സോളാർ ഫോട്ടോവോൾട്ടായിക്‌സും വൈദ്യുതിയും വിശദീകരിച്ചു

ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സെല്ലുകൾ സൂര്യപ്രകാശത്തെ വൈദ്യുതിയാക്കി മാറ്റുന്നു

ഒരു ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് (പിവി) സെൽ, സാധാരണയായി സോളാർ സെൽ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് സൂര്യപ്രകാശത്തെ നേരിട്ട് വൈദ്യുതിയാക്കി മാറ്റുന്ന ഒരു മെക്കാനിക്കൽ ഉപകരണമാണ്. ചില പിവി സെല്ലുകൾക്ക് കൃത്രിമ വെളിച്ചം വൈദ്യുതിയാക്കി മാറ്റാൻ കഴിയും.

ഫോട്ടോണുകൾ സൗരോർജ്ജം വഹിക്കുന്നു

ഫോട്ടോണുകൾ അല്ലെങ്കിൽ സൗരോർജ്ജത്തിന്റെ കണികകൾ ചേർന്നതാണ് സൂര്യപ്രകാശം. ഈ ഫോട്ടോണുകളിൽ വ്യത്യസ്ത തരംഗദൈർഘ്യങ്ങളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന വ്യത്യസ്ത അളവിലുള്ള ഊർജ്ജം അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു

എ

വൈദ്യുതിയുടെ ഒഴുക്ക്

ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ചലനം, ഓരോന്നും നെഗറ്റീവ് ചാർജ് വഹിക്കുന്നു, സെല്ലിന്റെ മുൻ ഉപരിതലത്തിലേക്കുള്ള ചലനം, സെല്ലിന്റെ മുന്നിലും പിന്നിലും ഉള്ള പ്രതലങ്ങൾക്കിടയിൽ വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ അസന്തുലിതാവസ്ഥ സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഈ അസന്തുലിതാവസ്ഥ, ബാറ്ററിയുടെ നെഗറ്റീവ്, പോസിറ്റീവ് ടെർമിനലുകൾ പോലെയുള്ള ഒരു വോൾട്ടേജ് സാധ്യത സൃഷ്ടിക്കുന്നു. സെല്ലിലെ വൈദ്യുത ചാലകങ്ങൾ ഇലക്ട്രോണുകളെ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു. ഒരു ഇലക്ട്രിക്കൽ സർക്യൂട്ടിൽ കണ്ടക്ടറുകൾ ബാറ്ററി പോലുള്ള ബാഹ്യ ലോഡുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുമ്പോൾ, സർക്യൂട്ടിൽ വൈദ്യുതി പ്രവഹിക്കുന്നു.

ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ തരം അനുസരിച്ച് ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സിസ്റ്റങ്ങളുടെ കാര്യക്ഷമത വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു

PV സെല്ലുകൾ സൂര്യപ്രകാശത്തെ വൈദ്യുതിയാക്കി മാറ്റുന്നതിന്റെ കാര്യക്ഷമത അർദ്ധചാലക വസ്തുക്കളുടെയും PV സെൽ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെയും തരത്തിനനുസരിച്ച് വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു. വാണിജ്യപരമായി ലഭ്യമായ PV മൊഡ്യൂളുകളുടെ കാര്യക്ഷമത 1980-കളുടെ മധ്യത്തിൽ ശരാശരി 10% ൽ താഴെയായിരുന്നു, 2015 ആയപ്പോഴേക്കും ഏകദേശം 15% ആയി വർദ്ധിച്ചു, അത് അത്യാധുനിക മൊഡ്യൂളുകൾക്ക് ഇപ്പോൾ 20% ലേക്ക് അടുക്കുന്നു. പരീക്ഷണാത്മക പിവി സെല്ലുകളും ബഹിരാകാശ ഉപഗ്രഹങ്ങൾ പോലുള്ള നിച് മാർക്കറ്റുകൾക്കായുള്ള പിവി സെല്ലുകളും ഏകദേശം 50% കാര്യക്ഷമത കൈവരിച്ചു.

ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സിസ്റ്റങ്ങൾ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു

പിവി സെൽ ഒരു പിവി സിസ്റ്റത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന നിർമാണ ബ്ലോക്കാണ്. വ്യക്തിഗത സെല്ലുകൾക്ക് ഏകദേശം 0.5 ഇഞ്ച് മുതൽ 4 ഇഞ്ച് വരെ വലുപ്പത്തിൽ വ്യത്യാസമുണ്ടാകാം. എന്നിരുന്നാലും, ഒരു സെൽ 1 അല്ലെങ്കിൽ 2 വാട്ട്സ് മാത്രമേ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നുള്ളൂ, ഇത് കാൽക്കുലേറ്ററുകൾ അല്ലെങ്കിൽ റിസ്റ്റ് വാച്ചുകൾ പോലുള്ള ചെറിയ ഉപയോഗങ്ങൾക്ക് മാത്രം മതിയാകും.

PV സെല്ലുകൾ ഒരു പാക്കേജുചെയ്ത, കാലാവസ്ഥാ-ഇറുകിയ PV മൊഡ്യൂളിലോ പാനലിലോ വൈദ്യുതമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. പിവി മൊഡ്യൂളുകൾ വലുപ്പത്തിലും അവ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയുന്ന വൈദ്യുതിയുടെ അളവിലും വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. മൊഡ്യൂളിലെ അല്ലെങ്കിൽ മൊഡ്യൂളിന്റെ ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണത്തിലുള്ള സെല്ലുകളുടെ എണ്ണത്തിനനുസരിച്ച് പിവി മൊഡ്യൂൾ വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ശേഷി വർദ്ധിക്കുന്നു. ഒരു പിവി അറേ രൂപീകരിക്കുന്നതിന് പിവി മൊഡ്യൂളുകളെ ഗ്രൂപ്പുകളായി ബന്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. ഒരു പിവി അറേയിൽ രണ്ടോ നൂറുകണക്കിന് പിവി മൊഡ്യൂളുകളോ അടങ്ങിയിരിക്കാം. ഒരു പിവി അറേയിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിട്ടുള്ള പിവി മൊഡ്യൂളുകളുടെ എണ്ണം അറേയ്ക്ക് ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയുന്ന വൈദ്യുതിയുടെ ആകെ അളവ് നിർണ്ണയിക്കുന്നു.

ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സെല്ലുകൾ ഡയറക്ട് കറന്റ് (ഡിസി) വൈദ്യുതി ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു. ഈ ഡിസി വൈദ്യുതി ബാറ്ററികൾ ചാർജ് ചെയ്യാൻ ഉപയോഗിക്കാം, അതാകട്ടെ, ഡയറക്ട് കറന്റ് വൈദ്യുതി ഉപയോഗിക്കുന്ന പവർ ഉപകരണങ്ങളും. വൈദ്യുതി പ്രസരണ, വിതരണ സംവിധാനങ്ങളിൽ മിക്കവാറും എല്ലാ വൈദ്യുതിയും ആൾട്ടർനേറ്റിംഗ് കറന്റ് (എസി) ആയിട്ടാണ് വിതരണം ചെയ്യുന്നത്. ഉപകരണങ്ങൾ വിളിച്ചു

പിവി സെല്ലുകളും മൊഡ്യൂളുകളും സൂര്യനെ നേരിട്ട് അഭിമുഖീകരിക്കുമ്പോൾ ഏറ്റവും കൂടുതൽ വൈദ്യുതി ഉത്പാദിപ്പിക്കും. പിവി മൊഡ്യൂളുകൾക്കും അറേകൾക്കും നിരന്തരം സൂര്യനെ അഭിമുഖീകരിക്കാൻ മൊഡ്യൂളുകളെ ചലിപ്പിക്കുന്ന ട്രാക്കിംഗ് സിസ്റ്റങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയും, എന്നാൽ ഈ സംവിധാനങ്ങൾ ചെലവേറിയതാണ്. മിക്ക പിവി സിസ്റ്റങ്ങൾക്കും മൊഡ്യൂളുകൾ തെക്ക് നേരിട്ട് അഭിമുഖീകരിക്കുന്ന മൊഡ്യൂളുകളുള്ള മൊഡ്യൂളുകൾ ഉണ്ട് (വടക്കൻ അർദ്ധഗോളത്തിൽ - ദക്ഷിണ അർദ്ധഗോളത്തിൽ നേരിട്ട് വടക്കോട്ട്) കൂടാതെ സിസ്റ്റത്തിന്റെ ഭൗതികവും സാമ്പത്തികവുമായ പ്രകടനം ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്ന ഒരു കോണിൽ.

സോളാർ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്‌ക് സെല്ലുകളെ പാനലുകളായി (മൊഡ്യൂളുകൾ) ഗ്രൂപ്പുചെയ്‌തിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ കന്നുകാലികളുടെ വെള്ളത്തിനായി വാട്ടർ പമ്പുകൾ പവർ ചെയ്യുന്നതിന്, വീടുകൾക്ക് വൈദ്യുതി നൽകുന്നതിന്, അല്ലെങ്കിൽ ഉപയോഗത്തിനായി എന്നിങ്ങനെ ചെറുതും വലുതുമായ വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് പാനലുകളെ വ്യത്യസ്ത വലുപ്പത്തിലുള്ള ശ്രേണികളായി തരംതിരിക്കാം. സ്കെയിൽ വൈദ്യുതി ഉത്പാദനം.

ഉറവിടം: നാഷണൽ റിന്യൂവബിൾ എനർജി ലബോറട്ടറി (പകർപ്പവകാശമുള്ളത്)

ഫോട്ടോവോൾട്ടായിക് സിസ്റ്റങ്ങളുടെ പ്രയോഗങ്ങൾ

ഏറ്റവും ചെറിയ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സിസ്റ്റങ്ങൾ പവർ കാൽക്കുലേറ്ററുകളും റിസ്റ്റ് വാച്ചുകളും. വലിയ സംവിധാനങ്ങൾക്ക് വെള്ളം പമ്പ് ചെയ്യാനും ആശയവിനിമയ ഉപകരണങ്ങൾ പവർ ചെയ്യാനും ഒരൊറ്റ വീടിനോ ബിസിനസ്സിനോ വൈദ്യുതി വിതരണം ചെയ്യാനോ ആയിരക്കണക്കിന് വൈദ്യുതി ഉപഭോക്താക്കൾക്ക് വൈദ്യുതി വിതരണം ചെയ്യുന്ന വലിയ നിരകൾ രൂപീകരിക്കാനോ വൈദ്യുതി നൽകാൻ കഴിയും.

പിവി സംവിധാനങ്ങളുടെ ചില ഗുണങ്ങളുണ്ട്

വൈദ്യുതി വിതരണ സംവിധാനങ്ങൾ (വൈദ്യുതി ലൈനുകൾ) നിലവിലില്ലാത്ത സ്ഥലങ്ങളിൽ വൈദ്യുതി വിതരണം ചെയ്യാൻ പിവി സംവിധാനങ്ങൾക്ക് കഴിയും, കൂടാതെ അവയ്ക്ക് വൈദ്യുതി വിതരണം ചെയ്യാനും കഴിയും.
â¢PV അറേകൾ വേഗത്തിൽ ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്യാനും ഏത് വലുപ്പവും ആകാം.
കെട്ടിടങ്ങളിൽ സ്ഥാപിച്ചിട്ടുള്ള പിവി സംവിധാനങ്ങളുടെ പാരിസ്ഥിതിക പ്രത്യാഘാതങ്ങൾ വളരെ കുറവാണ്.

ഉറവിടം: നാഷണൽ റിന്യൂവബിൾ എനർജി ലബോറട്ടറി (പകർപ്പവകാശമുള്ളത്)

ഉറവിടം: നാഷണൽ റിന്യൂവബിൾ എനർജി ലബോറട്ടറി (പകർപ്പവകാശമുള്ളത്)

ഫോട്ടോവോൾട്ടായിക്സിന്റെ ചരിത്രം

1954-ൽ ബെൽ ടെലിഫോൺ ഗവേഷകരാണ് ആദ്യത്തെ പ്രായോഗിക പിവി സെൽ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തത്. 1950-കളുടെ അവസാനം മുതൽ, യുഎസ് ബഹിരാകാശ ഉപഗ്രഹങ്ങൾക്ക് ഊർജ്ജം പകരാൻ പിവി സെല്ലുകൾ ഉപയോഗിച്ചു. 1970-കളുടെ അവസാനത്തോടെ, പിവി പാനലുകൾ റിമോട്ടിൽ വൈദ്യുതി ലഭ്യമാക്കി, അല്ലെങ്കിൽ

യു.എസ്. എനർജി ഇൻഫർമേഷൻ അഡ്മിനിസ്ട്രേഷൻ (ഇഐഎ) കണക്കാക്കുന്നത്, യൂട്ടിലിറ്റി സ്കെയിൽ പിവി പവർ പ്ലാന്റുകളിൽ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന വൈദ്യുതി 2008-ൽ 76 ദശലക്ഷം കിലോവാട്ടൂർ (kWh) ആയിരുന്നത് 2019-ൽ 69 ബില്ല്യൺ (kWh) ആയി ഉയർന്നു. ഒരു മെഗാവാട്ട്) വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാനുള്ള ശേഷി. EIA കണക്കാക്കുന്നത് 2014-ൽ 11 ബില്യൺ kWh ആയിരുന്ന ചെറുകിട ഗ്രിഡ് കണക്റ്റഡ് PV സംവിധാനങ്ങൾ വഴി 2019-ൽ 33 ബില്യൺ kWh ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെട്ടു. മിക്കതും കെട്ടിടങ്ങളിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു, ചിലപ്പോൾ വിളിക്കപ്പെടുന്നു