ફોટોવોલ્ટેઇક સોલર પેનલ કેવી રીતે કામ કરે છે અને તેના ફાયદા

નવીનીકરણીય શક્તિઓ સાથે, સૌર ઊર્જા તે વૈશ્વિક સ્તરે સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી અને ઓળખાતી એક છે. ખાસ કરીને, સ્પેનમાં ઘરો અને વ્યવસાયોની છત પર નાના સ્વ-ઉપયોગ સ્થાપનો તાજેતરના વર્ષોમાં નોંધપાત્ર રીતે વધ્યા છે. જેમ જેમ સૌર પેનલના ખર્ચમાં ઘટાડો થાય છે અને પર્યાવરણીય ચિંતાઓ વધે છે, તેમ તેમ વધુ લોકો તેમના વીજળીના બીલને ઘટાડવા અને પર્યાવરણીય ટકાઉપણુંમાં યોગદાન આપવા માટે ફોટોવોલ્ટેઇક સ્થાપનોને યોગ્ય વિકલ્પ શોધે છે. જો કે, ઘણા લોકો હજુ પણ આશ્ચર્ય કરે છે કેવી રીતે સોલર પેનલ કામ કરે છે.

આ લેખમાં આપણે સૌર પેનલના સંચાલન, તેના બહુવિધ લાભો અને તેમને વિવિધ ઉપયોગો માટે યોગ્ય બનાવે છે તેની વિશેષતાઓ વિશે ખૂબ જ વિગતમાં જવાના છીએ. વધુમાં, અમે સૌર પેનલના પ્રકારો, તેમની શક્તિ અને અન્ય મહત્વપૂર્ણ પરિબળોને ધ્યાનમાં લઈશું.

ફોટોવોલ્ટેઇક સોલર પેનલ્સ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે

ફોટોવોલ્ટેઇક સૌર ઊર્જા વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે સૌર કિરણોત્સર્ગનો ઉપયોગ કરીને કામ કરે છે. આ પ્રક્રિયા ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસર પર આધારિત છે, જે ત્યારે થાય છે જ્યારે સિલિકોન જેવી ચોક્કસ સામગ્રી સૂર્યપ્રકાશના સંપર્કમાં આવે ત્યારે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરે છે. ફોટોનની ઉર્જા (પ્રકાશના કણો) તેમના પરમાણુમાંથી ઈલેક્ટ્રોન છોડે છે, જે વિદ્યુત પ્રવાહનો પ્રવાહ બનાવે છે.

એ સમજવું અગત્યનું છે કે એ ફોટોવોલ્ટેઇક સોલર પેનલ તે સૌર કોષોની શ્રેણીનું બનેલું છે. આ ફોટોવોલ્ટેઇક કોષો સિલિકોનના સ્તરોથી બનેલા છે જેને ફોસ્ફરસ અને બોરોન જેવા અન્ય તત્વો સાથે સારવાર આપવામાં આવી છે. આ સારવાર માટે આભાર, સિલિકોન સ્તરો હકારાત્મક અને નકારાત્મક ભાગ વચ્ચેના ચાર્જમાં તફાવત બનાવી શકે છે, જે તેમના પર પ્રકાશ પડે ત્યારે વીજળી ઉત્પન્ન કરવાની મંજૂરી આપે છે.

ફોટોવોલ્ટેઇક પેનલમાં ઉત્પન્ન થતી વીજળી ડાયરેક્ટ કરંટ (DC) છે, જે આપણા ઘરોમાં સીધો ઉપયોગ કરી શકાતી નથી. આ કરવા માટે, તે એ સાથે જોડાય છે પાવર ઇન્વર્ટર, જે ડાયરેક્ટ કરંટને વૈકલ્પિક પ્રવાહ (AC) માં રૂપાંતરિત કરે છે, જે મોટાભાગના ઉપકરણો અને વિદ્યુત ઉપકરણો ઘરે ઉપયોગ કરે છે.

સૌર પેનલ્સનું પ્રદર્શન ઘણા પરિબળો પર આધારિત છે, જેમ કે સૂર્યપ્રકાશની માત્રા. એટલે કે, સૂર્યના દિવસોમાં, પેનલ વાદળછાયું દિવસો કરતાં વધુ વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે. અન્ય ઘટકો જેમ કે પેનલ ઓરિએન્ટેશન અને ટિલ્ટ એંગલ પણ કાર્યક્ષમતામાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.

સૌર ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમના ઘટકો

ફોટોવોલ્ટેઇક સોલાર એનર્જી સિસ્ટમમાં માત્ર સૌર પેનલનો જ સમાવેશ થતો નથી, પરંતુ ઘર અથવા સુવિધાને વીજળીનો પુરવઠો સુનિશ્ચિત કરવા માટે એકસાથે કામ કરતા ઘણા મુખ્ય ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે. આ છે:

• સૌર પેનલ્સ: તેઓ સૌર ઊર્જા મેળવે છે અને તેને વીજળીમાં રૂપાંતરિત કરે છે.
• રોકાણકાર: તે પેનલ્સમાં પેદા થતા સીધા પ્રવાહને વૈકલ્પિક પ્રવાહમાં રૂપાંતરિત કરે છે.
• દ્વિપક્ષીય પ્રતિ: તે ઇન્સ્ટોલેશન દ્વારા ઉત્પાદિત અને ગ્રીડને મોકલવામાં આવતી વીજળીને માપે છે, જો ત્યાં વધારાની હોય તો.
• બેટરી (વૈકલ્પિક): જ્યારે સૂર્ય ન હોય ત્યારે તે વાપરવા માટે વધારાની ઊર્જાનો સંગ્રહ કરે છે.

સૌર પેનલની શક્તિ અને તેની કામગીરી

સૌથી સામાન્ય પ્રશ્નો પૈકી એક છે શક્તિ કેવી રીતે માપવામાં આવે છે સૌર પેનલ અને તેની કામગીરી. સોલર પેનલની શક્તિ માપવામાં આવે છે પીક વોટ્સ અથવા Wp. આ સૂચક પ્રમાણભૂત ઇન્સોલેશન અને તાપમાન સાથે, આદર્શ પરિસ્થિતિઓમાં પ્લેટ ઉત્પન્ન કરી શકે તેવી મહત્તમ વીજળીને પ્રતિબિંબિત કરે છે.

જો કે, સૌર પેનલ વાસ્તવમાં કેટલી વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે તે સમગ્ર દિવસ અને વર્ષ દરમિયાન નોંધપાત્ર રીતે બદલાય છે, કારણ કે તે ઉપલબ્ધ સૂર્યપ્રકાશની માત્રા પર સીધો આધાર રાખે છે. તેથી જ પીક વોટ માપનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, પરંતુ એવું ન માની લેવું જોઈએ કે પેનલ તે રકમ દરેક સમયે આઉટપુટ કરશે.

સોલર પેનલ ઇન્સ્ટોલેશનનું મૂલ્યાંકન કરતી વખતે, વાસ્તવિક કામગીરીને અસર કરતા ઘણા પરિબળોને ધ્યાનમાં લેવું મહત્વપૂર્ણ છે. આ ભૌગોલિક સ્થાન તે સૌથી મહત્વપૂર્ણ પરિબળોમાંનું એક છે, કારણ કે વર્ષ દરમિયાન તમામ વિસ્તારોમાં સમાન પ્રમાણમાં સૂર્ય પ્રાપ્ત થતો નથી. વધુમાં, ધ છત અભિગમ અને ઝોક કોણ તેઓ પેનલ્સની કાર્યક્ષમતામાં નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે. દક્ષિણ તરફ અને શ્રેષ્ઠ ઝોક સાથેની છત સૂર્યપ્રકાશના સંગ્રહને મહત્તમ કરશે.

પાવર ઇન્વર્ટર એ અન્ય ઘટક છે જે સિસ્ટમની એકંદર કાર્યક્ષમતાને પણ પ્રભાવિત કરે છે. કેટલાક ઇન્વર્ટર્સમાં અદ્યતન તકનીકો હોય છે જે DC થી AC માં રૂપાંતરિત પાવરની માત્રાને ઑપ્ટિમાઇઝ કરે છે, પરંતુ તેમની કાર્યક્ષમતા ઇન્સ્ટોલેશનના પ્રકાર પર પણ આધાર રાખે છે.

સૌર પેનલના પ્રકારોમાં વિવિધતા

આજના બજારમાં, સોલાર પેનલ ટેક્નોલોજીઓ માટે ઘણા વિકલ્પો છે, દરેક પોતપોતાના ફાયદા અને ગેરફાયદા સાથે. સૌથી વધુ લોકપ્રિય પ્રકારો આકારહીન, પોલીક્રિસ્ટલાઇન અને મોનોક્રિસ્ટલાઇન પેનલ્સ છે.

• આકારહીન સૌર પેનલ્સ: આ ઓછા સામાન્ય છે કારણ કે તેમની કામગીરી ઓછી છે. તેમનો મુખ્ય ફાયદો એ છે કે તેઓ સસ્તી છે, પરંતુ ખામી સાથે તેઓ ઉપયોગના પ્રથમ મહિના દરમિયાન ઝડપથી કાર્યક્ષમતા ગુમાવે છે.
• પોલિક્રિસ્ટલાઇન પેનલ્સ: તેઓ બહુવિધ સિલિકોન સ્ફટિકોથી બનેલા હોય છે અને ઉત્પાદન માટે સામાન્ય રીતે સસ્તું હોય છે. જો કે, તેઓ મોનોક્રિસ્ટલાઇનની તુલનામાં ઓછી કાર્યક્ષમતા પ્રદાન કરે છે. તેનો વાદળી રંગ લાક્ષણિકતા છે.
• મોનોક્રિસ્ટલાઇન પેનલ્સ: આ બજારમાં સૌથી વધુ કાર્યક્ષમ છે. તેઓ ઉચ્ચ શુદ્ધતા સિલિકોનના એક સ્ફટિકથી બનેલા છે, જે ઇલેક્ટ્રોનને વધુ મુક્તપણે ખસેડવા દે છે, પ્રતિ ચોરસ મીટર વધુ વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે. જો કે તેઓ વધુ ખર્ચાળ છે, તેમની કાર્યક્ષમતા રોકાણને યોગ્ય ઠેરવે છે.

મોનોક્રિસ્ટાલિન પ્લેટોના ફાયદા

જોકે પોલીક્રિસ્ટલાઇન પેનલ વધુ સસ્તું છે, મોનોક્રિસ્ટાલિન તેમને ઘણા કારણોસર શ્રેષ્ઠ વિકલ્પ માનવામાં આવે છે:

• શ્રેષ્ઠ કાર્યક્ષમતા: મોનોક્રિસ્ટલાઇન પેનલ્સમાં ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા હોય છે, એટલે કે તેઓ ઓછી જગ્યા સાથે વધુ વીજળી ઉત્પન્ન કરી શકે છે.
• ઓછા સૌર કિરણોત્સર્ગ હેઠળ બહેતર પ્રદર્શન: આ પેનલ વાદળછાયું દિવસોમાં અથવા ઓછા સૂર્યના સંપર્કમાં વધુ સારી કામગીરી બજાવે છે.
• વધુ ટકાઉપણું: મોનોક્રિસ્ટાલિન સમય પસાર થવાનો વધુ સારી રીતે પ્રતિકાર કરે છે અને વધુ વર્ષો સુધી તેમનું પ્રદર્શન જાળવી રાખે છે.
• કૃત્રિમ: દ્રશ્ય સ્તર પર, આ પેનલ વધુ સૌંદર્યલક્ષી હોય છે, કારણ કે તેમનો કાળો રંગ છતમાં વધુ સારી રીતે સંકલિત થાય છે.

સૂર્યમંડળના પ્રભાવને પ્રભાવિત કરતા પરિબળો

જો કે સૌર પેનલ્સ એક ઉત્તમ ઉકેલ છે, તેમ છતાં તેમની કામગીરીને ઘણા પરિબળો દ્વારા અસર થઈ શકે છે. મુખ્ય સમસ્યાઓમાંની એક પેનલ્સ પર પડછાયાઓનો દેખાવ છે. છાંયો, નજીકના વૃક્ષો અથવા ઇમારતોમાંથી, ફોટોવોલ્ટેઇક કોષો સુધી પહોંચતા પ્રકાશની માત્રાને સીધી અસર કરે છે, તેમના વીજળીના ઉત્પાદનમાં ઘટાડો કરે છે.

ધ્યાનમાં લેવાનું બીજું પરિબળ છે સોલાર પેનલ પર ગંદકી. સમય જતાં, ધૂળ, પાંદડા અને અન્ય કચરો પેનલ્સની સપાટી પર એકઠા થઈ શકે છે, સૂર્યપ્રકાશને અવરોધે છે. શ્રેષ્ઠ કામગીરી જાળવવા માટે, નિયમિત સફાઈ જરૂરી છે.

આ ઉપરાંત, ઉચ્ચ તાપમાન તેઓ પ્રભાવને પણ અસર કરી શકે છે, કારણ કે પેનલ્સ મધ્યમ તાપમાને શ્રેષ્ઠ કામ કરે છે. 25ºC થી ઉપરની દરેક ડિગ્રી માટે, સૌર પેનલ તેમની નજીવી શક્તિના 0,25% અને 0,35% વચ્ચે ગુમાવી શકે છે.

આ બેટરી તે અન્ય વૈકલ્પિક ઘટક છે જે સૌરમંડળના પ્રભાવને પ્રભાવિત કરી શકે છે. એવા વિસ્તારોમાં જ્યાં સૂર્યપ્રકાશ ઓછો હોય છે, અથવા જેઓ દિવસ દરમિયાન ઉત્પન્ન થતી ઉર્જાનો મહત્તમ ઉપયોગ કરવા માગે છે, બેટરીઓ રાત્રે અથવા વાદળછાયું દિવસોમાં ઉપયોગ માટે વધારાની ઊર્જા સંગ્રહિત કરવાની મંજૂરી આપે છે.

પણ, આ અભિગમ અને ઝોક સૌર પેનલ શ્રેષ્ઠ હોવી જોઈએ. ઉત્તર ગોળાર્ધમાં દક્ષિણ દિશા આદર્શ છે. વધુમાં, ભૌગોલિક સ્થાનના આધારે પેનલનો ઝોક 30 થી 45 ડિગ્રી વચ્ચે હોય છે.

જ્યારે સૂર્ય ન હોય ત્યારે શું થાય છે?

સૌર પેનલનો ઉપયોગ કરવા વિશેના સૌથી સામાન્ય પ્રશ્નો પૈકી એક એ છે કે જ્યારે સૂર્ય ન હોય ત્યારે શું થાય છે, જેમ કે વાદળછાયું દિવસોમાં અથવા રાત્રે. જો કે વાદળછાયું દિવસો હજુ પણ કેટલાક સૌર કિરણોત્સર્ગને જાળવી રાખે છે, જે સૌર પેનલને વીજળી ઉત્પન્ન કરવાની મંજૂરી આપે છે, તેમનું ઉત્પાદન સન્ની દિવસ કરતાં નોંધપાત્ર રીતે ઓછું હોય છે.

રાત્રિના સમયે, જ્યારે સૂર્ય ન હોય, ત્યારે ગ્રીડ-બંધ સોલાર સિસ્ટમ્સ યુટિલિટી ગ્રીડમાંથી વીજળીનો ઉપયોગ કરે છે જેથી સોલાર સિસ્ટમમાંથી પાવરની અછતને વળતર મળે. બીજી બાજુ, જો સિસ્ટમમાં સ્ટોરેજ બેટરી હોય, તો તે દિવસ દરમિયાન સંગ્રહિત ઊર્જા પૂરી પાડશે.

સૌર ઉર્જાનો ઉપયોગ માત્ર વીજળીના બિલમાં નોંધપાત્ર બચત જ નહીં, પણ એક ટકાઉ વિકલ્પ પણ પૂરો પાડે છે જે કાર્બન ફૂટપ્રિન્ટ ઘટાડવામાં મદદ કરે છે. જેમ જેમ ટેક્નોલોજી આગળ વધે છે તેમ, સોલાર સિસ્ટમ વધુને વધુ કાર્યક્ષમ અને સસ્તું બનતી જાય છે, જેનાથી વધુ ઘરો અને વ્યવસાયોને આ સ્વચ્છ, નવીનીકરણીય સ્ત્રોતનો લાભ મળે છે.

સૌર પેનલ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે અને ઉપલબ્ધ વિવિધ તકનીકો વિશે જ્ઞાન એ સૌર સ્થાપનમાં રોકાણ કરતી વખતે માહિતગાર નિર્ણયો લેવાની ચાવી છે. જો તમે લાંબા ગાળાના સોલ્યુશન શોધી રહ્યા છો જે તમને પર્યાવરણને બચાવવા અને તેમાં યોગદાન આપવા માટે પરવાનગી આપે છે, તો ફોટોવોલ્ટેઇક સોલર પેનલ્સ એક ઉત્તમ વિકલ્પ છે.