పునరుత్పాదక శక్తి విద్యుత్ ఉత్పత్తిలో ఫోటోవోల్టాయిక్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి ఎందుకు ప్రముఖ స్థానాన్ని ఆక్రమించగలదు?

వినియోగదారులు, పరిశ్రమలు మరియు ప్రభుత్వాలు పునరుత్పాదక ఇంధన వినియోగాన్ని పెంచడానికి చర్యలు తీసుకుంటున్నాయి.ఇది విద్యుత్ ఉత్పత్తి మరియు పంపిణీ వ్యవస్థను కేంద్రీకృత హబ్-అండ్-స్పోక్ ఆర్కిటెక్చర్ నుండి మరింత గ్రిడ్-ఆధారిత స్థానికీకరించిన విద్యుత్ ఉత్పత్తి మరియు వినియోగానికి మరియు స్మార్ట్ గ్రిడ్ ఇంటర్‌కనెక్షన్ ద్వారా స్థిరమైన సరఫరా మరియు డిమాండ్‌కు నెట్టివేస్తోంది.

ఇంటర్నేషనల్ ఎనర్జీ ఏజెన్సీ (IEA) అక్టోబర్ 2019 ఇంధన నివేదిక ప్రకారం,2024 నాటికి, పునరుత్పాదక ఇంధన ఉత్పత్తి 50% పెరుగుతుంది.

దీనర్థం ప్రపంచ పునరుత్పాదక ఇంధన ఉత్పత్తి సామర్థ్యం 1200GW పెరుగుతుంది, ఇది యునైటెడ్ స్టేట్స్ యొక్క ప్రస్తుత స్థాపిత సామర్థ్యానికి సమానం.పునరుత్పాదక ఇంధన ఉత్పత్తిలో 60% పెరుగుదల సోలార్ ఫోటోవోల్టాయిక్ పరికరాల రూపంలో ఉంటుందని నివేదిక అంచనా వేసింది.

వినియోగదారులు, వాణిజ్య భవనాలు మరియు పారిశ్రామిక సౌకర్యాలు వారి స్వంతంగా విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేయడం ప్రారంభించినందున పంపిణీ చేయబడిన ఫోటోవోల్టాయిక్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి వ్యవస్థల యొక్క ప్రాముఖ్యతను కూడా నివేదిక నొక్కి చెప్పింది.2024 నాటికి, పంపిణీ చేయబడిన ఫోటోవోల్టాయిక్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి రెండింతలు నుండి 500 GW కంటే ఎక్కువగా ఉంటుందని అంచనా వేసింది.అని దీని అర్థంపంపిణీ చేయబడిన ఫోటోవోల్టాయిక్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి సౌర కాంతివిపీడన విద్యుత్ ఉత్పత్తి యొక్క మొత్తం వృద్ధిలో దాదాపు సగం వరకు ఉంటుంది.

సౌర ప్రయోజనం

పునరుత్పాదక శక్తి విద్యుత్ ఉత్పత్తి వృద్ధిలో సౌర ఫోటోవోల్టాయిక్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి ఎందుకు ప్రముఖ స్థానాన్ని ఆక్రమిస్తోంది?

ఒక స్పష్టమైన కారణం ఏమిటంటే, సూర్యుడు మనందరిపై ప్రకాశిస్తాడు, కాబట్టి దాని శక్తి విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.ఇది విద్యుత్ ఉత్పత్తిని విద్యుత్ వినియోగానికి దగ్గరగా తీసుకువస్తుంది మరియు విద్యుత్తును ఆఫ్-గ్రిడ్ పాయింట్‌కి అందిస్తుంది, ఇది విద్యుత్ పంపిణీ నష్టాలను తగ్గించడానికి ప్రత్యేకంగా ఉపయోగపడుతుంది.

మరో స్పష్టమైన కారణం ఏమిటంటేసౌరశక్తి చాలా ఉంది.భూమి సూర్యుని నుండి ఎంత శక్తిని పొందుతుందో లెక్కించడంలో చాలా సూక్ష్మమైన తేడాలు ఉన్నాయి.ఎండ రోజున సగటు సముద్ర మట్టం చదరపు మీటరుకు 1kW లేదా పగలు/రాత్రి చక్రం, సంఘటన కోణం మరియు కాలానుగుణత వంటి అంశాలను పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, సగటున రోజుకు చదరపు మీటరుకు ఉంటుంది.M 6kWh.

సౌర ఘటాలు కాంతివిద్యుత్ ప్రభావాన్ని ఉపయోగించి ఫోటాన్ల ప్రవాహం రూపంలో సంఘటన కాంతిని విద్యుత్ శక్తిగా మారుస్తాయి.ఫోటాన్లు డోప్డ్ సిలికాన్ వంటి సెమీకండక్టర్ పదార్థాల ద్వారా గ్రహించబడతాయి మరియు వాటి శక్తి ఎలక్ట్రాన్‌లను వాటి పరమాణు లేదా పరమాణు కక్ష్యల నుండి ఉత్తేజపరుస్తుంది.ఈ ఎలక్ట్రాన్లు అదనపు శక్తిని వేడిగా వెదజల్లడానికి మరియు దాని కక్ష్యకు తిరిగి రావడానికి లేదా ఎలక్ట్రోడ్‌కు వ్యాపించి, ఎలక్ట్రోడ్‌పై సృష్టించే సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని భర్తీ చేయడానికి విద్యుత్తులో భాగమవుతాయి.

అన్ని శక్తి మార్పిడి ప్రక్రియల వలె, సౌర ఘటాలకు అన్ని శక్తి ఇన్‌పుట్ విద్యుత్ శక్తి యొక్క ప్రాధాన్య రూపంలో ఉత్పత్తి చేయబడదు.వాస్తవానికి, మోనోక్రిస్టలైన్ సిలికాన్ సౌర ఘటాల శక్తి సామర్థ్యం చాలా సంవత్సరాలుగా 20% మరియు 25% మధ్య ఉంది.అయినప్పటికీ, సోలార్ ఫోటోవోల్టాయిక్స్‌కు అవకాశం చాలా గొప్పది, ఈ చిత్రంలో NREL చూపిన విధంగా, సెల్ మార్పిడి సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి పెరుగుతున్న సంక్లిష్ట నిర్మాణాలు మరియు పదార్థాలను ఉపయోగించడానికి పరిశోధనా బృందం దశాబ్దాలుగా కృషి చేస్తోంది.

చూపిన అధిక శక్తి సామర్థ్యాన్ని సాధించడం అనేది సాధారణంగా బహుళ విభిన్న పదార్థాలు మరియు మరింత సంక్లిష్టమైన మరియు ఖరీదైన తయారీ సాంకేతికతలను ఉపయోగించడం వల్ల జరుగుతుంది.

అనేక సౌర కాంతివిపీడన పరికరాలు వివిధ రకాలైన స్ఫటికాకార సిలికాన్ లేదా సిలికాన్, కాడ్మియం టెల్యురైడ్ లేదా కాపర్ ఇండియం గాలియం సెలీనైడ్ యొక్క పలుచని చిత్రాలపై ఆధారపడి ఉంటాయి, 20% నుండి 30% మార్పిడి సామర్థ్యంతో ఉంటాయి.బ్యాటరీ మాడ్యూల్‌లో నిర్మించబడింది మరియు ఇన్‌స్టాలర్ సోలార్ ఫోటోవోల్టాయిక్ పవర్ జనరేషన్ సిస్టమ్‌ను నిర్మించడానికి ఈ మాడ్యూళ్లను ప్రాథమిక యూనిట్‌గా ఉపయోగించవచ్చు.

శక్తి సామర్థ్య సవాలు

కాంతివిపీడన మార్పిడి భూమి యొక్క ఉపరితలం యొక్క ప్రతి చదరపు మీటరుపై కిలోవాట్ల సౌరశక్తి సంఘటనను 200 నుండి 300 W విద్యుత్ శక్తిగా మారుస్తుంది.వాస్తవానికి, ఇది ఆదర్శ పరిస్థితులలో ఉంది.అయినప్పటికీ, కింది కారణాల వల్ల మార్పిడి సామర్థ్యం తగ్గవచ్చు: వర్షం, మంచు మరియు బ్యాటరీ ఉపరితలంపై పేరుకుపోయిన ధూళి, సెమీకండక్టర్ పదార్థాల వృద్ధాప్యం ప్రభావం మరియు వృక్షసంపద పెరుగుదల వంటి పర్యావరణ మార్పుల కారణంగా పెరిగిన నీడ లేదా కొత్త భవనాల నిర్మాణం.

అందువల్ల, వాస్తవికత ఏమిటంటే, సౌరశక్తి ఉచితం అయినప్పటికీ, ఉపయోగకరమైన విద్యుత్ శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి సౌరశక్తిని ఉపయోగించడం కోసం సేకరణ, నిల్వ మరియు చివరిగా విద్యుత్ శక్తిగా మార్చడం యొక్క ప్రతి దశను జాగ్రత్తగా ఆప్టిమైజ్ చేయడం అవసరం.శక్తి సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి అతిపెద్ద అవకాశాలలో ఒకటి రూపకల్పనఇన్వర్టర్, ఇది సౌర శ్రేణి (లేదా దాని బ్యాటరీ నిల్వ) యొక్క DC అవుట్‌పుట్‌ను ప్రత్యక్ష వినియోగం లేదా గ్రిడ్ ద్వారా ప్రసారం చేయడానికి AC కరెంట్‌గా మారుస్తుంది.

ఇన్వర్టర్ DC ఇన్‌పుట్ కరెంట్ యొక్క ధ్రువణతను AC అవుట్‌పుట్‌కు దగ్గరగా ఉండేలా మారుస్తుంది.ఎక్కువ స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ, అధిక మార్పిడి సామర్థ్యం.ఒక సాధారణ స్విచ్ ఒక నిరోధక లోడ్‌ను నడపగల స్క్వేర్ వేవ్ అవుట్‌పుట్‌ను ఉత్పత్తి చేయగలదు, కానీ హార్మోనిక్స్‌తో, ఇది స్వచ్ఛమైన సైన్ వేవ్ AC ద్వారా ఆధారితమైన మరింత సంక్లిష్టమైన ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలను దెబ్బతీస్తుంది.అందువలన, ఇన్వర్టర్ డిజైన్ బ్యాలెన్స్ కీ మారింది.ఒకవైపు,శక్తి సామర్థ్యం, ​​ఆపరేటింగ్ వోల్టేజ్ మరియు విద్యుత్ ఉత్పత్తిని మెరుగుపరచడానికి స్విచింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీని పెంచడం, మరోవైపు,స్క్వేర్ వేవ్‌ను సున్నితంగా చేయడానికి ఉపయోగించే సహాయక భాగాల ధరను తగ్గించడానికి.