भर करती है। जबकि राज्य की स्वामित्व वाली उपयोगिताओं के लिए लागत में कटौती महत्वपूर्ण हो सकती है, अध्ययन ने आर्थिक लाभों को गैर-सार्वजनिक उपयोगिताओं जैसे कि स्वतंत्र बिजली उत्पादकों के लिए महत्वहीन या नकारात्मक भी माना है।

हाल ही में यह भी दिखाया गया है कि अमेरिका में पीवी + सीएचपी हाइब्रिड सिस्टम के वितरित नेटवर्क को तैनात करके पीवी प्रवेश सीमा में वृद्धि की जा सकती है। प्रतिनिधि अमेरिकी एकल परिवार के निवासों के लिए सौर प्रवाह, विद्युत और हीटिंग आवश्यकताओं के अस्थायी वितरण का विश्लेषण किया गया था और परिणाम स्पष्ट रूप से दिखाते हैं कि पीवी के साथ संकरित सीएचपी एक पारंपरिक केंद्रीकृत विद्युत उत्पादन प्रणाली के साथ क्या संभव है, इसके अतिरिक्त अतिरिक्त पीवी तैनाती को सक्षम कर सकता है। इस सिद्धांत को प्रति सेकंड सौर प्रवाह डेटा का उपयोग करके संख्यात्मक सिमुलेशन के साथ पुन: पुष्टि की गई ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि अपेक्षाकृत छोटी और सस्ती बैटरी सिस्टम के साथ आवश्यक हाइब्रिड सिस्टम प्रदान करने के लिए आवश्यक बैटरी बैकअप संभव है। इसके अलावा, बड़े पीवी + सीएचपी सिस्टम संस्थागत भवनों के लिए संभव हैं, जो फिर से अंतराल पीवी के लिए बैक अप प्रदान करते हैं और सीएचपी रनटाइम को कम करते हैं।

पीवीटी सिस्टम (हाइब्रिड पीवी / टी), जिसे फोटोवोल्टिक थर्मल हाइब्रिड सौर कलेक्टर भी कहा जाता है, सौर विकिरण को तापीय और विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। इस तरह की एक प्रणाली एक सौर (पीवी) मॉड्यूल को पूरक थर्मल कलेक्टर के पूरक तरीके से जोड़ती है।
सीपीवीटी प्रणाली। एक केंद्रित फोटोवोल्टिक थर्मल हाइब्रिड (सीपीवीटी) प्रणाली एक पीवीटी प्रणाली के समान है। यह परंपरागत पीवी प्रौद्योगिकी के बजाय केंद्रित फोटोवोल्टिक्स (सीपीवी) का उपयोग करता है, और इसे सौर थर्मल कलेक्टर के साथ जोड़ता है।
सीपीवी / सीएसपी प्रणाली। एक उपन्यास सौर सीपीवी / सीएसपी हाइब्रिड सिस्टम हाल ही में प्रस्तावित किया गया है, सांद्रता फोटोवोल्टिक्स को सांद्रित सौर ऊर्जा (सीएसपी) की गैर-पीवी तकनीक के साथ संयोजित किया गया है, या जिसे केंद्रित सौर थर्मल भी कहा जाता है।
पीवी डीजल प्रणाली। यह एक डीजल जनरेटर के साथ एक फोटोवोल्टिक प्रणाली को जोड़ती है। अन्य नवीनीकरण के साथ संयोजन संभव हैं और पवन टर्बाइन शामिल हैं।

फ़्लोटिंग सौर सरणी
फ़्लोटिंग सौर सरणी पीवी सिस्टम हैं जो पीने के पानी के जलाशयों, खदान झीलों, सिंचाई नहरों या उपचार और पूंछ तालाबों की सतह पर तैरती हैं। इन प्रणालियों को “फ्लोटोवोल्टिक्स” कहा जाता है जब केवल विद्युत उत्पादन या “एक्वावोल्टिक्स” के लिए उपयोग किया जाता है जब इस तरह के सिस्टम जलीय कृषि को सहक्रियात्मक रूप से बढ़ाने के लिए उपयोग किए जाते हैं। फ्रांस, भारत, जापान, दक्षिण कोरिया, यूनाइटेड किंगडम, सिंगापुर और संयुक्त राज्य अमेरिका में ऐसी छोटी संख्या में ऐसे सिस्टम मौजूद हैं।

कहा जाता है कि सिस्टम पर फोटोवोल्टिक्स पर फायदे हैं। भूमि की लागत अधिक महंगी है, और मनोरंजन के लिए उपयोग नहीं किए जाने वाले पानी के निकायों पर बने संरचनाओं के लिए कम नियम और विनियम हैं। अधिकांश भूमि आधारित सौर पौधों के विपरीत, फ़्लोटिंग सरणी अविभाज्य हो सकती हैं क्योंकि वे सार्वजनिक दृश्य से छिपी हुई हैं। वे भूमि पर पीवी पैनलों की तुलना में उच्च क्षमता प्राप्त करते हैं, क्योंकि पानी पैनलों को ठंडा करता है। जंगलों या जंग को रोकने के लिए पैनलों में एक विशेष कोटिंग होती है।

मई 2008 में, कैलिफ़ोर्निया के ओकविले में सुदूर निएंटे वाइनरी ने 994 सौर पीवी मॉड्यूल स्थापित करके 1307 पोंडों पर 477 किलोवाट की कुल क्षमता और वाइनरी के सिंचाई तालाब पर तैरते हुए दुनिया की पहली फ्लोटवोवोल्टिक प्रणाली का नेतृत्व किया। इस तरह के एक सिस्टम का प्राथमिक लाभ यह है कि यह मूल्यवान भूमि क्षेत्र को त्यागने की आवश्यकता से बचाता है जिसका उपयोग किसी अन्य उद्देश्य के लिए किया जा सकता है। सुदूर निएंटे वाइनरी के मामले में, यह एकड़ के तीन-चौथाई हिस्से को बचाया गया था जो भूमि-आधारित प्रणाली के लिए आवश्यक होता। एक फ्लोटोवोल्टिक प्रणाली का एक अन्य लाभ यह है कि पैनलों को जमीन पर होने की तुलना में ठंडा तापमान पर रखा जाता है, जिससे सौर ऊर्जा रूपांतरण की उच्च दक्षता होती है। फ्लोटिंग पीवी सरणी वाष्पीकरण के माध्यम से खोए गए पानी की मात्रा को भी कम कर देती है और शैवाल के विकास को रोकती है।

उपयोगिता-पैमाने पर चलने वाले पीवी खेतों का निर्माण शुरू हो रहा है। बहुराष्ट्रीय इलेक्ट्रॉनिक्स और सिरेमिक निर्माता क्योकरा 50,000 सौर पैनलों का उपयोग करते हुए चिबा प्रीफेक्चर में यामाकुरा बांध के ऊपर जलाशय पर 13.4 मेगावाट का खेत विकसित करेगा। थाईलैंड में प्रयोगों के साथ, समुद्री उपयोग के लिए नमक-पानी प्रतिरोधी तैरने वाले खेतों पर भी विचार किया जा रहा है। अब तक की सबसे बड़ी घोषणा फ्लोटोवोलैटिक परियोजना ब्राजील के अमेज़ॅन क्षेत्र में 350 मेगावॉट बिजली स्टेशन है।

प्रत्यक्ष वर्तमान ग्रिड
डीसी ग्रिड विद्युत संचालित परिवहन में पाए जाते हैं: रेलवे ट्राम और ट्रॉलीबस। ऐसे अनुप्रयोगों के लिए कुछ पायलट पौधों का निर्माण किया गया है, जैसे फोटोवोल्टिक योगदानकर्ताओं और जिनेवा (बाचेत डी पेसे) का उपयोग करके हनोवर लीनहौसेन में ट्राम डिपो। 150 केडब्ल्यूपी जिनेवा साइट 600V डीसी को सीधे ट्राम / ट्रॉलीबस बिजली नेटवर्क में खिलाती है, जबकि इससे पहले 1 999 में इसकी शुरुआत में 15% बिजली उपलब्ध कराई गई थी।

स्टैंडअलोन
एक स्टैंड-अलोन या ऑफ़-ग्रिड सिस्टम विद्युत ग्रिड से जुड़ा नहीं है। स्टैंडअलोन सिस्टम कलाईवाट या कैलकुलेटर से रिमोट बिल्डिंग या स्पेसक्राफ्ट तक आकार और एप्लिकेशन में व्यापक रूप से भिन्न होते हैं। अगर लोड को सौर विद्रोह से स्वतंत्र रूप से आपूर्ति की जानी है, तो उत्पन्न बिजली को बैटरी के साथ संग्रहीत और बफर किया जाता है। गैर-पोर्टेबल अनुप्रयोगों में जहां वजन कोई मुद्दा नहीं है, जैसे भवनों में, लीड एसिड बैटरी का उपयोग आमतौर पर उनकी कम लागत और दुर्व्यवहार के लिए सहिष्णुता के लिए किया जाता है।

अत्यधिक चार्जिंग या डिस्चार्जिंग द्वारा बैटरी क्षति से बचने के लिए सिस्टम में चार्ज नियंत्रक को शामिल किया जा सकता है। यह अधिकतम पावर प्वाइंट ट्रैकिंग तकनीक (एमपीपीटी) का उपयोग करके सौर सरणी से उत्पादन को अनुकूलित करने में भी मदद कर सकता है। हालांकि, सरल पीवी सिस्टम में जहां पीवी मॉड्यूल वोल्टेज बैटरी वोल्टेज से मेल खाता है, एमपीपीटी इलेक्ट्रॉनिक्स का उपयोग आम तौर पर अनावश्यक माना जाता है, क्योंकि बैटरी वोल्टेज पीवी मॉड्यूल से अधिकतम बिजली संग्रह प्रदान करने के लिए पर्याप्त स्थिर है। छोटे उपकरणों में (जैसे कैलकुलेटर, पार्किंग मीटर) केवल प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी) का उपभोग होता है। बड़ी प्रणालियों में (जैसे भवन, रिमोट वॉटर पंप) आमतौर पर एसी की आवश्यकता होती है। डीसी को मॉड्यूल या बैटरी से एसी में परिवर्तित करने के लिए, एक इन्वर्टर का उपयोग किया जाता है।

कृषि सेटिंग्स में, सरणी को किसी भी इन्वर्टर की आवश्यकता के बिना सीधे डीसी पंप को पावर करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। पहाड़ी इलाकों, द्वीपों, या अन्य स्थानों जैसे रिमोट सेटिंग्स में जहां एक पावर ग्रिड अनुपलब्ध है, आमतौर पर स्टोरेज बैटरी चार्ज करके सौर सरणी का उपयोग बिजली के एकमात्र स्रोत के रूप में किया जा सकता है।स्टैंड-अलोन सिस्टम निकटता और वितरित पीढ़ी से निकटता से संबंधित हैं।

पिको पीवी सिस्टम
सबसे छोटी, अक्सर पोर्टेबल फोटोवोल्टिक प्रणालियों को पिको सौर पीवी सिस्टम, या पिको सौर कहा जाता है। वे ज्यादातर एक छोटे से पीवी पैनल के साथ एक रिचार्जेबल बैटरी और चार्ज नियंत्रक गठबंधन करते हैं। पैनल की नाममात्र क्षमता केवल कुछ वाट-पीक (1-10 डब्ल्यूपी) है और इसका क्षेत्र वर्ग मीटर के दसवें से भी कम या आकार में एक वर्ग फुट है। विभिन्न अनुप्रयोगों की एक बड़ी श्रृंखला सौर संचालित हो सकती है जैसे संगीत खिलाड़ी, प्रशंसकों, पोर्टेबल लैंप, सुरक्षा रोशनी, सौर प्रकाश किट, सौर लालटेन और सड़क की रोशनी (नीचे देखें), फोन चार्जर, रेडियो, या यहां तक ​​कि छोटी, सात इंच एलसीडी टेलीविजन, जो दस वाट से कम पर चलते हैं। चूंकि पिको हाइड्रो से बिजली उत्पादन के मामले में, पिको पीवी सिस्टम छोटे, ग्रामीण समुदायों में उपयोगी हैं जिनके लिए केवल थोड़ी मात्रा में बिजली की आवश्यकता होती है। चूंकि कई उपकरणों की दक्षता में काफी सुधार हुआ है, विशेष रूप से एलईडी रोशनी और कुशल रिचार्जेबल बैटरी के उपयोग के कारण, पिको सौर एक सस्ती विकल्प बन गया है, खासकर विकासशील दुनिया में। मेट्रिक उपसर्ग पिको- प्रणाली की विद्युत शक्ति की छोटीता को इंगित करने के लिए एक ट्रिलियनवां है।

सौर सड़क रोशनी
सौर स्ट्रीट रोशनी ने प्रकाश स्रोतों को उठाया जो आमतौर पर प्रकाश संरचना पर लगाए गए फोटोवोल्टिक पैनलों द्वारा संचालित होते हैं। इस तरह के ऑफ-ग्रिड पीवी सिस्टम की सौर सरणी एक रिचार्जेबल बैटरी चार्ज करती है, जो रात के दौरान फ्लोरोसेंट या एलईडी दीपक को शक्ति देती है। सौर स्ट्रीट रोशनी स्टैंड-अलोन पावर सिस्टम हैं, और परंपरागत सड़क प्रकाश की तुलना में उनकी उच्च प्रारंभिक लागत के बावजूद, ट्रेंचिंग, लैंडस्केपिंग और रखरखाव लागत, साथ ही इलेक्ट्रिक बिलों पर बचत का लाभ भी है। उन्हें कम से कम एक सप्ताह तक ऑपरेशन सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त रूप से बड़ी बैटरी के साथ डिज़ाइन किया गया है और यहां तक ​​कि सबसे खराब स्थिति में, उन्हें केवल थोड़ा ही मंद होने की उम्मीद है।

दूरसंचार और संकेत
सौर पीवी पावर दूरसंचार अनुप्रयोगों जैसे स्थानीय टेलीफोन एक्सचेंज, रेडियो और टीवी प्रसारण, माइक्रोवेव और इलेक्ट्रॉनिक संचार लिंक के अन्य रूपों के लिए आदर्श रूप से उपयुक्त है। ऐसा इसलिए है क्योंकि, अधिकांश दूरसंचार अनुप्रयोग में, स्टोरेज बैटरी पहले से ही उपयोग में है और विद्युत प्रणाली मूल रूप से डीसी है। पहाड़ी और पहाड़ी इलाके में, रेडियो और टीवी सिग्नल तक पहुंच नहीं सकते क्योंकि वे अवरुद्ध इलाके के कारण अवरुद्ध हो जाते हैं या वापस दिखाई देते हैं। इन स्थानों पर, स्थानीय जनसंख्या के लिए संकेत प्राप्त करने और पुनः प्रेषित करने के लिए कम पावर ट्रांसमीटर स्थापित किए जाते हैं।

सौर वाहन
सौर वाहन, चाहे जमीन, पानी, वायु या अंतरिक्ष वाहन सूर्य से अपने ऑपरेशन के लिए आवश्यक कुछ या सभी ऊर्जा प्राप्त कर सकें। सतह के वाहनों को आमतौर पर उच्च शक्ति के स्तर की आवश्यकता होती है, जो कि व्यावहारिक रूप से आकार के सौर सरणी द्वारा बनाए जा सकते हैं, इसलिए बैटरी पीक पावर मांग को पूरा करने में सहायता करती है, और सौर सरणी इसे रिचार्ज करती है। अंतरिक्ष वाहनों ने ईंधन या प्राथमिक बैटरी के वजन को समाप्त करने, संचालन के वर्षों के लिए सफलतापूर्वक सौर फोटोवोल्टिक सिस्टम का उपयोग किया है।

सौर पंप
सबसे अधिक लागत प्रभावी सौर अनुप्रयोगों में से एक सौर संचालित पंप है, क्योंकि बिजली लाइन चलाने के लिए सौर पैनल खरीदने के लिए यह बहुत सस्ता है। वे अक्सर वायुमंडल या विंडपंप की जगह लेते हुए, बिजली लाइनों की पहुंच से परे पानी की आवश्यकता को पूरा करते हैं। एक आम आवेदन पशुधन पानी के टैंक भरना है, ताकि चराई वाले मवेशी पी सकते हैं। दूसरा रिमोट या स्व-पर्याप्त घरों पर पेयजल भंडारण टैंकों को भरना है।

अंतरिक्ष यान
अंतरिक्ष यान पर सौर पैनल 1 9 58 में वेंगार्ड 1 के लॉन्च के बाद फोटोवोल्टिक्स के पहले अनुप्रयोगों में से एक रहा है, सौर कोशिकाओं का उपयोग करने वाला पहला उपग्रह। स्पुतनिक के विपरीत, ग्रह की कक्षा के लिए पहला कृत्रिम उपग्रह, सौर ऊर्जा की कमी के कारण 21 दिनों के भीतर बैटरी से बाहर चला गया, आंतरिक सौर उपग्रहों में अधिकांश आधुनिक संचार उपग्रह और अंतरिक्ष जांच सौर पैनलों के उपयोग पर भरोसा करती है सूरज की रोशनी से बिजली प्राप्त करें।

लागत और अर्थव्यवस्था
उत्पादन में पैमाने की अर्थव्यवस्थाओं और विनिर्माण में तकनीकी प्रगति के कारण फोटोवोटाइक कोशिकाओं के उत्पादन की लागत घट गई है। बड़े पैमाने पर प्रतिष्ठानों के लिए, 2012 तक 1.00 डॉलर प्रति वाट से कम कीमतें आम थीं। यूरोप में 2006 से 2011 तक 50% की कीमत में कमी आई थी और 2020 तक पीढ़ी की लागत 50% तक कम करने की संभावना है। क्रिस्टल सिलिकॉन सौर कोशिकाओं को काफी हद तक कम महंगे मल्टीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन सौर कोशिकाओं द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है, और पतली फिल्म सिलिकॉन सौर कोशिकाओं को हाल ही में उत्पादन की कम लागत पर विकसित किया गया है। यद्यपि वे एकल क्रिस्टलीय “सिवाफर्स” से ऊर्जा रूपांतरण दक्षता में कम हो जाते हैं, लेकिन तुलनात्मक रूप से कम लागत पर उत्पादन करना भी बहुत आसान होता है।

नीचे दी गई तालिका एक फोटोवोल्टिक प्रणाली द्वारा उत्पन्न बिजली के यूएस सेंट प्रति किलोवाट में कुल लागत दिखाती है। बाईं ओर पंक्ति शीर्षलेख एक फोटोवोल्टिक स्थापना के कुल चोटी किलोवाट (केडब्ल्यूपी) की कुल लागत दिखाते हैं।फोटोवोल्टिक प्रणाली की लागत में गिरावट आई है और उदाहरण के लिए, 2014 के अंत तक, जर्मनी में 1389 अमरीकी डालर / केडब्ल्यूपी तक गिरने की सूचना मिली थी। शीर्ष पर कॉलम शीर्षलेख प्रत्येक स्थापित केडब्ल्यूपी से अपेक्षित केडब्ल्यूएच में वार्षिक ऊर्जा उत्पादन को संदर्भित करता है। यह भौगोलिक क्षेत्र से भिन्न होता है क्योंकि औसत विद्रोह औसत क्लाउडनेस और सूरज की रोशनी से घिरे वातावरण की मोटाई पर निर्भर करता है। यह पैनल और क्षितिज से संबंधित सूर्य के पथ पर भी निर्भर करता है। पैनल आमतौर पर अक्षांश के आधार पर कोण पर घुड़सवार होते हैं, और अक्सर बदलते सौर गिरावट को पूरा करने के लिए उन्हें मौसमी समायोजित किया जाता है। सौर ट्रैकिंग का उपयोग भी अधिक लंबवत सूरज की रोशनी तक पहुंचने के लिए किया जा सकता है, जिससे कुल ऊर्जा उत्पादन बढ़ता जा सके।

तालिका में गणना किए गए मान प्रति किलोवाट प्रति सेंट में कुल लागत को दर्शाते हैं। वे 10% कुल पूंजीगत लागत (उदाहरण के लिए 4% ब्याज दर, 1% परिचालन और रखरखाव लागत, और 20 वर्षों में पूंजीगत व्यय का मूल्यह्रास) मानते हैं। आम तौर पर, फोटोवोल्टिक मॉड्यूल में 25 वर्ष की वारंटी होती है।

पीवी-सिस्टम (यूएस ¢ / केडब्ल्यूएच) द्वारा उत्पन्न किलोवाट घंटे की लागत
संचालन के 20 वर्षों के दौरान सौर विकिरण और स्थापना लागत के आधार पर
स्थापना
में लागत
$ प्रति वाट
प्रतिरक्षा सालाना किलोवाट-घंटे प्रति स्थापित किलोवाट क्षमता (केडब्ल्यूएच / केडब्ल्यूपी • वाई) उत्पन्न
2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800
$ 0.20 0.8 0.9 1.0 1.1 1.3 1.4 1.7 2.0 2.5
$ 0.60 2.5 2.7 3.0 3.3 3.8 4.3 5.0 6.0 7.5
$ 1.00 4.2 4.5 5.0 5.6 6.3 7.1 8.3 10.0 12.5
$ 1.40 5.8 6.4 7.0 7.8 8.8 10.0 11.7 14.0 17.5
$ 1.80 7.5 8.2 9.0 10.0 11.3 12.9 15.0 18.0 22.5
$ 2.20 9.2 10.0 11.0 12.2 13.8 15.7 18.3 22.0 27.5
$ 2.60 10.8 11.8 13.0 14.4 16.3 18.6 21.7 26.0 32.5
$ 3.00 12.5 13.6 15.0 16.7 18.8 21.4 25.0 30.0 37.5
$ 3.40 14.2 15.5 17.0 18.9 21.3 24.3 28.3 34.0 42.5
$ 3.80 15.8 17.3 19.0 21.1 23.8 27.1 31.7 38.0 47.5
$ 4.20 17.5 19.1 21.0 23.3 26.3 30.0 35.0 42.0 52.5
$ 4.60 19.2 20.9 23.0 25.6 28.8 32.9 38.3 46.0 57.5
$ 5.00 20.8 22.7 25.0 27.8 31.3 35.7 41.7 50.0 62.5
अमेरीका जापान जर्मनी छोटी छत प्रणाली लागत और औसत। 2013 में डेटा टेबल पर लागू विद्रोह

टिप्पणियाँ:

  1. 2013 में रूफटॉप सिस्टम के लिए लागत प्रति वाट: जापान $ 4.64, संयुक्त राज्य अमेरिका $ 4.92, और जर्मनी $ 2.05
  2. जापान (1500 केडब्ल्यूएच / एम² / वर्ष), संयुक्त राज्य अमेरिका (5.0 से 5.5 केडब्ल्यूएच / एम² / दिन), और जर्मनी (1000 से 1200 केडब्ल्यूएच / एम² / वर्ष) के लिए औसत विद्रोह के आधार पर प्रति स्थापित वाट-पीक प्रति स्थापित वाटवाट-घंटे, ।
  3. फ्रौनहोफर आईएसई द्वारा 2013 के एक अध्ययन में तालिका (जर्मनी) में दिखाए गए अनुसार 0.22 डॉलर प्रति किलोवाट घंटे के बजाय एक छोटी पीवी प्रणाली के लिए एलसीईई लागत $ 0.16 (€ 0.12) हो गई है।

सिस्टम लागत 2013
“टेक्नोलॉजी रोडमैप: सौर फोटोवोल्टिक एनर्जी” रिपोर्ट के 2014 के संस्करण में, अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी (आईईए) ने 2013 में आठ प्रमुख बाजारों के लिए आवासीय, वाणिज्यिक और उपयोगिता-पैमाने पीवी सिस्टम के लिए यूएस $ प्रति वाट में कीमतें प्रकाशित कीं।

अमरीकी डालर / डब्ल्यू ऑस्ट्रेलिया चीन फ्रांस जर्मनी इटली जापान यूनाइटेड किंगडम संयुक्त राज्य अमेरिका
आवासीय 1.8 1.5 4.1 2.4 2.8 4.2 2.8 4.9
व्यावसायिक 1.7 1.4 2.7 1.8 1.9 3.6 2.4 4.5
उपयोगिता पैमाने पर 2.0 1.4 2.2 1.4 1.5 2.9 1.9 3.3
स्रोत : आईईए – प्रौद्योगिकी रोडमैप: सौर फोटोवोल्टिक ऊर्जा रिपोर्ट

फोटोवोल्टिक सिस्टम बिजली की लेवलिज्ड कॉस्ट (एलसीईई) के मामले में एक सीखने की अवस्था का प्रदर्शन करते हैं, जिससे क्षमता के प्रत्येक दोगुनी के लिए 32.6% की लागत प्रति किलोवाट कम हो जाती है। 2010 से 2017 तक अंतर्राष्ट्रीय अक्षय ऊर्जा एजेंसी (आईआरईएनए) से एलसीईई और संचयी स्थापित क्षमता के डेटा से, फोटोवोल्टिक सिस्टम के लिए सीखने वक्र समीकरण के रूप में दिया जाता है

एलसीईई: बिजली की स्तरीय लागत (यूएसडी / केडब्ल्यूएच में)
क्षमता: फोटोवोल्टिक सिस्टम की संचयी स्थापित क्षमता (मेगावाट में)

विनियमन
मानकीकरण
फोटोवोल्टिक सिस्टम का बढ़ता उपयोग और मौजूदा संरचनाओं और आपूर्ति और वितरण की तकनीकों में फोटोवोल्टिक शक्ति का एकीकरण सामान्य मानकों और फोटोवोल्टिक घटकों और प्रणालियों के लिए परिभाषाओं का मूल्य बढ़ाता है।मानक अंतर्राष्ट्रीय इलेक्ट्रोटेक्निकल कमीशन (आईईसी) में संकलित किए जाते हैं और कोशिकाओं, मॉड्यूल, सिमुलेशन प्रोग्राम, प्लग कनेक्टर और केबल्स, माउंटिंग सिस्टम, इनवर्टर की समग्र दक्षता आदि की दक्षता, स्थायित्व और सुरक्षा पर लागू होते हैं।

योजना और परमिट
जबकि राष्ट्रीय इलेक्ट्रिक कोड का आलेख 6 9 0 फोटोवोल्टिक सिस्टम की स्थापना के लिए सामान्य दिशानिर्देश प्रदान करता है, इन दिशानिर्देशों को स्थानीय कानूनों और विनियमों द्वारा हटाया जा सकता है। काम शुरू होने से पहले प्रायः योजना सबमिशन और संरचनात्मक गणना की आवश्यकता होती है। इसके अतिरिक्त, कई स्थानीय लोगों को लाइसेंस प्राप्त इलेक्ट्रीशियन के मार्गदर्शन में काम करने की आवश्यकता होती है। किसी भी लागू कानून या विनियमों के अनुपालन को सुनिश्चित करने के लिए स्थानीय शहर / काउंटी एएचजे (प्राधिकरण के पास अधिकार क्षेत्र) के साथ जांच करें।

संयुक्त राज्य अमेरिका में प्राधिकरण के अधिकार क्षेत्र (एएचजे) कानूनी रूप से शुरू होने से पहले डिज़ाइन और जारी परमिट की समीक्षा करेंगे। विद्युत स्थापना प्रथाओं को राष्ट्रीय विद्युत संहिता (एनईसी) के भीतर निर्धारित मानकों का पालन करना होगा और बिल्डिंग कोड, विद्युत कोड और अग्नि सुरक्षा कोड के अनुपालन को सुनिश्चित करने के लिए एएचजे द्वारा निरीक्षण किया जाना चाहिए। क्षेत्राधिकारों के लिए आवश्यक है कि कम से कम राष्ट्रीय स्तर पर मान्यता प्राप्त परीक्षण प्रयोगशालाओं (एनआरटीएल) द्वारा उपकरणों का परीक्षण, प्रमाणित, सूचीबद्ध और लेबल किया गया हो। जटिल स्थापना प्रक्रिया के बावजूद, सौर ठेकेदारों की एक हालिया सूची से पता चलता है कि 2000 से अधिकांश स्थापना कंपनियों की स्थापना की गई थी।

राष्ट्रीय नियम

यूनाइटेड किंगडम
यूके में, पीवी प्रतिष्ठानों को आम तौर पर अनुमत विकास माना जाता है और योजना की अनुमति की आवश्यकता नहीं होती है। यदि संपत्ति सूचीबद्ध है या निर्दिष्ट क्षेत्र में (राष्ट्रीय उद्यान, उत्कृष्ट प्राकृतिक सौंदर्य क्षेत्र, विशेष वैज्ञानिक रुचि या नॉरफ़ॉक ब्रॉड की साइट) तो योजना की अनुमति आवश्यक है।

संयुक्त राज्य अमेरिका
अमेरिका में, कई इलाकों को फोटोवोल्टिक प्रणाली स्थापित करने के लिए परमिट की आवश्यकता होती है। एक ग्रिड-बंधे सिस्टम को सामान्य रूप से सिस्टम के बीच कनेक्शन और इमारत के ग्रिड से जुड़े तारों के बीच कनेक्शन बनाने के लिए एक लाइसेंस प्राप्त इलेक्ट्रीशियन की आवश्यकता होती है। इन योग्यताओं को पूरा करने वाले इंस्टॉलर लगभग हर राज्य में स्थित हैं। कैलिफोर्निया राज्य घर के मालिकों के संगठनों को सौर उपकरणों को प्रतिबंधित करने से रोकता है।

स्पेन
यद्यपि स्पेन फोटोवोल्टिक और अन्य नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के माध्यम से अपनी बिजली का लगभग 40% उत्पन्न करता है, और ह्यूल्वा और सेविले जैसे शहर प्रति वर्ष लगभग 3,000 घंटे धूप का दावा करते हैं, स्पेन ने निवेश द्वारा किए गए ऋण के लिए एक सौर कर जारी किया है स्पेनिश सरकार जो लोग ग्रिड से कनेक्ट नहीं होते हैं वे 30 मिलियन यूरो ($ 40 मिलियन अमरीकी डालर) के जुर्माना का सामना कर सकते हैं।

सीमाएं

पीवी उत्पादन में प्रदूषण और ऊर्जा
पीवी स्वच्छ, उत्सर्जन मुक्त बिजली पैदा करने का एक प्रसिद्ध तरीका रहा है। पीवी सिस्टम अक्सर पीवी मॉड्यूल और इन्वर्टर (डीसी से एसी बदलते हैं) से बने होते हैं। पीवी मॉड्यूल मुख्य रूप से पीवी कोशिकाओं से बने होते हैं, जिनमें कंप्यूटर चिप्स बनाने के लिए सामग्री में कोई मौलिक अंतर नहीं होता है। पीवी कोशिकाओं (कंप्यूटर चिप्स) के उत्पादन की प्रक्रिया ऊर्जा गहन है और इसमें अत्यधिक जहरीले और पर्यावरणीय जहरीले रसायनों शामिल हैं। पीवी से उत्पादित ऊर्जा के साथ पीवी मॉड्यूल का उत्पादन करने वाले दुनिया भर में कुछ पीवी विनिर्माण संयंत्र हैं। यह माप विनिर्माण प्रक्रिया के दौरान कार्बन पदचिह्न को बहुत कम करता है। विनिर्माण प्रक्रिया में इस्तेमाल किए गए रसायनों का प्रबंधन कारखानों के स्थानीय कानूनों और विनियमों के अधीन है।

बिजली नेटवर्क पर प्रभाव
रूफटॉप फोटोवोल्टिक सिस्टम के बढ़ते स्तर के साथ, ऊर्जा प्रवाह 2-तरफा बन जाता है। जब उपभोग की तुलना में अधिक स्थानीय पीढ़ी होती है, तो ग्रिड को बिजली निर्यात की जाती है। हालांकि, बिजली नेटवर्क पारंपरिक रूप से 2-तरफा ऊर्जा हस्तांतरण से निपटने के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है। इसलिए, कुछ तकनीकी समस्याएं हो सकती हैं।उदाहरण के लिए, क्वींसलैंड ऑस्ट्रेलिया में, 2017 के अंत तक रूफटॉप पीवी के साथ 30% से अधिक घर हैं। प्रसिद्ध कैलिफोर्निया 2020 बतख वक्र 2015 के बाद से कई समुदायों के लिए अक्सर दिखाई देता है। एक इन-वोल्टेज मुद्दा निकल सकता है क्योंकि इन पीवी परिवारों से बिजली वापस नेटवर्क में बहती है। वोल्टेज इश्यू को प्रबंधित करने के लिए समाधान हैं, जैसे बिजली वितरक स्तर पर पीवी इन्वर्टर पावर फैक्टर, नए वोल्टेज और ऊर्जा नियंत्रण उपकरण को विनियमित करना, बिजली के तारों की पुन: कंडक्टर, मांग पक्ष प्रबंधन आदि। अक्सर सीमाएं और लागत संबंधित होती है ये समाधान

बिजली बिल प्रबंधन और ऊर्जा निवेश पर प्रभाव
बिजली या ऊर्जा की मांग और बिल प्रबंधन में कोई रजत बुलेट नहीं है, क्योंकि ग्राहकों (साइटों) में अलग-अलग विशिष्ट स्थितियां होती हैं, जैसे अलग-अलग आराम / सुविधा की ज़रूरतें, विभिन्न बिजली शुल्क, या विभिन्न उपयोग पैटर्न। विद्युत शुल्क में कुछ तत्व हो सकते हैं, जैसे दैनिक पहुंच और मीटरींग चार्ज, ऊर्जा शुल्क (केडब्ल्यूएच, एमडब्ल्यूएच पर आधारित) या पीक मांग शुल्क (उदाहरण के लिए एक महीने में अधिकतम 30min ऊर्जा खपत के लिए मूल्य)। पीवी ऊर्जा शुल्क को कम करने के लिए एक आशाजनक विकल्प है जब बिजली की कीमत काफी अधिक है और ऑस्ट्रेलिया और जर्मनी जैसे लगातार बढ़ रही है। हालांकि, शीर्ष मांग शुल्क वाले साइटों के लिए, पीवी कम आकर्षक हो सकता है यदि पीक की मांग ज्यादातर देर शाम को शाम की शाम तक होती है, उदाहरण के लिए आवासीय समुदायों। कुल मिलाकर, ऊर्जा निवेश काफी हद तक एक आर्थिक निर्णय है और परिचालन सुधार, ऊर्जा दक्षता, ऑनसाइट पीढ़ी और ऊर्जा भंडारण में विकल्पों के व्यवस्थित मूल्यांकन के आधार पर निवेश निर्णय लेना बेहतर है।