ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿಯ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಏಕೆ ಪ್ರಮುಖ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ಪಡೆದುಕೊಳ್ಳಬಹುದು?

ಗ್ರಾಹಕರು, ಕೈಗಾರಿಕೆಗಳು ಮತ್ತು ಸರ್ಕಾರಗಳು ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿಯ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಕ್ರಮಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತಿವೆ.ಇದು ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆ ಮತ್ತು ವಿತರಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಕೇಂದ್ರೀಕೃತ ಹಬ್ ಮತ್ತು ಸ್ಪೋಕ್ ಆರ್ಕಿಟೆಕ್ಚರ್‌ನಿಂದ ಹೆಚ್ಚು ಗ್ರಿಡ್ ಆಧಾರಿತ ಸ್ಥಳೀಯ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆ ಮತ್ತು ಬಳಕೆಗೆ ತಳ್ಳುತ್ತಿದೆ ಮತ್ತು ಸ್ಮಾರ್ಟ್ ಗ್ರಿಡ್ ಇಂಟರ್‌ಕನೆಕ್ಷನ್ ಮೂಲಕ ಸ್ಥಿರವಾದ ಪೂರೈಕೆ ಮತ್ತು ಬೇಡಿಕೆಗೆ ತಳ್ಳುತ್ತಿದೆ.

ಇಂಟರ್ನ್ಯಾಷನಲ್ ಎನರ್ಜಿ ಏಜೆನ್ಸಿಯ (IEA) ಅಕ್ಟೋಬರ್ 2019 ರ ಇಂಧನ ವರದಿಯ ಪ್ರಕಾರ,2024 ರ ವೇಳೆಗೆ ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಇಂಧನ ಉತ್ಪಾದನೆಯು 50% ರಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ.

ಇದರರ್ಥ ಜಾಗತಿಕ ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಇಂಧನ ಉತ್ಪಾದನಾ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು 1200GW ರಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಯುನೈಟೆಡ್ ಸ್ಟೇಟ್ಸ್ನ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸ್ಥಾಪಿತ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಕ್ಕೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ.ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಇಂಧನ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ 60% ನಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಳವು ಸೌರ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಉಪಕರಣಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ವರದಿಯು ಊಹಿಸುತ್ತದೆ.

ವರದಿಯು ವಿತರಿಸಿದ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆಯನ್ನು ಒತ್ತಿಹೇಳುತ್ತದೆ, ಗ್ರಾಹಕರು, ವಾಣಿಜ್ಯ ಕಟ್ಟಡಗಳು ಮತ್ತು ಕೈಗಾರಿಕಾ ಸೌಲಭ್ಯಗಳು ತಾವಾಗಿಯೇ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತವೆ.2024 ರ ವೇಳೆಗೆ, ವಿತರಿಸಲಾದ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯು 500 GW ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಎರಡು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಅದು ಊಹಿಸುತ್ತದೆ.ಇದರ ಅರ್ಥ ಅದುವಿತರಿಸಲಾದ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಸೌರ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಒಟ್ಟು ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಅರ್ಧದಷ್ಟು ಭಾಗವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.

ಸೌರ ಪ್ರಯೋಜನ

ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿಯ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಬೆಳವಣಿಗೆಯಲ್ಲಿ ಸೌರ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಅಂತಹ ಪ್ರಮುಖ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ಏಕೆ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತಿದೆ?

ಒಂದು ಸ್ಪಷ್ಟ ಕಾರಣವೆಂದರೆ ಸೂರ್ಯನು ನಮ್ಮೆಲ್ಲರ ಮೇಲೆ ಬೆಳಗುತ್ತಾನೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಅದರ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.ಇದು ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆಗೆ ಹತ್ತಿರ ತರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಅನ್ನು ಆಫ್-ಗ್ರಿಡ್ ಪಾಯಿಂಟ್‌ಗೆ ತಲುಪಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ವಿದ್ಯುತ್ ವಿತರಣಾ ನಷ್ಟವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಉಪಯುಕ್ತವಾಗಿದೆ.

ಇನ್ನೊಂದು ಸ್ಪಷ್ಟ ಕಾರಣವೆಂದರೆ ಅದುಸಾಕಷ್ಟು ಸೌರ ಶಕ್ತಿ ಇದೆ.ಭೂಮಿಯು ಸೂರ್ಯನಿಂದ ಎಷ್ಟು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವಲ್ಲಿ ಹಲವು ಸೂಕ್ಷ್ಮ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳಿವೆ.ಹೆಬ್ಬೆರಳಿನ ನಿಯಮವೆಂದರೆ ಬಿಸಿಲಿನ ದಿನದಂದು ಸರಾಸರಿ ಸಮುದ್ರ ಮಟ್ಟವು ಪ್ರತಿ ಚದರ ಮೀಟರ್‌ಗೆ 1kW ಆಗಿರುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಹಗಲು/ರಾತ್ರಿಯ ಚಕ್ರ, ಘಟನೆಯ ಕೋನ ಮತ್ತು ಋತುಮಾನದಂತಹ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿದಾಗ, ಸರಾಸರಿ ಪ್ರತಿ ಚದರ ಮೀಟರ್‌ಗೆ ದಿನಕ್ಕೆ.M 6kWh

ಸೌರ ಕೋಶಗಳು ಫೋಟಾನ್‌ಗಳ ಸ್ಟ್ರೀಮ್ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಘಟನೆಯ ಬೆಳಕನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ.ಫೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಡೋಪ್ಡ್ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನಂತಹ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಶಕ್ತಿಯು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಅವುಗಳ ಆಣ್ವಿಕ ಅಥವಾ ಪರಮಾಣು ಕಕ್ಷೆಗಳಿಂದ ಪ್ರಚೋದಿಸುತ್ತದೆ.ಈ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಶಾಖವಾಗಿ ಹೊರಹಾಕಲು ಮತ್ತು ಅದರ ಕಕ್ಷೆಗೆ ಹಿಂತಿರುಗಲು ಮುಕ್ತವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಅಥವಾ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಕ್ಕೆ ಹರಡುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ರಚಿಸುವ ಸಂಭಾವ್ಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಸರಿದೂಗಿಸಲು ಪ್ರವಾಹದ ಭಾಗವಾಗುತ್ತವೆ.

ಎಲ್ಲಾ ಶಕ್ತಿ ಪರಿವರ್ತನೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಂತೆ, ಸೌರ ಕೋಶಗಳಿಗೆ ಎಲ್ಲಾ ಶಕ್ತಿಯ ಒಳಹರಿವು ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯ ಆದ್ಯತೆಯ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವುದಿಲ್ಲ.ವಾಸ್ತವವಾಗಿ, ಮೊನೊಕ್ರಿಸ್ಟಲಿನ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಸೌರ ಕೋಶಗಳ ಶಕ್ತಿಯ ದಕ್ಷತೆಯು ಹಲವು ವರ್ಷಗಳಿಂದ 20% ಮತ್ತು 25% ರ ನಡುವೆ ತೂಗಾಡುತ್ತಿದೆ.ಆದಾಗ್ಯೂ, ಸೌರ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕಗಳ ಅವಕಾಶವು ತುಂಬಾ ದೊಡ್ಡದಾಗಿದೆ, NREL ಈ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಕೋಶ ಪರಿವರ್ತನೆ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣವಾದ ರಚನೆಗಳು ಮತ್ತು ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಳಸಲು ಸಂಶೋಧನಾ ತಂಡವು ದಶಕಗಳಿಂದ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತಿದೆ.

ತೋರಿಸಲಾದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುವುದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅನೇಕ ವಿಭಿನ್ನ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣ ಮತ್ತು ದುಬಾರಿ ಉತ್ಪಾದನಾ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ವೆಚ್ಚದಲ್ಲಿ.

ಅನೇಕ ಸೌರ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಸಾಧನಗಳು ಸ್ಫಟಿಕದಂತಹ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅಥವಾ ಸಿಲಿಕಾನ್, ಕ್ಯಾಡ್ಮಿಯಮ್ ಟೆಲ್ಯುರೈಡ್ ಅಥವಾ ಕಾಪರ್ ಇಂಡಿಯಮ್ ಗ್ಯಾಲಿಯಮ್ ಸೆಲೆನೈಡ್ನ ತೆಳು ಫಿಲ್ಮ್ಗಳ ವಿವಿಧ ರೂಪಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿವೆ, 20% ರಿಂದ 30% ರಷ್ಟು ಪರಿವರ್ತನೆ ದಕ್ಷತೆಯೊಂದಿಗೆ.ಬ್ಯಾಟರಿಯನ್ನು ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ನಲ್ಲಿ ನಿರ್ಮಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಸೌರ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಲು ಅನುಸ್ಥಾಪಕವು ಈ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳನ್ನು ಮೂಲ ಘಟಕವಾಗಿ ಬಳಸಬಹುದು.

ಶಕ್ತಿ ದಕ್ಷತೆಯ ಸವಾಲು

ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಪರಿವರ್ತನೆಯು ಭೂಮಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಯ ಪ್ರತಿ ಚದರ ಮೀಟರ್‌ನಲ್ಲಿ ಸೌರ ಶಕ್ತಿಯ ಘಟನೆಯ ಕಿಲೋವ್ಯಾಟ್‌ಗಳನ್ನು 200 ರಿಂದ 300 W ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ.ಸಹಜವಾಗಿ, ಇದು ಆದರ್ಶ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿದೆ.ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ಕೆಳಗಿನ ಕಾರಣಗಳಿಂದಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ದಕ್ಷತೆಯು ಕಡಿಮೆಯಾಗಬಹುದು: ಮಳೆ, ಹಿಮ ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹವಾಗಿರುವ ಧೂಳು, ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ವಸ್ತುಗಳ ವಯಸ್ಸಾದ ಪ್ರಭಾವ ಮತ್ತು ಸಸ್ಯವರ್ಗದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯಂತಹ ಪರಿಸರ ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿದ ನೆರಳು ಅಥವಾ ಹೊಸ ಕಟ್ಟಡಗಳ ನಿರ್ಮಾಣ.

ಆದ್ದರಿಂದ, ವಾಸ್ತವವೆಂದರೆ ಸೌರ ಶಕ್ತಿಯು ಉಚಿತವಾಗಿದ್ದರೂ, ಉಪಯುಕ್ತವಾದ ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸೌರಶಕ್ತಿಯ ಬಳಕೆಯು ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಹಂತದ ಸಂಗ್ರಹಣೆ, ಸಂಗ್ರಹಣೆ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಅಂತಿಮ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಎಚ್ಚರಿಕೆಯ ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ.ಶಕ್ತಿಯ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಒಂದು ದೊಡ್ಡ ಅವಕಾಶವೆಂದರೆ ವಿನ್ಯಾಸಇನ್ವರ್ಟರ್, ಇದು ಸೌರ ರಚನೆಯ (ಅಥವಾ ಅದರ ಬ್ಯಾಟರಿ ಸಂಗ್ರಹಣೆ) DC ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಅನ್ನು ನೇರ ಬಳಕೆಗಾಗಿ ಅಥವಾ ಗ್ರಿಡ್ ಮೂಲಕ ಪ್ರಸರಣಕ್ಕಾಗಿ AC ಕರೆಂಟ್‌ಗೆ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ.

AC ಔಟ್‌ಪುಟ್‌ಗೆ ಹತ್ತಿರವಾಗುವಂತೆ ಇನ್ವರ್ಟರ್ DC ಇನ್‌ಪುಟ್ ಕರೆಂಟ್‌ನ ಧ್ರುವೀಯತೆಯನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತದೆ.ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ಆವರ್ತನ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಪರಿವರ್ತನೆ ದಕ್ಷತೆ.ಸರಳವಾದ ಸ್ವಿಚ್ ಒಂದು ಚದರ ತರಂಗ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು, ಅದು ಪ್ರತಿರೋಧಕ ಲೋಡ್ ಅನ್ನು ಚಾಲನೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಹಾರ್ಮೋನಿಕ್ಸ್‌ನೊಂದಿಗೆ, ಇದು ಶುದ್ಧ ಸೈನ್ ವೇವ್ ಎಸಿಯಿಂದ ನಡೆಸಲ್ಪಡುವ ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣವಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಹಾನಿಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.ಆದ್ದರಿಂದ, ಇನ್ವರ್ಟರ್ ವಿನ್ಯಾಸವು ಸಮತೋಲನಕ್ಕೆ ಪ್ರಮುಖವಾಗಿದೆ.ಒಂದು ಕೈಯಲ್ಲಿ,ಶಕ್ತಿಯ ದಕ್ಷತೆ, ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ಆವರ್ತನವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದು, ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ,ಚದರ ತರಂಗವನ್ನು ಸುಗಮಗೊಳಿಸಲು ಬಳಸುವ ಸಹಾಯಕ ಘಟಕಗಳ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು.