શા માટે ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર જનરેશન રિન્યુએબલ એનર્જી પાવર જનરેશનમાં અગ્રણી સ્થાન મેળવી શકે છે?

ઉપભોક્તા, ઉદ્યોગો અને સરકારો તમામ રિન્યુએબલ એનર્જીનો ઉપયોગ વધારવા માટે પગલાં લઈ રહ્યા છે.આ કેન્દ્રિય હબ-એન્ડ-સ્પોક આર્કિટેક્ચરમાંથી પાવર જનરેશન અને ડિસ્ટ્રિબ્યુશન સિસ્ટમને વધુ ગ્રીડ-આધારિત સ્થાનિક વીજ ઉત્પાદન અને વપરાશ અને સ્માર્ટ ગ્રીડ ઇન્ટરકનેક્શન દ્વારા સ્થિર પુરવઠો અને માંગ તરફ દબાણ કરી રહ્યું છે.

ઈન્ટરનેશનલ એનર્જી એજન્સી (IEA)ના ઓક્ટોબર 2019ના ઈંધણ અહેવાલ મુજબ,2024 સુધીમાં રિન્યુએબલ એનર્જીનું ઉત્પાદન 50% વધશે.

આનો અર્થ એ થયો કે વૈશ્વિક નવીનીકરણીય ઉર્જા ઉત્પાદન ક્ષમતામાં 1200GW નો વધારો થશે, જે યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સની વર્તમાન સ્થાપિત ક્ષમતાની સમકક્ષ છે.રિપોર્ટમાં આગાહી કરવામાં આવી છે કે નવીનીકરણીય ઉર્જા ઉત્પાદનમાં 60% વધારો સોલાર ફોટોવોલ્ટેઇક સાધનોના સ્વરૂપમાં થશે.

અહેવાલમાં વિતરિત ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર જનરેશન સિસ્ટમના મહત્વ પર પણ ભાર મૂકવામાં આવ્યો છે, કારણ કે ગ્રાહકો, વ્યાપારી ઇમારતો અને ઔદ્યોગિક સુવિધાઓ તેમના પોતાના પર વીજળી ઉત્પન્ન કરવાનું શરૂ કરે છે.તે આગાહી કરે છે કે 2024 સુધીમાં, વિતરિત ફોટોવોલ્ટેઇક વીજ ઉત્પાદન બમણાથી 500 ગીગાવોટથી વધુ થશે.આનો અર્થ એ છે કેવિતરિત ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર જનરેશન સોલર ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર જનરેશનની કુલ વૃદ્ધિમાં લગભગ અડધો હિસ્સો હશે.

સૌર લાભ

શા માટે સૌર ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર જનરેશન રિન્યુએબલ એનર્જી પાવર જનરેશનના વિકાસમાં આટલું અગ્રણી સ્થાન લઈ રહ્યું છે?

એક સ્પષ્ટ કારણ એ છે કે સૂર્ય આપણા બધા પર ચમકે છે, તેથી તેની ઊર્જાનો વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે.આ વીજ ઉત્પાદનને વીજ વપરાશની નજીક લાવે છે અને પાવરને ઓફ-ગ્રીડ પોઈન્ટ પર પહોંચાડે છે, જે ખાસ કરીને પાવર વિતરણ નુકસાન ઘટાડવા માટે ઉપયોગી છે.

બીજું સ્પષ્ટ કારણ એ છેત્યાં ઘણી બધી સૌર ઊર્જા છે.પૃથ્વીને સૂર્યમાંથી કેટલી ઊર્જા મળે છે તેની ગણતરી કરવામાં ઘણા સૂક્ષ્મ તફાવતો છે.અંગૂઠાનો નિયમ એ છે કે તડકાના દિવસે સરેરાશ દરિયાની સપાટી 1kW પ્રતિ ચોરસ મીટર હોય છે, અથવા જ્યારે દિવસ/રાત્રિ ચક્ર, ઘટના કોણ અને મોસમ જેવા પરિબળોને ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે, ત્યારે સરેરાશ પ્રતિ ચોરસ મીટર પ્રતિ દિવસ છે.M 6kWh.

સૌર કોષો ફોટોન સ્ટ્રીમના સ્વરૂપમાં ઘટના પ્રકાશને વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરવા માટે ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસરનો ઉપયોગ કરે છે.ફોટોન સેમિકન્ડક્ટર પદાર્થો જેમ કે ડોપ્ડ સિલિકોન દ્વારા શોષાય છે, અને તેમની ઊર્જા તેમના પરમાણુ અથવા અણુ ભ્રમણકક્ષામાંથી ઇલેક્ટ્રોનને ઉત્તેજિત કરે છે.આ ઈલેક્ટ્રોન્સ પછી વધારાની ઉર્જાને ઉષ્મા તરીકે વિખેરી નાખવા અને તેની ભ્રમણકક્ષામાં પાછા ફરવા અથવા ઈલેક્ટ્રોડમાં ફેલાય છે અને ઈલેક્ટ્રોડ પર સર્જાતા સંભવિત તફાવતને સરભર કરવા માટે વર્તમાનનો ભાગ બની જાય છે.

તમામ ઉર્જા રૂપાંતરણ પ્રક્રિયાઓની જેમ, સૌર કોષોમાં તમામ ઊર્જા ઇનપુટ વિદ્યુત ઊર્જાના પસંદગીના સ્વરૂપમાં આઉટપુટ નથી.વાસ્તવમાં, મોનોક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન સોલાર કોષોની ઉર્જા કાર્યક્ષમતા ઘણા વર્ષોથી 20% અને 25% ની વચ્ચે રહે છે.જો કે, સૌર ફોટોવોલ્ટેઇક્સ માટેની તક એટલી મહાન છે કે સંશોધન ટીમ દાયકાઓથી કોષ રૂપાંતરણ કાર્યક્ષમતા સુધારવા માટે વધુને વધુ જટિલ રચનાઓ અને સામગ્રીનો ઉપયોગ કરવા માટે કામ કરી રહી છે, જેમ કે NREL દ્વારા આ ચિત્રમાં દર્શાવવામાં આવ્યું છે.

દર્શાવેલ ઉચ્ચ ઉર્જા કાર્યક્ષમતા હાંસલ કરવી એ સામાન્ય રીતે બહુવિધ વિવિધ સામગ્રી અને વધુ જટિલ અને ખર્ચાળ ઉત્પાદન તકનીકોનો ઉપયોગ કરવાના ખર્ચે છે.

ઘણા સૌર ફોટોવોલ્ટેઇક ઉપકરણો 20% થી 30% ની રૂપાંતર કાર્યક્ષમતા સાથે, સ્ફટિકીય સિલિકોન અથવા સિલિકોન, કેડમિયમ ટેલ્યુરાઇડ અથવા કોપર ઇન્ડિયમ ગેલિયમ સેલેનાઇડના વિવિધ સ્વરૂપો પર આધારિત છે.બેટરી મોડ્યુલમાં બનેલ છે, અને ઇન્સ્ટોલર સૌર ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર જનરેશન સિસ્ટમ બનાવવા માટે મૂળભૂત એકમ તરીકે આ મોડ્યુલોનો ઉપયોગ કરી શકે છે.

ઊર્જા કાર્યક્ષમતા પડકાર

ફોટોવોલ્ટેઇક રૂપાંતરણ પૃથ્વીની સપાટીના પ્રત્યેક ચોરસ મીટર પરની કિલોવોટ સૌર ઊર્જા ઘટનાને 200 થી 300 W વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે.અલબત્ત, આ આદર્શ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ છે.જો કે, નીચેના કારણોસર રૂપાંતરણ કાર્યક્ષમતા ઘટી શકે છે: બેટરીની સપાટી પર જમા થયેલો વરસાદ, બરફ અને ધૂળ, સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીના વૃદ્ધત્વનો પ્રભાવ, અને વનસ્પતિની વૃદ્ધિ જેવા પર્યાવરણીય ફેરફારોને કારણે વધેલી છાયા. અથવા નવી ઇમારતોનું બાંધકામ.

તેથી, વાસ્તવિકતા એ છે કે સૌર ઉર્જા મફત હોવા છતાં, ઉપયોગી વિદ્યુત ઉર્જા ઉત્પન્ન કરવા માટે સૌર ઉર્જાના ઉપયોગ માટે સંગ્રહ, સંગ્રહ અને વિદ્યુત ઉર્જામાં અંતિમ રૂપાંતરણના દરેક તબક્કાના સાવચેતીપૂર્વક ઑપ્ટિમાઇઝેશનની જરૂર છે.ઉર્જા કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવાની સૌથી મોટી તકો પૈકીની એક ડિઝાઇન છેઇન્વર્ટર, જે ગ્રીડ દ્વારા સીધા ઉપયોગ અથવા ટ્રાન્સમિશન માટે સૌર એરે (અથવા તેની બેટરી સ્ટોરેજ) ના DC આઉટપુટને AC પ્રવાહમાં રૂપાંતરિત કરે છે.

ઇન્વર્ટર એસી આઉટપુટની નજીક બનાવવા માટે ડીસી ઇનપુટ વર્તમાનની ધ્રુવીયતાને બદલે છે.સ્વિચિંગ ફ્રિક્વન્સી જેટલી વધારે છે, રૂપાંતરણ કાર્યક્ષમતા વધારે છે.એક સરળ સ્વીચ ચોરસ તરંગ આઉટપુટ ઉત્પન્ન કરી શકે છે જે પ્રતિકારક લોડને ચલાવી શકે છે, પરંતુ હાર્મોનિક્સ સાથે, તે શુદ્ધ સાઈન વેવ AC દ્વારા સંચાલિત વધુ જટિલ ઇલેક્ટ્રોનિક સાધનોને નુકસાન પહોંચાડશે.તેથી, ઇન્વર્ટર ડિઝાઇન સંતુલનની ચાવી બની ગઈ છે.એક તરફ,ઊર્જા કાર્યક્ષમતા, ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ અને પાવર જનરેશનને સુધારવા માટે સ્વિચિંગ ફ્રીક્વન્સી વધારવી, બીજી બાજુ,ચોરસ તરંગને સરળ બનાવવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા સહાયક ઘટકોની કિંમત ઘટાડવા માટે.