फोटोवोल्टिक सौर पैनल बिजली उत्पन्न करने के लिए ऊर्जा के स्रोत के रूप में सूरज की रोशनी को अवशोषित करते हैं। एक फोटोवोल्टिक (पीवी) मॉड्यूल आम तौर पर 6×10 फोटोवोल्टिक सौर कोशिकाओं की एक पैक, कनेक्टेड असेंबली है। फोटोवोल्टिक मॉड्यूल एक फोटोवोल्टिक प्रणाली की फोटोवोल्टिक सरणी का गठन करते हैं जो वाणिज्यिक और आवासीय अनुप्रयोगों में सौर बिजली उत्पन्न करता है और आपूर्ति करता है।

प्रत्येक मॉड्यूल को मानक परीक्षण स्थितियों (एसटीसी) के तहत अपनी डीसी आउटपुट पावर द्वारा रेट किया जाता है, और आमतौर पर 100 से 365 वाट (डब्ल्यू) तक होता है। मॉड्यूल की दक्षता एक ही रेटेड आउटपुट वाले मॉड्यूल के क्षेत्र को निर्धारित करती है – एक 8% कुशल 230 डब्ल्यू मॉड्यूल 16% कुशल 230 डब्ल्यू मॉड्यूल के क्षेत्र में दोगुना होगा। कुछ व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सौर मॉड्यूल हैं जो 24% की दक्षता से अधिक हैं

एक एकल सौर मॉड्यूल केवल सीमित मात्रा में बिजली का उत्पादन कर सकता है; अधिकांश प्रतिष्ठानों में एकाधिक मॉड्यूल होते हैं। एक फोटोवोल्टिक प्रणाली में आमतौर पर फोटोवोल्टिक मॉड्यूल, एक इन्वर्टर, स्टोरेज के लिए बैटरी पैक, इंटरकनेक्शन वायरिंग, और वैकल्पिक रूप से एक सौर ट्रैकिंग तंत्र शामिल है।

कृषि के बाहर सौर ऊर्जा संग्रह का सबसे आम अनुप्रयोग सौर जल तापक प्रणाली है।

सौर विद्युत शक्ति की कीमत में गिरावट जारी है ताकि कई देशों में यह 2012 से बिजली ग्रिड से सामान्य जीवाश्म ईंधन बिजली से सस्ता हो गया है, जो कि ग्रिड समता के रूप में जाना जाता है।

सिद्धांत और निर्माण
फोटोवोल्टिक मॉड्यूल फोटोवोल्टिक प्रभाव के माध्यम से बिजली उत्पन्न करने के लिए सूर्य से प्रकाश ऊर्जा (फोटॉन) का उपयोग करते हैं। अधिकांश मॉड्यूल वेफर-आधारित क्रिस्टलीय सिलिकॉन कोशिकाओं या पतली फिल्म कोशिकाओं का उपयोग करते हैं। मॉड्यूल के स्ट्रक्चरल (लोड ले जाने) सदस्य या तो शीर्ष परत या बैक लेयर हो सकते हैं। कोशिकाओं को यांत्रिक क्षति और नमी से भी संरक्षित किया जाना चाहिए। अधिकांश मॉड्यूल कठोर होते हैं, लेकिन पतली फिल्म कोशिकाओं के आधार पर अर्ध-लचीला भी उपलब्ध होते हैं। कोशिकाओं को एक दूसरे से श्रृंखला में विद्युत रूप से जोड़ा जाना चाहिए।

एक पीवी जंक्शन बॉक्स सौर पैनल के पीछे से जुड़ा हुआ है और यह इसका आउटपुट इंटरफ़ेस है। वैकल्पिक रूप से, अधिकांश फोटोवोल्टिक मॉड्यूल एमसी 4 कनेक्टर प्रकार का उपयोग करते हैं ताकि सिस्टम के बाकी हिस्सों में आसान मौसमरोधी कनेक्शन की सुविधा मिल सके। इसके अलावा, यूएसबी पावर इंटरफेस का इस्तेमाल किया जा सकता है।

वांछित वर्तमान क्षमता (एम्पीरेस) प्रदान करने के लिए वांछित आउटपुट वोल्टेज प्राप्त करने के लिए या समानांतर में मॉड्यूल विद्युत कनेक्शन श्रृंखला में बनाए जाते हैं। मॉड्यूल से चालू होने वाले संचालन तारों में चांदी, तांबा या अन्य गैर-चुंबकीय प्रवाहकीय संक्रमण धातु हो सकती है। बाईपास डायोड को आंशिक मॉड्यूल छायांकन के मामले में, बाहरी रूप से शामिल या इस्तेमाल किया जा सकता है, मॉड्यूल खंडों के आउटपुट को अधिकतम करने के लिए अभी भी रोशनी हो सकती है।

कुछ विशेष सौर पीवी मॉड्यूल में सांद्रता शामिल होती है जिसमें प्रकाश छोटे कोशिकाओं पर लेंस या दर्पण द्वारा केंद्रित होता है। यह एक लागत प्रभावी तरीके से एक उच्च लागत प्रति यूनिट क्षेत्र (जैसे गैलियम आर्सेनाइड) वाले कोशिकाओं के उपयोग को सक्षम बनाता है।

सौर पैनल पैनल संरचना का बेहतर समर्थन करने के लिए रैकिंग घटकों, ब्रैकेट्स, परावर्तक आकार और गड्ढे से युक्त धातु फ्रेम का भी उपयोग करते हैं।

इतिहास
183 9 में, हल्की एक्सपोजर से विद्युत प्रभार बनाने के लिए कुछ सामग्रियों की क्षमता पहले अलेक्जेंड्रे-एडमंड बेकेलेल द्वारा देखी गई थी। इस अवलोकन को 1873 तक फिर से दोहराया नहीं गया था, जब विलौघी स्मिथ ने पाया कि चार्ज सेलेनियम पर प्रकाश डालने के कारण चार्ज हो सकता है। इस खोज के बाद, विलियम ग्रिल्स एडम्स और रिचर्ड इवांस डे ने 1876 में “द एक्शन ऑफ लाइट ऑन सेलेनियम” प्रकाशित किया, जिसमें उन्होंने स्मिथ के परिणामों को दोहराने के लिए प्रयोग किए जाने वाले प्रयोग का वर्णन किया। 1881 में, चार्ल्स फ्रिट्स ने पहला वाणिज्यिक सौर पैनल बनाया, जिसे फ्रिट्स द्वारा “सूर्य के प्रकाश के संपर्क में न केवल” निरंतर, निरंतर और काफी बल के रूप में रिपोर्ट किया गया था, बल्कि मंद, प्रसारित डेलाइट भी। ” हालांकि, ये सौर पैनल बहुत अक्षम थे, खासतौर पर कोयले से निकाले गए बिजली संयंत्रों की तुलना में। 1 9 3 9 में, रसेल ओहल ने सौर सेल डिज़ाइन बनाया जो कई आधुनिक सौर पैनलों में उपयोग किया जाता है। उन्होंने 1 9 41 में अपने डिजाइन का पेटेंट किया। 1 9 54 में, इस डिजाइन का पहली बार बेल लैब्स द्वारा पहली व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य सिलिकॉन सौर सेल बनाने के लिए उपयोग किया गया था।

क्षमता
निर्माण के आधार पर, फोटोवोल्टिक मॉड्यूल प्रकाश की आवृत्तियों की एक श्रृंखला से बिजली का उत्पादन कर सकते हैं, लेकिन आमतौर पर पूरे सौर रेंज (विशेष रूप से, पराबैंगनी, अवरक्त और कम या फैलती हुई रोशनी) को कवर नहीं कर सकते हैं। इसलिए, सूर्य की मॉड्यूल द्वारा सूर्य की रोशनी ऊर्जा की अधिकांश घटना बर्बाद हो जाती है, और यदि मोनोक्रोमैटिक प्रकाश के साथ रोशनी हो तो वे बहुत अधिक क्षमताएं दे सकते हैं। इसलिए, एक और डिजाइन अवधारणा प्रकाश को छः से आठ विभिन्न तरंगदैर्ध्य श्रेणियों में विभाजित करना है जो प्रकाश के एक अलग रंग का उत्पादन करेगी, और उन श्रेणियों के लिए अलग-अलग कोशिकाओं पर बीम को निर्देशित करेगी। यह 50% तक दक्षता बढ़ाने में सक्षम होने का अनुमान लगाया गया है।

बोइंग के सहायक कंपनी स्पेक्ट्रोलाब के वैज्ञानिकों ने सौर फोटोवोल्टिक कोशिकाओं के लिए एक नया विश्व रिकॉर्ड 40% से अधिक की दक्षता वाले बहु-जंक्शन सौर कोशिकाओं के विकास की सूचना दी है। स्पेक्ट्रोलाब वैज्ञानिकों का यह भी अनुमान है कि सांद्रता सौर कोशिकाएं भविष्य में 45% से अधिक या यहां तक ​​कि 50% की क्षमता हासिल कर सकती हैं, सैद्धांतिक क्षमता तीन से अधिक जंक्शनों वाले कोशिकाओं में लगभग 58% है।

वर्तमान में, सर्वोत्तम वाणिज्यिक सूरज की रोशनी रूपांतरण दर (सौर मॉड्यूल दक्षता) नए वाणिज्यिक उत्पादों में लगभग 21.5% है जो आम तौर पर अलगाव में उनकी कोशिकाओं की क्षमता से कम है। सबसे कुशल द्रव्यमान उत्पादित सौर मॉड्यूल [विवादित – चर्चा] में 175 डब्ल्यू / एम 2 (16.22 डब्लू / एफटी 2) तक की शक्ति घनत्व मान हैं।

लंदन ब्लॉक इंपीरियल कॉलेज द्वारा किए गए शोध से पता चला है कि लेगो ब्लॉक पर छत के समान एल्यूमीनियम नैनोकिलाइंडर्स के साथ प्रकाश प्राप्त करने वाली अर्धचालक सतह का अध्ययन करके सौर पैनल की दक्षता में सुधार किया जा सकता है। बिखरी हुई रोशनी अर्धचालक में एक लंबे रास्ते के साथ यात्रा करती है जिसका अर्थ है कि अधिक फोटॉन अवशोषित और वर्तमान में परिवर्तित हो सकते हैं। यद्यपि इन नैनोकिलाइंडरों का पहले इस्तेमाल किया गया था (एल्यूमीनियम सोने और चांदी से पहले था), प्रकाश अवरोधन निकट अवरक्त क्षेत्र में हुआ और दृश्य प्रकाश दृढ़ता से अवशोषित हो गया था। एल्यूमीनियम स्पेक्ट्रम के पराबैंगनी हिस्से को अवशोषित कर पाया गया था, जबकि स्पेक्ट्रम के दृश्यमान और निकट अवरक्त हिस्सों को एल्यूमीनियम की सतह से बिखरा हुआ पाया गया था। शोध में तर्क दिया गया है कि लागत में काफी कमी आ सकती है और दक्षता में सुधार हो सकता है क्योंकि एल्यूमीनियम अधिक प्रचुर मात्रा में और सोने और चांदी की तुलना में कम महंगा है। शोध में यह भी ध्यान दिया गया है कि वर्तमान में वृद्धि पतली फिल्म सौर पैनलों को तकनीकी रूप से व्यवहार्य बनाता है “बिजली रूपांतरण क्षमता समझौता किए बिना, इस प्रकार भौतिक खपत को कम करता है”।

सौर पैनल की क्षमताओं की गणना सौर पैनलों के एमपीपी (अधिकतम पावर प्वाइंट) मूल्य द्वारा की जा सकती है
सोलर इनवर्टर डीसी पावर को एमपीपीटी प्रक्रिया करके डीसी पावर में एसी पावर में परिवर्तित करते हैं: सौर इन्वर्टर सौर सेल से उत्पादन पावर (चतुर्थ वक्र) का नमूना देता है और अधिकतम शक्ति प्राप्त करने के लिए सौर कोशिकाओं को उचित प्रतिरोध (भार) लागू करता है।
सौर पैनल के एमपीपी (अधिकतम पावर प्वाइंट) में एमपीपी वोल्टेज (वी एमपीपी) और एमपीपी वर्तमान (आई एमपीपी) शामिल है: यह सौर पैनल की क्षमता है और उच्च मूल्य उच्च एमपीपी बना सकता है।
सूक्ष्म-उलटा सौर पैनल समानांतर में वायर्ड होते हैं, जो सामान्य पैनलों से अधिक उत्पादन उत्पन्न करते हैं जो सबसे कम प्रदर्शन पैनल द्वारा निर्धारित श्रृंखला के आउटपुट के साथ श्रृंखला में वायर्ड होते हैं (इसे “क्रिसमस लाइट इफेक्ट” के रूप में जाना जाता है)। सूक्ष्म-इनवर्टर स्वतंत्र रूप से काम करते हैं ताकि प्रत्येक पैनल उपलब्ध सूर्यप्रकाश के बाद अपने अधिकतम संभावित आउटपुट में योगदान दे।

प्रौद्योगिकी
अधिकांश सौर मॉड्यूल वर्तमान में मल्टीक्रिस्टलाइन और मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन से बने क्रिस्टलीय सिलिकॉन (सी-सी) सौर कोशिकाओं से उत्पादित होते हैं। 2013 में, क्रिस्टलीय सिलिकॉन ने विश्वव्यापी पीवी उत्पादन के 90 प्रतिशत से अधिक के लिए जिम्मेदार ठहराया, जबकि शेष बाजार का उपयोग कैडमियम टेल्यराइड, सीआईजीएस और असफ़ल सिलिकॉन का उपयोग करके पतली फिल्म प्रौद्योगिकियों से बना है।

उभरती हुई, तीसरी पीढ़ी की सौर प्रौद्योगिकियां उन्नत पतली फिल्म कोशिकाओं का उपयोग करती हैं। वे अन्य सौर प्रौद्योगिकियों की तुलना में कम लागत के लिए अपेक्षाकृत उच्च दक्षता रूपांतरण उत्पन्न करते हैं। इसके अलावा, अंतरिक्ष यान पर सौर पैनलों में उच्च लागत, उच्च दक्षता, और क्लोज-पैक आयताकार बहु-जंक्शन (एमजे) कोशिकाओं का अधिमानतः उपयोग किया जाता है, क्योंकि वे अंतरिक्ष में प्रति किलो उत्पन्न बिजली के उच्चतम अनुपात की पेशकश करते हैं। एमजे-कोशिकाएं यौगिक अर्धचालक होते हैं और गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) और अन्य अर्धचालक पदार्थों से बने होते हैं। एमजे-सेल्स का उपयोग कर एक अन्य उभरती हुई पीवी तकनीक सांद्रता फोटोवोल्टिक्स (सीपीवी) है।

पतली फिल्म
कठोर पतली फिल्म मॉड्यूल में, सेल और मॉड्यूल एक ही उत्पादन लाइन में निर्मित होते हैं। कोशिका एक ग्लास सब्सट्रेट या सुपरस्ट्रेट पर बनाई जाती है, और विद्युत कनेक्शन सीटू, एक तथाकथित “मोनोलिथिक एकीकरण” में बनाए जाते हैं। सब्सट्रेट या सुपरस्ट्रेट को एक फ्रंट या बैक शीट में आमतौर पर ग्लास की एक और चादर के लिए एक encapsulant के साथ टुकड़े टुकड़े कर दिया जाता है। इस श्रेणी में मुख्य सेल प्रौद्योगिकियां सीडीटी, या ए-सी, या ए-सी + uc-Si tandem, या सीआईजीएस (या संस्करण) हैं। असंगत सिलिकॉन में 6-12% की सूरज की रोशनी रूपांतरण दर है

फ्लेक्सिबल पतली फिल्म कोशिकाओं और मॉड्यूल एक ही उत्पादन लाइन पर एक लचीली सब्सट्रेट पर फोटोएक्टिव परत और अन्य आवश्यक परतों को जमा करके बनाए जाते हैं। यदि सब्सट्रेट एक इन्सुलेटर (उदाहरण के लिए पॉलिएस्टर या पॉलीमाइड फिल्म) है तो मोनोलिथिक एकीकरण का उपयोग किया जा सकता है। यदि यह एक कंडक्टर है तो विद्युत कनेक्शन के लिए एक और तकनीक का उपयोग किया जाना चाहिए। कोशिकाओं को सामने की तरफ (आमतौर पर ईटीएफई या एफईपी) पर एक पारदर्शी रंगहीन फ्लोरोपोलिमर और अन्य तरफ अंतिम सब्सट्रेट के लिए बंधन के लिए उपयुक्त बहुलक के लिए टुकड़े करके मॉड्यूल में इकट्ठा किया जाता है।

स्मार्ट सौर मॉड्यूल
कई कंपनियों ने पीवी मॉड्यूल में इलेक्ट्रॉनिक्स एम्बेड करना शुरू कर दिया है। यह प्रत्येक मॉड्यूल के लिए व्यक्तिगत रूप से अधिकतम पावर प्वाइंट ट्रैकिंग (एमपीपीटी) करने और मॉड्यूल स्तर पर निगरानी और गलती का पता लगाने के लिए प्रदर्शन डेटा के माप को सक्षम बनाता है। इनमें से कुछ समाधान सौर फोटोवोल्टिक सिस्टम से बिजली की फसल को अधिकतम करने के लिए विकसित डीसी-टू-डीसी कनवर्टर प्रौद्योगिकी, पावर ऑप्टिमाइज़र का उपयोग करते हैं। लगभग 2010 तक, ऐसे इलेक्ट्रॉनिक्स छायांकन प्रभावों की भी क्षतिपूर्ति कर सकते हैं, जिसमें मॉड्यूल के एक सेक्शन में गिरने वाली छाया मॉड्यूल में कोशिकाओं के एक या अधिक तारों के विद्युत उत्पादन को शून्य तक गिरने का कारण बनती है, लेकिन इसका उत्पादन नहीं होता है पूरा मॉड्यूल शून्य पर गिर जाता है।

प्रदर्शन और गिरावट
मॉड्यूल प्रदर्शन आम तौर पर मानक परीक्षण शर्तों (एसटीसी) के तहत मूल्यांकन किया जाता है: 1000 डब्लू / एम 2, एएम 1.5 के सौर स्पेक्ट्रम और मॉड्यूल तापमान 25 डिग्री सेल्सियस पर विकिरण।

विद्युत विशेषताओं में नाममात्र शक्ति (पीएमएक्स, डब्ल्यू में मापा जाता है), ओपन सर्किट वोल्टेज (वीओसी), शॉर्ट सर्किट वर्तमान (आईएससी, एम्पेरेस में मापा जाता है), अधिकतम पावर वोल्टेज (वीएमपीपी), अधिकतम पावर वर्तमान (आईएमपीपी), पीक पावर, (वाट -पीक, डब्ल्यूपी), और मॉड्यूल दक्षता (%)।

नाममात्र वोल्टेज बैटरी के वोल्टेज को संदर्भित करता है कि मॉड्यूल चार्ज करने के लिए सबसे उपयुक्त है; यह उन दिनों से एक बचे हुए शब्द है जब सौर मॉड्यूल का उपयोग केवल बैटरी चार्ज करने के लिए किया जाता था। मॉड्यूल का वास्तविक वोल्टेज आउटपुट प्रकाश, तापमान और लोड की स्थिति में परिवर्तन के रूप में बदलता है, इसलिए मॉड्यूल संचालित होने पर कभी भी एक विशिष्ट वोल्टेज नहीं होता है। नाममात्र वोल्टेज उपयोगकर्ताओं को एक नज़र में, यह सुनिश्चित करने के लिए अनुमति देता है कि मॉड्यूल किसी दिए गए सिस्टम के साथ संगत है।

ओपन सर्किट वोल्टेज या वीओसी अधिकतम वोल्टेज है जो मॉड्यूल उत्पन्न कर सकता है जब विद्युत सर्किट या सिस्टम से कनेक्ट नहीं होता है। वीओसी को सीधे एक प्रबुद्ध मॉड्यूल के टर्मिनल पर या डिस्कनेक्ट किए गए केबल पर वोल्टमीटर के साथ मापा जा सकता है।

पीक पावर रेटिंग, डब्ल्यूपी, मानक परीक्षण शर्तों के तहत अधिकतम आउटपुट है (अधिकतम संभव आउटपुट नहीं)। विशिष्ट मॉड्यूल, जो लगभग 6 मीटर 2 मीटर या 3 फीट 3 को × 6 फीट 7 में माप सकते हैं, को उनकी दक्षता के आधार पर 350 डब्ल्यू के रूप में कम से कम 75 डब्ल्यू के रूप में रेट किया जाएगा। परीक्षण के समय, परीक्षण मॉड्यूल उनके परीक्षण परिणामों के अनुसार पिन किए जाते हैं, और एक ठेठ निर्माता 5 डब्ल्यू वेतन वृद्धि में अपने मॉड्यूल को रेट कर सकता है, या तो उन्हें +/- 3%, +/- 5%, + 3 / -0% या + 5 / -0%।
बारिश, गारा, भारी बर्फ भार, और गर्मी के चक्र और ठंड के चक्रों को नुकसान पहुंचाने के लिए सौर मॉड्यूल की क्षमता निर्माता द्वारा भिन्न होती है, हालांकि अमेरिकी बाजार पर अधिकांश सौर पैनलों को सूचीबद्ध किया गया है, जिसका अर्थ है कि वे जय होकर सामना करने के लिए परीक्षण कर चुके हैं। कई क्रिस्टलीय सिलिकॉन मॉड्यूल निर्माता सीमित वारंटी प्रदान करते हैं जो रेटेड पावर आउटपुट के 90% और 80% पर 80% पर विद्युत उत्पादन की गारंटी देता है।

संभावित प्रेरित गिरावट (जिसे पीआईडी ​​भी कहा जाता है) क्रिस्टलीय फोटोवोल्टिक मॉड्यूल में संभावित प्रेरित प्रदर्शन गिरावट है, तथाकथित भटक धाराओं के कारण होता है। इस प्रभाव से 30% तक बिजली का नुकसान हो सकता है।

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फोटोवोल्टिक प्रौद्योगिकी के लिए सबसे बड़ी चुनौती को बिजली उत्पादन के प्रति वाट की खरीद मूल्य कहा जाता है, नई सामग्री और विनिर्माण तकनीक बिजली प्रदर्शन के मूल्य में सुधार जारी रखती है। समस्या भारी सक्रियण ऊर्जा में रहती है जिसे एक फोटॉन के लिए कटाई के उद्देश्यों के लिए इलेक्ट्रॉन को उत्तेजित करने के लिए दूर किया जाना चाहिए। फोटोवोल्टिक प्रौद्योगिकियों में प्रगति ने सक्रियण ऊर्जा को कम करने के लिए सिलिकॉन सब्सट्रेट को “डोपिंग” की प्रक्रिया के बारे में बताया है जिससे पैनल को पुनः प्राप्त करने योग्य इलेक्ट्रॉनों में परिवर्तित करने में पैनल को और अधिक कुशल बना दिया गया है।

बोरॉन (पी-प्रकार) जैसे रसायनों को अर्धचालक क्रिस्टल में दाता और स्वीकार्य ऊर्जा के स्तर को वैलेंस और कंडक्टर बैंड के काफी करीब बनाने के लिए लागू किया जाता है। ऐसा करने में, बोरॉन अशुद्धता के अतिरिक्त सक्रियण ऊर्जा को 1.12 ईवी से 0.05 ईवी तक 20 गुना कम करने की अनुमति मिलती है। चूंकि संभावित अंतर (ईबी) बहुत कम है, इसलिए बोरॉन कमरे के तापमान पर थर्मल से आयनीकृत करने में सक्षम है। यह चालन और वैलेंस बैंड में मुफ्त ऊर्जा वाहकों की अनुमति देता है जिससे फोटॉनों को इलेक्ट्रॉनों में अधिक रूपांतरण की इजाजत मिलती है।

रखरखाव
सौर पैनल रूपांतरण दक्षता, आमतौर पर 20% रेंज में, धूल, ग्राम, पराग, और अन्य कणों द्वारा कम किया जाता है जो सौर पैनल पर जमा होते हैं। ह्यूस्टन विश्वविद्यालय में भौतिकी के सहयोगी प्रोफेसर सीमस कुरान और नैनोइनेर्जी संस्थान के निदेशक सीमस कुरान कहते हैं, “एक गंदे सौर पैनल अपनी धूल क्षमताओं को उच्च धूल / पराग या रेगिस्तानी क्षेत्रों में 30% तक कम कर सकता है।” नैनोस्ट्रक्चर के डिजाइन, इंजीनियरिंग और असेंबली।

सौर पैनलों को साफ करने के लिए भुगतान करना अक्सर एक अच्छा निवेश नहीं होता है; शोधकर्ताओं ने कैलिफ़ोर्निया में ग्रीष्मकालीन सूखे के दौरान 145 दिनों के लिए पैनलों को साफ या बारिश नहीं की थी, उनकी दक्षता का केवल 7.4% ही खो गया था। कुल मिलाकर, 5 किलोवाट की एक ठेठ आवासीय सौर प्रणाली के लिए, गर्मियों के माध्यम से आधे रास्ते धोने वाले पैनलों में गर्मी के सूखे समाप्त होने तक बिजली उत्पादन में केवल 20 डॉलर का लाभ होगा-लगभग 2½ महीने में। बड़े वाणिज्यिक रूफटॉप सिस्टम के लिए, वित्तीय नुकसान बड़े होते हैं लेकिन पैनलों को धोने की लागत की गारंटी देने के लिए अभी भी शायद ही कभी पर्याप्त है। औसतन, प्रतिदिन अपनी समग्र दक्षता के 0.05% से कम पैनल खो गए।

पुनर्चक्रण
सौर मॉड्यूल के अधिकांश हिस्सों को कुछ अर्धचालक पदार्थों या ग्लास के साथ-साथ लौह और गैर-लौह धातुओं की बड़ी मात्रा सहित 95% तक पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है। कुछ निजी कंपनियां और गैर-लाभकारी संगठन वर्तमान में जीवनभर के मॉड्यूल के लिए टेक-बैक और रीसाइक्लिंग परिचालन में लगे हुए हैं।

रीसाइक्लिंग संभावनाएं मॉड्यूल में उपयोग की जाने वाली तकनीक की तरह निर्भर करती हैं:

सिलिकॉन आधारित मॉड्यूल: प्रक्रिया की शुरुआत में एल्यूमीनियम फ्रेम और जंक्शन बॉक्स मैन्युअल रूप से नष्ट हो जाते हैं। मॉड्यूल को एक मिल में कुचल दिया जाता है और अलग-अलग अंश अलग होते हैं – ग्लास, प्लास्टिक और धातुएं। आने वाले वजन का 80% से अधिक पुनर्प्राप्त करना संभव है। यह प्रक्रिया फ्लैट ग्लास रीसाइक्लिंग द्वारा की जा सकती है क्योंकि पीवी मॉड्यूल की रूपरेखा और संरचना की संरचना इमारत और मोटर वाहन उद्योग में उपयोग किए जाने वाले उन फ्लैट चश्मा के समान है। उदाहरण के लिए पुनर्प्राप्त ग्लास ग्लास फोम और ग्लास इन्सुलेशन उद्योग द्वारा आसानी से स्वीकार किया जाता है।
गैर-सिलिकॉन आधारित मॉड्यूल: विभिन्न अर्धचालक पदार्थों को अलग करने के लिए उन्हें रासायनिक स्नान के उपयोग जैसे विशिष्ट रीसाइक्लिंग तकनीकों की आवश्यकता होती है। कैडमियम टेल्यराइड मॉड्यूल के लिए, रीसाइक्लिंग प्रक्रिया मॉड्यूल को कुचलने से शुरू होती है और बाद में विभिन्न भिन्नताओं को अलग करती है। यह रीसाइक्लिंग प्रक्रिया कांच का 9 0% और अर्धचालक पदार्थों में से 9 5% तक पहुंचने के लिए डिज़ाइन किया गया है। हाल ही के वर्षों में निजी कंपनियों द्वारा कुछ वाणिज्यिक पैमाने पर रीसाइक्लिंग सुविधाओं का निर्माण किया गया है। एल्यूमीनियम फ्लैट प्लेट परावर्तक के लिए: परावर्तकों की प्रवृत्ति को गैर-पुनर्नवीनीकरण प्लास्टिक खाद्य पैकेजों के अंदर मौजूद एल्यूमीनियम कोटिंग के पतली परत (लगभग 0.016 मिमी से 0.024 मिमी) का उपयोग करके उन्हें बनाकर लाया गया है।
2010 से, पीवी मॉड्यूल रीसाइक्लिंग के भविष्य को देखने के लिए निर्माताओं, पुनर्चक्रण और शोधकर्ताओं को एक साथ लाने वाला एक वार्षिक यूरोपीय सम्मेलन है।

उत्पादन
एन 2010, 15.9 जीडब्ल्यू सौर पीवी सिस्टम प्रतिष्ठानों को पूरा किया गया, सौर पीवी मूल्य निर्धारण सर्वेक्षण और बाजार अनुसंधान कंपनी पीवीन्ससाइट्स सालाना आधार पर सौर पीवी स्थापना में 117.8% की वृद्धि की रिपोर्टिंग के साथ।

पीवी सिस्टम इंस्टॉलेशन में 100% से अधिक साल की वृद्धि के साथ, पीवी मॉड्यूल निर्माताओं ने 2010 में सौर मॉड्यूल के अपने शिपमेंट में नाटकीय रूप से वृद्धि की। उन्होंने सक्रिय रूप से अपनी क्षमता का विस्तार किया और खुद को गीगावाट जीडब्ल्यू खिलाड़ियों में बदल दिया। PVinsights के अनुसार, 2010 में शीर्ष दस पीवी मॉड्यूल कंपनियों में से पांच जीडब्ल्यू प्लेयर हैं। सनटेक, फर्स्ट सौर, शार्प, यिंगली और ट्रिना सौर अब जीडब्ल्यू उत्पादक हैं, और उनमें से ज्यादातर ने 2010 में अपने शिपमेंट को दोगुना कर दिया।

सौर पैनलों के उत्पादन के आधार पर सिलिकॉन कोशिकाओं के उपयोग के आसपास घूमता है। ये सिलिकॉन कोशिकाएं आम तौर पर बिजली उत्पादन में सूर्योदय को बदलने में 10-20% कुशल होती हैं, नए उत्पादन मॉडल अब 22% से अधिक है। सौर पैनलों को और अधिक कुशल बनने के लिए, दुनिया भर के शोधकर्ता सौर पैनलों को ऊर्जा में बदलने के लिए सौर पैनलों को और अधिक प्रभावी बनाने के लिए नई प्रौद्योगिकियों को विकसित करने की कोशिश कर रहे हैं।

2014 में, 2014 के कैलेंडर वर्ष के दौरान प्रेषित क्षमता के मामले में दुनिया के शीर्ष चार सौर मॉड्यूल उत्पादक यिंगली, ट्रिना सौर, तीव्र सौर और कनाडाई सौर थे।

मूल्य
औसत मूल्य निर्धारण जानकारी तीन मूल्य निर्धारण श्रेणियों में विभाजित होती है: जो छोटी मात्रा (किलोवाट रेंज में सालाना सभी आकारों के मॉड्यूल) खरीदते हैं, मध्य-श्रेणी के खरीदारों (आमतौर पर 10 मेगावाट तक सालाना), और बड़ी मात्रा में खरीदारों (आत्म-स्पष्टीकरण-और पहुंच के साथ) सबसे कम कीमतों के लिए)। लंबी अवधि में कोशिकाओं और मॉड्यूल की कीमत में स्पष्ट रूप से एक व्यवस्थित कमी है। उदाहरण के लिए, 2012 में यह अनुमान लगाया गया था कि प्रति वाट की मात्रा यूएस $ 0.60 थी, जो 1 9 70 में 150 अमेरिकी डॉलर की लागत से 250 गुना कम थी। 2015 के एक अध्ययन में 1 9 80 से प्रति वर्ष 10% की गिरावट आई है और भविष्यवाणी करता है कि 2030 तक सौर ऊर्जा खपत का 20% योगदान कर सकता है, जबकि अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी 2050 तक 16% की भविष्यवाणी करती है।

वास्तविक विश्व ऊर्जा उत्पादन लागत स्थानीय मौसम की स्थिति पर एक बड़ा सौदा निर्भर करती है। यूनाइटेड किंगडम जैसे बादल देश में, प्रति उत्पादित लागत केडब्ल्यूएच स्पेन जैसे सुन्दर देशों की तुलना में अधिक है।

आरएमआई के बाद, बैलेंस ऑफ सिस्टम (बीओएस) तत्व, यह गैर-माइक्रोइंटरवर्टर सौर मॉड्यूल की गैर-मॉड्यूल लागत (तारों, कन्वर्टर्स, रैकिंग सिस्टम और विभिन्न घटकों के रूप में) स्थापनाओं की कुल लागत का लगभग आधा हिस्सा बनाते हैं।

मर्चेंट सौर ऊर्जा स्टेशनों के लिए, जहां बिजली ट्रांसमिशन नेटवर्क में बिजली बेची जा रही है, सौर ऊर्जा की लागत थोक बिजली की कीमत से मेल खाना पड़ेगा। इस बिंदु को कभी-कभी ‘थोक ग्रिड समानता’ या ‘बसबार समानता’ कहा जाता है।

रूफटॉप इंस्टॉलेशन जैसे कुछ फोटोवोल्टिक सिस्टम, सीधे बिजली उपयोगकर्ता को बिजली की आपूर्ति कर सकते हैं। इन मामलों में, स्थापना प्रतिस्पर्धी हो सकती है जब आउटपुट लागत उस कीमत से मेल खाती है जिस पर उपयोगकर्ता अपनी बिजली की खपत के लिए भुगतान करता है। इस स्थिति को कभी-कभी ‘खुदरा ग्रिड समानता’, ‘सॉकेट समानता’ या ‘गतिशील ग्रिड समानता’ कहा जाता है। 2012 में संयुक्त राष्ट्र-ऊर्जा द्वारा किए गए शोध से इटली, स्पेन और ऑस्ट्रेलिया जैसे उच्च बिजली की कीमतों वाले धूप वाले देशों के क्षेत्रों और डीजल जेनरेटर का उपयोग करने वाले क्षेत्रों से पता चलता है, खुदरा ग्रिड समानता तक पहुंच गए हैं।

बढ़ते और ट्रैकिंग
ग्राउंड-माउंटेड फोटोवोल्टिक सिस्टम आमतौर पर बड़े, उपयोगिता-पैमाने सौर ऊर्जा संयंत्र होते हैं। उनके सौर मॉड्यूल रैक या फ्रेम द्वारा रखे जाते हैं जो ग्राउंड-आधारित माउंटिंग सपोर्ट से जुड़े होते हैं। ग्राउंड आधारित माउंटिंग समर्थन में शामिल हैं:

ध्रुव माउंट, जो सीधे जमीन में या कंक्रीट में एम्बेडेड होते हैं।
फाउंडेशन माउंट, जैसे कंक्रीट स्लैब या डाला पैरिंग
बॉलस्टेड पैरिंग माउंट, जैसे कंक्रीट या स्टील बेस जो सौर मॉड्यूल सिस्टम को स्थिति में सुरक्षित करने के लिए वजन का उपयोग करते हैं और जमीन के प्रवेश की आवश्यकता नहीं होती है। इस प्रकार की माउंटिंग सिस्टम उन साइटों के लिए उपयुक्त है जहां उत्खनन संभव नहीं है जैसे कि कैप्ड लैंडफिल और सौर मॉड्यूल सिस्टम को डिमोकिशनिंग या स्थानांतरित करना आसान बनाता है।
छत पर चढ़ने वाले सौर ऊर्जा प्रणालियों में छत आधारित माउंटिंग समर्थन से जुड़े रैक या फ्रेम द्वारा रखे गए सौर मॉड्यूल होते हैं। रूफ-आधारित माउंटिंग समर्थन में शामिल हैं:

ध्रुव माउंट, जो सीधे छत की संरचना से जुड़े होते हैं और मॉड्यूल रैकिंग या फ्रेम को जोड़ने के लिए अतिरिक्त रेल का उपयोग कर सकते हैं।
बॉलस्टेड पैरिंग माउंट, जैसे ठोस या स्टील बेस जो पैनल सिस्टम को स्थिति में सुरक्षित करने के लिए वजन का उपयोग करते हैं और प्रवेश के माध्यम से आवश्यकता नहीं होती है। यह बढ़ती विधि छत संरचना पर प्रतिकूल प्रभाव के बिना सौर पैनल सिस्टम को हटाने या स्थानांतरित करने की अनुमति देती है।
ऊर्जा कटाई उपकरण के निकट आसन्न सौर मॉड्यूल को जोड़ने वाले सभी तारों को स्थानीय विद्युत कोड के अनुसार स्थापित किया जाना चाहिए और जलवायु स्थितियों के लिए उपयुक्त एक कंड्यूट में चलाना चाहिए
सौर ट्रैकर्स यांत्रिक जटिलता की लागत और रखरखाव की आवश्यकता पर प्रति मॉड्यूल उत्पादित ऊर्जा की मात्रा में वृद्धि करते हैं। वे सूर्य की दिशा को समझते हैं और प्रकाश के अधिकतम जोखिम के लिए आवश्यक मॉड्यूल को झुकाते या घुमाते हैं। वैकल्पिक रूप से, निश्चित रैक आकाश में स्थिर होने के कारण मॉड्यूल स्थिर होते हैं। निश्चित रैक उस कोण को सेट करता है जिस पर मॉड्यूल आयोजित होता है। एक स्थापना के अक्षांश के बराबर झुकाव कोण आम हैं। इनमें से अधिकतर निश्चित रैक जमीन के ऊपर ध्रुवों पर सेट होते हैं। पश्चिम या पूर्व का सामना करने वाले पैनल थोड़ा कम ऊर्जा प्रदान कर सकते हैं, लेकिन आपूर्ति को भी बाहर कर सकते हैं, और चरम मांग के दौरान अधिक शक्ति प्रदान कर सकते हैं।

मानक
आमतौर पर फोटोवोल्टिक मॉड्यूल में उपयोग किए जाने वाले मानक:

आईईसी 61215 (क्रिस्टलीय सिलिकॉन प्रदर्शन), 61646 (पतली फिल्म प्रदर्शन) और 61730 (सभी मॉड्यूल, सुरक्षा)
आईएसओ 9 488 सौर ऊर्जा-शब्दावली।
अंडरवाइटर्स प्रयोगशालाओं से यूएल 1703
अंडरवाइटर्स प्रयोगशालाओं से यूएल 1741
अंडरवाइटर्स प्रयोगशालाओं से यूएल 2703
सीई निशान
विद्युत सुरक्षा परीक्षक (ईएसटी) श्रृंखला (ईएसटी -460, ईएसटी -22 वी, ईएसटी -22 एच, ईएसटी-110)।

कनेक्टर्स
आउटडोर सौर पैनलों में आमतौर पर एमसी 4 कनेक्टर शामिल होते हैं। ऑटोमोटिव सौर पैनलों में कार लाइटर और यूएसबी एडाप्टर भी शामिल हो सकते हैं। इंडोर पैनल (सौर पीवी चश्मे, पतली फिल्मों और खिड़कियों सहित) माइक्रोइंटर (एसी सौर पैनल) को एकीकृत कर सकते हैं।

अनुप्रयोगों
सौर पैनलों या फोटोवोल्टिक्स के उपयोग के लिए कई व्यावहारिक अनुप्रयोग हैं। इसका उपयोग पहले कृषि में सिंचाई के लिए बिजली स्रोत के रूप में किया जा सकता है। स्वास्थ्य देखभाल में सौर पैनलों का उपयोग चिकित्सा आपूर्ति को ठंडा करने के लिए किया जा सकता है। इसका उपयोग बुनियादी ढांचे के लिए भी किया जा सकता है। पीवी मॉड्यूल का उपयोग फोटोवोल्टिक सिस्टम में किया जाता है और इसमें बिजली के विभिन्न प्रकार शामिल होते हैं:

फोटोवोल्टिक पावर स्टेशनों
रूफटॉप सौर पीवी सिस्टम
स्टैंडअलोन पीवी सिस्टम
सौर हाइब्रिड पावर सिस्टम
केंद्रित फोटोवोल्टिक्स
सौर विमान
सौर-पंप लेजर
सौर वाहन
स्पेस क्राफ्ट और स्पेस स्टेशनों पर सौर पैनल

सीमाएं
उत्पादन में प्रदूषण और ऊर्जा
सौर पैनल स्वच्छ, उत्सर्जन मुक्त बिजली उत्पन्न करने का एक प्रसिद्ध तरीका रहा है। हालांकि, यह केवल प्रत्यक्ष वर्तमान बिजली (डीसी) उत्पन्न करता है, जो सामान्य उपकरण का उपयोग नहीं करता है। सौर फोटोवोल्टिक सिस्टम (सौर पीवी सिस्टम) अक्सर सौर पीवी पैनल (मॉड्यूल) और इन्वर्टर (डीसी से एसी बदलते हैं) से बने होते हैं। सौर पीवी पैनल मुख्य रूप से सौर फोटोवोल्टिक कोशिकाओं से बने होते हैं, जिनमें कंप्यूटर चिप्स बनाने के लिए सामग्री में कोई मौलिक अंतर नहीं होता है। सौर 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 सौर 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 का पुन: संचालन करना, 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 सकती 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।

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