आरवी (RV) सौर प्रणालियाँ: एक निर्माता-इंजीनियर की अपेक्षाएँ

पहले “लोड” (उपयोग होने वाली ऊर्जा) की जानकारी एकत्र करें, न कि छत की…

किसी भी चीज़ को मापने से पहले, सभी उपकरणों (लाइट, पंखे, वॉटर पंप, लैपटॉप, टीवी, फ्रिज आदि) की ऊर्जा-आवश्यकताओं की सूची तैयार करें। प्रत्येक उपकरण की दैनिक ऊर्जा-आवश्यकता को “वॉट-घंटे” (watt-hours) में परिवर्तित करें, फिर उन उपकरणों को दो सूचियों में विभाजित करें –

1. वे उपकरण जो 12 वोल्ट डीसी (DC) पर काम करते हैं,
2. वे उपकरण जिनके लिए इन्वर्टर (inverter) की आवश्यकता है।

डीसी पर काम करने वाले उपकरणों को चलाने में कम लागत आती है; जबकि इन्वर्टर की आवश्यकता वाले उपकरणों के कारण प्रणाली अक्सर अत्यधिक शक्तिशाली बन जाती है। उदाहरण के लिए, 1,500 वॉट का उपकरण दस मिनट तक चलने पर उतनी ही ऊर्जा खपत करता है जितनी एक एलईडी (LED) लाइट एक सप्ताह में।

नोट: प्रणाली को सही तरीके से डिज़ाइन करने हेतु उपकरणों की वास्तविक ऊर्जा-आवश्यकताओं का सटीक अनुमान लेना आवश्यक है।

बैटरी रसायनविज्ञान (Battery Chemistry) संबंधी निर्णय अगला कदम है।

हम नए उपकरणों के लिए “डीप-साइकल लिथियम (LiFePO4)” बैटरियों की सिफारिश करते हैं – क्योंकि ये समान उपयोगी क्षमता के साथ लेड-एसिड बैटरियों की तुलना में हल्की होती हैं, और उपयोगी क्षमता ही सबसे महत्वपूर्ण है। व्यवहारिक रूप से, 200 एएच (Ah) क्षमता वाली लेड-एसिड बैटरी अपनी क्षमता का लगभग आधा ही उपयोग कर पाती है; जबकि 200 एएच क्षमता वाली लिथियम-फे-पीओ4 (LiFePO4) बैटरी अपनी पूरी क्षमता का उपयोग कर पाती है। यह अंतर आवश्यक बैटरी संख्या एवं बैटरी प्रबंधन प्रणाली (Battery Management System – BMS) के चयन को प्रभावित करता है। लिथियम बैटरियाँ लेड-एसिड बैटरियों की तुलना में ओवर-डिस्चार्ज (over-discharge) से भी बेहतर तरीके से सुरक्षित रहती हैं।**

छत का मूल्यांकन: छत का क्षेत्रफल ही बजट निर्धारित करेगा।

छत की जांच करें कि वहाँ कोई गड्ढे, उभार, वेंट, एयर कंडीशनर या एंटीना तो नहीं हैं, एवं छत की सामग्री को भी ध्यान में रखें। क्योंकि फाइबरग्लास, एल्यूमिनियम एवं रबर से बनी छतों के लिए चिपकाने वाले पदार्थ एवं कसने वाले उपकरण अलग-अलग होते हैं। समतल, बिना किसी अवरोध के वाले भागों का आकार मापें एवं उनका योग निकालें; पैनलों के बीच हवा के प्रवाह एवं तापीय विस्तार के लिए 2–5 सेमी की दूरी रखें। पैनल विभिन्न आकारों में उपलब्ध होते हैं, इसलिए पहले ही मापे गए क्षेत्रफल के आधार पर ही सीलिंग की योजना बनाएँ। यदि पैनलों को एक तरफ फैलाया जा सकता है, तो यह क्षेत्रफल और भी बढ़ जाएगा; लेकिन ध्यान रखें कि स्लाइड-आउट पैनल केवल दिन के सूर्य की ओर ही मुड़ता है। विस्तार के लिए जगह जरूर छोड़ें। यदि आपने अभी से ही आवश्यक जगह एवं नियंत्रण उपकरणों की क्षमता का ध्यान रख लिया है, तो बाद में पैनल जोड़ना सस्ता पड़ेगा; लेकिन यदि पहले से बनी सीलिंग को काटकर फिर से बनाना पड़े, तो वह महंगा पड़ेगा। माउंटिंग (Mounting): दो विकल्प:

• Z-ब्रैकेट (ड्रिल किए गए). ये अधिक मजबूत यांत्रिक कनेक्शन प्रदान करते हैं, एवं ऊष्मा के प्रवाह में सुधार करते हैं; क्योंकि पैनल छत से थोड़ा ऊपर होता है। हर छेद को एक उपयुक्त सीलेंट से सील किया जाता है, कोई अपवाद नहीं। यह हमारी सलाह है ऐसे आरवी (RV) पर इनका उपयोग करने के लिए, जो बाहर रहते हैं।
• चिपकाऊ पदार्थ (ड्रिल के बिना). इसका उपयोग तेज़ एवं उलटने योग्य तरीके से किया जा सकता है; जो किराए पर लिए गए वाहनों या ऐसी कंपोजिट छतों पर बहुत महत्वपूर्ण है, जिन्हें छेदने की आवश्यकता नहीं होती। इसकी सफलता सतह की तैयारी पर निर्भर करती है: दोनों सतहों को निर्दिष्ट क्लीनर से साफ करें, पूरी तरह सूखने दें, एवं एक साफ बॉन्डिंग लाइन बनाएँ। डेंट वाली या लचीली छतों पर, चिपके हुए पैनल अंततः फ्रेम को नुकसान पहुँचा सकते हैं।

चाहे आप जो भी विकल्प चुनें: एक ही मॉडल के पैनलों को एक ही समूह में उपयोग करें, हर जगह मजबूत कनेक्शन बनाएँ, एवं हर छेद पर वाटरप्रूफिंग करें। यदि एक ही कंट्रोलर में अलग-अलग मॉडल के पैनल हों, तो पूरा सिस्टम सबसे कमजोर पैनल के कार्य-बिंदु की ओर धकेल दिया जाएगा; इसलिए एक ही मॉडल के पैनलों का उपयोग ही अनुशंसित है।

वायरिंग, कंट्रोलर, इन्वर्टर (Wiring, Controller, Inverter)

केबल का आकार, पैनल की वाटेज (wattage) के आधार पर नहीं, बल्कि पैनल से निकलने वाली धारा (current) के आधार पर चुना जाना चाहिए। पैनल से निकलने वाली धारा छत से बैटरी की ओर कंट्रोलर तक जाती है, एवं छोटे आकार का केबल ना केवल ऊर्जा की बर्बादी का कारण बनता है, बल्कि आग लगने का भी जोखिम पैदा करता है। चार्ज कंट्रोलर को ठंडी, सूखी एवं हवादार जगह पर ही लगाएँ; गर्मी कंट्रोलर को नष्ट कर सकती है। एमपीपीटी (MPPT – Maximum Power Point Tracking) यूनिट भी गर्मी के कारण अपनी क्षमता कम कर देती है।

यदि आपके पैनल का वोल्टेज बैटरी के वोल्टेज से काफी अधिक है (जो आधुनिक पैनलों के लिए सामान्य है), तो एमपीपीटी कंट्रोलर वह अंतर पूरा कर देगा जिसे पीडब्ल्यूएम (PWM – Pulse Width Modulation) यूनिट बर्बाद कर देता। खरीदने से पहले अपने आँकड़ों की जाँच हमारे कंट्रोलर आकार निर्धारण कैलकुलेटर में करें। इन्वर्टर को सबसे बड़े मोटर के “सर्ज लोड” (surge load) के अनुसार ही चुनें, न कि उसकी चलने वाली वाटेज के आधार पर; साथ ही इन्वर्टर को कम समय तक ही चलाएँ, क्योंकि उच्च धारा पर डीसी (DC) ऊर्जा की हानि अधिक होती है।

कमीशनिंग (Commissioning): वे परीक्षण जो गलतियों को पहचानते हैं

(“Commissioning: The tests that detect mistakes.”)

प्रत्येक पैनल की स्थापना से पहले उस पर लगने वाले टॉर्क (torque) की जाँच करें, पहले कनेक्शन से पहले उस पैनल की ध्रुवता (polarity) की पुष्टि करें, फिर एक सूरजीले दिन पैनलों के वोल्टेज (array voltage), चार्जिंग करंट (charge current), एवं बैटरी की चार्ज स्थिति (battery state of charge) की जाँच करें। सबसे आम चार प्रकार की खराबियाँ हैं:

1. पैनल कोई ऊर्जा उत्पन्न न कर रहे हों (कारण – खराब कनेक्टर या ट्रिप किया गया ब्रेकर),
2. बैटरी चार्ज न ले रही हो (कारण – कंट्रोलर में गलत सेटिंग्स होना या बीएमएस BMS – Battery Management System द्वारा चार्जिंग रोक दी जाना),
3. इन्वर्टर काम करना बंद कर दे (कारण – वोल्टेज में उतार-चढ़ाव या कम वोल्टेज),
4. बैटरी की क्षमता धीरे-धीरे कम हो जाए (कारण – बैटरी को लगातार कम मात्रा में चार्ज किया जाना)।

प्रत्येक खराबी का समाधान स्थापना के समय (commissioning) सस्ता होता है; लेकिन बाद में उसका समाधान महंगा पड़ सकता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (Frequently Asked Questions):

क्या पैनल लगाने के लिए छेद करने पड़ेंगे? जरूरी नहीं। चिपकाऊ पदार्थ (adhesive) का उपयोग करके भी पैनल लगाए जा सकते हैं; लेकिन यह पूरी तरह सतह की तैयारी पर निर्भर करता है। हालाँकि, ऐसी व्यवस्था में पैनल छत पर ठीक से स्थिर नहीं रहते (क्योंकि छत झुक सकती है)। एक पूरी प्रणाली की कीमत कितनी है? कीमत आपकी लोड-सूची (load list) के बिना निश्चित नहीं की जा सकती। पहले अपनी लोड-सूची तैयार करें; उसके आधार पर हार्डवेयर की सूची एवं पूरी प्रणाली की कीमत तय होगी।

पैनलों की देखभाल कैसे करें? जब वे गंदे हो जाएँ, तो उन्हें साफ कर दें; सीलों एवं फिक्सरों की नियमित जाँच करें, एवं प्रतिवर्ष ब्रैकेटों पर लगे टॉर्क (torque) की जाँच करें। इससे ज्यादातर समस्याओं का समाधान हो जाएगा।

क्या सौर ऊर्जा से आरवी (RV) का एयर कंडीशनर चल सकता है? “आसानी से” नहीं… एवं यहीं पर कई छोटे सौर प्रणालियाँ अत्यधिक मूल्य पर बेची जाती हैं। एक आरवी का एयर कंडीशनर लगभग 1,000–2,000 वॉट की ऊर्जा की आवश्यकता करता है; इसके शुरुआती चरण में ऊर्जा की मात्रा अधिक होती है। इसलिए सौर ऊर्जा से इसे चलाने के लिए एक बड़ी सौर प्रणाली, एक बड़ी बैटरी एवं एक बड़ा इन्वर्टर आवश्यक है। एक उचित आकार की सौर प्रणाली लाइटें, पंप, पंखे एवं फ्रिज को आराम से चला सकती है; लेकिन एयर कंडीशनर के लिए अलग से ऊर्जा स्रोत (जैसे शेयर बिजली या जनरेटर) की आवश्यकता होती है।

दायरा: यह पृष्ठ आरवी एवं कार्गो वैनों पर उपयोग होने वाली 12 वोल्ट एवं 24 वोल्ट की डीसी (DC) सौर प्रणालियों के बारे में जानकारी देता है। यह वाहनों की अल्टरनेटर चार्जिंग प्रणालियों, वाणिज्यिक वाहनों में सौर प्रणालियों के उपयोग, या 120 वोल्ट के उपकरणों के सौर ऊर्जा से चलने संबंधी विवरणों पर नहीं चर्चा करता। इन सिफारिशों में प्रयोग होने वाले कंट्रोलर एवं बैटरियाँ हमारे “ऑल-इन-वन सौर स्ट्रीट लाइट्स” (All-in-One Solar Street Lights – /all-in-one-solar-street-light) में भी प्रयोग में आते हैं।

适用范围 ：以上针对房车的太阳能系统。RV 已有蓄电池与充电系统，方案应与之并联而非独立。若 RV 无既有系统，本文方案需重新设计。本文不涉及 RV 电气改装的具体法规。