क्या सौर पैनलों को सीधी सूर्य की रोशनी की आवश्यकता होती है? परिस्थितियों के आधार पर उत्पादन कैसा होता है?
क्या सौर पैनलों को सीधी सूर्य की रोशनी की आवश्यकता होती है? परिस्थितियों के आधार पर उत्पादन कैसा होता है?
संक्षिप्त उत्तर: नहीं। एक फोटोवोल्टाइक सेल (जो फोटोवोल्टाइक प्रभाव के लिए उपयोग में आने वाला अर्धचालक उपकरण है) फोटॉनों को विद्युत धारा में परिवर्तित करता है, और ये फोटॉन पूरे आकाश से आते हैं, न कि केवल सीधी सूर्य की किरणों से। सीधी सूर्य की रोशनी से उत्पादन अधिकतम होता है; लेकिन बादलले दिन में भी धुंधली रोशनी से लगभग 10% से 25% तक उत्पादन हो सकता है। वास्तविक उत्पादन का आकलन इस आधार पर किया जाता है कि स्थल पर कितनी रोशनी उपलब्ध है, और यह एक इंजीनियरिंग संबंधी प्रश्न है, न कि भौतिकी संबंधी।
परिस्थितियों के आधार पर उत्पादन कैसा होता है?
| स्थिति | सामान्य आउटपुट (% of rated) | टिप्पणियाँ |
|---|---|---|
| साफ आकाश, सीधा सूर्य | 100% (मानक, STC) | मानक परीक्षण परिस्थितियाँ: 1,000 वाट/मी², 25 °C कोशिका |
| बादली, पतली से मोटी बादलों की परत | 10–80% | आउटपुट, बादलों की घनत्व पर निर्भर करता है; यह परिसर पतले बादलों से लेकर घने बादलों तक है |
| घने बादल/बारिश | इष्टतम आउटपुट का 10–30% | बारिश भी काँच को साफ कर देती है |
| मॉड्यूल पर आंशिक छाया | इष्टतम आउटपुट का 25–50% | हानि, छाए हुए हिस्से से अधिक होती है (नीचे देखें) |
| बादलों के किनारों पर प्रकाश का प्रभाव | साफ आकाश की तुलना में आउटपुट में अल्प क्षणिक वृद्धि | यह वास्तविक है, लेकिन क्षणिक है; इस पर भरोसा न करें |
ये मान आपके स्रोत डेटा में उद्धृत हैं, गारंटियाँ नहीं हैं। वास्तविक मापन ही सबसे सटीक होगा; यदि आप इन मानों के आधार पर डिज़ाइन कर रहे हैं, तो पहले साइट पर एक सप्ताह तक आउटपुट का रिकॉर्ड रखें।
क्यों आंशिक छाया वाले मॉड्यूलों की लागत, उनके द्वारा ढके गए क्षेत्र की तुलना में अधिक होती है?
आंशिक रूप से छाए हुए मॉड्यूल, अपने कुल क्षेत्र की तुलना में कहीं अधिक आउटपुट खो सकते हैं। इसके पीछे दो कारण हैं:
बायपास डायोड (Bypass Diodes): जब किसी मॉड्यूल का कोई हिस्सा छायांकित हो जाता है, तो उस छायांकित हिस्से की सेलें वोल्टेज उत्पन्न करना बंद कर देती हैं, जिसके कारण पूरी सीरीज में धारा (करंट) कम हो जाती है। मॉड्यूल में लगे बायपास डायोड, धारा को छायांकित हिस्से के चारों ओर दूसरे रास्ते से पहुँचाते हैं; इससे मॉड्यूल को सुरक्षा मिलती है, लेकिन छायांकित सेलें उत्पादन प्रक्रिया से बाहर हो जाती हैं। सीरीज वायरिंग (String Wiring): एक सीरीज में, धारा की मात्रा सबसे कमजोर सेल द्वारा निर्धारित होती है; इसलिए एक भी छायांकित पैनल पूरी सीरीज को अपने आउटपुट की ओर खींच लेता है। इसी कारण किसी मॉड्यूल के कोने पर पड़ने वाली छाया पूरी सीरीज की उत्पादक क्षमता में 25–50% की कमी का कारण बन सकती है।
मॉड्यूल-स्तरीय इलेक्ट्रॉनिक्स (Module-Level Electronics): ऐसी समस्याओं को हल करने हेतु मॉड्यूल-स्तरीय इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का उपयोग किया जाता है। माइक्रोइन्वर्टर (Microinverters), प्रत्येक पैनल पर डीसी (DC) को एसी (AC) में परिवर्तित करते हैं; पावर ऑप्टिमाइज़र (Power Optimizers) भी डीसी स्तर पर इसी कार्य को करते हैं। इन उपकरणों के उपयोग से छायांकित पैनल अपने पड़ोसी पैनलों को नकारात्मक रूप से प्रभावित नहीं कर पाते। छाया विश्लेषण उपकरण (Shadow Analysis Tool): यदि आपके स्थल पर पैरापेट, पेड़ों या अन्य वस्तुओं की वजह से छाया पड़ रही है, तो पहले मॉड्यूल-स्तरीय इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों या छाया-विश्लेषण उपकरणों पर बजट खर्च करें; फिर ही अतिरिक्त पैनल खरीदें। हमारा छाया-विश्लेषण उपकरण पूरे वर्ष भर में छाया के प्रभावों का विश्लेषण करता है।
ठंडा मौसम, बादल, एवं तापमान संशोधन (Cold Weather, Cloudy Conditions, and Temperature Correction): ठंडे एवं बादलदार मौसम में पैनलों की उत्पादक क्षमता पर प्रभाव पड़ सकता है। इसलिए तापमान के अनुसार पैनलों के कार्य को समायोजित करने हेतु विशेष तकनीकों का उपयोग किया जाता है।
स्रोत लेख में एक दावे को सुधारने की आवश्यकता है। पैनल (ऊर्जा उत्पादक उपकरण) ठंडे मौसम में अधिक ऊर्जा उत्पन्न नहीं करते, क्योंकि “चालकता” (conductivity) में कोई सुधार नहीं होता। वास्तविक कारण वोल्टेज (voltage) है: जैसे-जैसे सेल का तापमान गिरता है, सेल का वोल्टेज बढ़ जाता है; इसलिए समान प्रकाश-मात्रा में भी ठंडे, बादलयुक्त दिन में अधिक ऊर्जा उत्पन्न हो सकती है। इसके दो व्यावहारिक परिणाम हैं:
- सर्दियाँ वह “बर्बादी का मौसम” नहीं हैं जैसा कि लोग समझते हैं। ठंडी हवा एवं कम सूर्य-कोण अक्सर गर्म, नम गर्मियों की तुलना में बेहतर परिणाम देते हैं।
- बर्फ तो केवल एक “आवरण संबंधी समस्या” है, तापमान से कोई लेना-देना नहीं है। जब बर्फ काँच पर जमी रहती है, तो ऊर्जा-उत्पादन में कमी आ जाती है; लेकिन जैसे ही बर्फ पिघल जाती है या हटा दी जाती है, ऊर्जा-उत्पादन पुनः सामान्य हो जाता है। चिकनी, झुकी हुई सतह बर्फ को अपने आप ही नीचे गिरा देती है; लेकिन बर्फीले क्षेत्रों में ऐसी सतहों को समय-समय पर साफ करने की आवश्यकता पड़ती है।
वायु प्रदूषण एवं नमी का प्रभाव भी बर्फ के समान ही होता है – ये दोनों काँच तक पहुँचने वाले विकिरण को कम कर देते हैं, एवं नम हवा प्रकाश को ऊर्जा-उत्पादक उपकरणों से दूर फैला देती है।
स्थापना स्थल एवं आकार के महत्व
(“The importance of installation location and size”)
ऊर्जा-उत्पादक उपकरणों की स्थापना स्थल एवं आकार का चयन भी ऊर्जा-उत्पादन पर प्रभाव डालता है। उचित स्थान एवं आकार ऊर्जा-उत्पादन की दक्षता को बढ़ाने में मदद करते हैं।
डिज़ाइनरों के लिए प्रतिदिन चार से छह घंटे की सीधी सूर्य किरणें ही महत्वपूर्ण हैं। हालाँकि पैनल इस सीमा से कम भी सूर्य किरणें प्राप्त कर सकते हैं, लेकिन उस कमी को पैनलों में लगे एरे (arrays) एवं बैटरियों (batteries) द्वारा पूरा किया जाना पड़ता है। झुकाव एवं दिशा: 30–45° का कोण अधिकांश क्षेत्रों के लिए उपयुक्त है; वास्तविक अनुकूल कोण भौगोलिक अक्षांश पर निर्भर करता है, एवं यह तय करता है कि वर्षभर की उत्पादकता को बढ़ाया जाए या सर्दियों में। हमारा अनुकूल झुकाव कैलकुलेटर आपके स्थान के भौगोलिक अक्षांश के आधार पर उपयुक्त कोण निकाल देता है। पैनल प्रौद्योगिकी: उच्च-कुशलता वाली सेलें एवं PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) तकनीक, पैनलों को अप्रत्यक्ष एवं परावर्तित सूर्य किरणों का अधिक लाभ पहुँचाती हैं; इसलिए बादलले दिनों में भी ये पारंपरिक पैनलों की तुलना में कम ऊर्जा खोते हैं। द्विपक्षीय पैनल (दोनों तरफ काँच वाले पैनल) जमीन या बर्फ से परावर्तित सूर्य किरणों से अतिरिक्त ऊर्जा प्राप्त करते हैं। छायादार दोपहरी जगहों पर सुबह की सूर्य किरणें वास्तव में बहुत महत्वपूर्ण हैं। पूर्व की ओर मुख करके पैनल लगाना एक उचित डिज़ाइन विकल्प है… यह कोई समझौता नहीं है।
खराब मौसम में रखरखाव
खराब मौसम की स्थितियों में पैनलों का रखरखाव आवश्यक है। इसके लिए निम्नलिखित बातों पर ध्यान देना आवश्यक है:
- पैनलों पर नमी न आए, इसलिए उन्हें सुरक्षित जगह पर रखें।
- पैनलों को धूल एवं गंदगी से बचाएँ।
- नियमित रूप से पैनलों की जाँच करें एवं आवश्यक मरम्मत कराएँ।
- बैटरियों को नियमित रूप से चार्ज करें।
- पैनलों के आसपास के इलेक्ट्रिक केबलों को सुरक्षित रूप से लगाएँ एवं उनकी जाँच करें।
बारिश तो मुफ्त में ही सफाई कर देती है… वह काँच से धूल एवं अन्य गंदगी को धो देती है… इसी कारण तूफान के बाद के दिनों में सौर ऊर्जा का उत्पादन, तूफान से पहले के दिनों की तुलना में अक्सर अधिक होता है। लेकिन बारिश, बर्फ या पत्तियों की गंदगी को नहीं हटा पाती। तूफान के बाद सतह की जाँच करें, एवं वह सब कुछ साफ कर दें जो वहाँ बच जाए। ऐसी निगरानी प्रणाली (मॉनिटरिंग सिस्टम) बनाना सबसे सस्ता तरीका है… जिससे सौर पैनलों पर होने वाली गंदगी या छाया की समस्याओं को, वे बड़ी समस्याओं में बदलने से पहले ही पता चल जाए।
यह पृष्ठ क्या नहीं कवर करता है?
यह पृष्ठ इस बात पर चर्चा नहीं करता कि प्रकाश की स्थितियाँ सौर पैनलों के उत्पादन पर कैसा प्रभाव डालती हैं… न ही यह कम तापमान में बैटरियों के व्यवहार, ऑफ-ग्रिड (off-grid) सिस्टमों के आकार-निर्धारण, या परिवर्तनशील प्रकाश-स्तर (variable irradiance) के हिसाब से चार्ज-कंट्रोलर (charge-controller) के चयन के बारे में जानकारी देता है। वर्षभर के लिए अवरोधों (obstructions) का विश्लेषण करने हेतु हमारा शैडो-एनालिसिस टूल उपयोग करें; अपने अक्षांश पर सौर ऊर्जा उत्पादन को अधिकतम करने हेतु सही झुकाव (tilt) निर्धारित करने हेतु हमारा ऑप्टिमल-टिल्ट-कैलकुलेटर उपयोग करें… पूर्ण रूप से ऑफ-ग्रिड सौर प्रणालियों (all-in-one solar systems) के बारे में जानकारी हेतु हमारे ऑल-इन-वन सौर स्ट्रीट लाइट्स देखें।