ग्रीष्मकालीन कॉटेज और घरों के लिए सौर पैनल: संचालन का सिद्धांत और आवश्यक राशि की गणना

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ग्रीष्मकालीन कॉटेज और घरों के लिए सौर पैनल: संचालन का सिद्धांत और आवश्यक राशि की गणना
ग्रीष्मकालीन कॉटेज और घरों के लिए सौर पैनल: संचालन का सिद्धांत और आवश्यक राशि की गणना

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जब स्वायत्त विद्युतीकरण का सवाल आता है, तो विकल्प पवन टरबाइन और सौर पैनलों के बीच होता है। पूर्व हमेशा काम करते हैं, लेकिन वे बहुत अधिक जगह लेते हैं और खतरनाक हो सकते हैं। इसलिए, सबसे अधिक बार, सौर पैनल देने के लिए और घर पर पसंद किए जाते हैं: ऑपरेशन का सिद्धांत और स्वतंत्र अध्ययन के लिए आवश्यक संख्या में पैनलों की गणना काफी सरल है।

ग्रीष्मकालीन कॉटेज और घरों के लिए सौर पैनल: आवश्यक राशि के संचालन और गणना का सिद्धांत
ग्रीष्मकालीन कॉटेज और घरों के लिए सौर पैनल: आवश्यक राशि के संचालन और गणना का सिद्धांत

परिचालन सिद्धांत

सूर्य का प्रकाश विद्युत चुम्बकीय तरंगों का एक संग्रह है जो एक तारे से भारी मात्रा में यात्रा करता है। दुर्भाग्य से, इस विकिरण को पकड़ने वाले फोटोकल्स पर्याप्त कुशल नहीं हैं, और फिलहाल, बाजार में 10 से 20% की दक्षता वाली बैटरी आम हैं।

कोई भी आधुनिक सौर ऊर्जा संयंत्र, जिसे उन्होंने देश के घर में स्थापित करने का निर्णय लिया, पी-एन संक्रमण के सिद्धांत पर काम करता है। पैनल में एक दूसरे के संपर्क में दो अर्धचालक प्लेट होते हैं। जब सूर्य का प्रकाश ऊपर से टकराता है, तो वह अपनी कुछ ऊर्जा पदार्थ में मौजूद इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित कर देता है। उसके बाद, वे शुल्क को संतुलित करने के लिए दूसरी परत की यात्रा करना शुरू करते हैं।

एक पूर्ण पैनल बनाने के लिए, दो अर्धचालक एक दूसरे से जुड़े होते हैं, धातु की पतली पट्टियों को ऊपर से लगाते हैं, जो बैटरी को इलेक्ट्रॉनों के पारित होने की सुविधा प्रदान करते हैं, और इसके माध्यम से उपकरणों की बिजली आपूर्ति होती है। भंडारण उपकरणों में वोल्टेज को डंप करते हुए, कण धातु की बेस प्लेट में चले जाते हैं, और फिर निचली, गहरी परत में, जहां से उन्हें वापस ऊपरी हिस्से में धकेल दिया जाता है। यह एक बंद चक्र बनाता है, जिसकी प्रेरक शक्ति सूर्य का प्रकाश है।

प्लेटों के प्रकार

सौर पैनलों की कई दिशाएँ हैं जिनका उपयोग निजी घर में किया जा सकता है। सामग्री के संदर्भ में, सिलिकॉन वेफर्स और पॉलिमर फिल्में सबसे आम हैं। प्रत्येक विधि के अपने फायदे और नुकसान दोनों हैं, इसलिए प्रत्येक प्रकार पर अलग से विचार करना आवश्यक है।

मानव जाति के लिए ज्ञात अन्य फोटोवोल्टिक कोशिकाओं की तुलना में चकमक पत्थर वाली प्लेटें सबसे अधिक कुशलता से काम करती हैं। जब सूर्य की किरणें चकमक पत्थर से टकराती हैं, तो उनमें निहित ऊर्जा परमाणुओं की कक्षा से इलेक्ट्रॉनों को विस्थापित कर देती है, जिससे एक निरंतर धारा उत्पन्न होती है। भंडारण में जाने वाले कण, अपने चार्ज का निर्वहन करते हैं, परमाणुओं में वापस आ जाते हैं, जहां वे फिर से ऊर्जा के साथ बमबारी कर रहे हैं। लेकिन पैसे के मामले में और पर्यावरण में उत्सर्जन के मामले में ऐसे पैनलों का उत्पादन काफी महंगा है। इसलिए, प्रयोगशालाएं अब प्रकाश से ऊर्जा निकालने के लिए अधिक पर्यावरण के अनुकूल और कुशल तरीकों की तलाश कर रही हैं।

चकमक पैनलों की विशेषताएं:

  1. मोनोक्रिस्टलाइन बैटरी में उच्चतम दक्षता होती है, जो सामान्य मॉडलों के लिए 20-22% होती है। पैनल बनाने वाले सभी फोटोकल्स एक दिशा में निर्देशित होते हैं, जिन्हें सूर्य की किरणों के लिए एक निश्चित कोण पर स्थापना की आवश्यकता होती है। जब कोण को स्थानांतरित किया जाता है, तो उत्पन्न धारा की मात्रा काफी कम हो जाती है। गोधूलि, छायांकित क्षेत्र और अनुचित रूप से घटना प्रकाश कोशिकाओं द्वारा खराब तरीके से कब्जा कर लिया जाता है, जो बैटरी को ऊर्जा पैदा करने से रोकता है। इसलिए, बड़ी मात्रा में प्रत्यक्ष सूर्य के प्रकाश और स्पष्ट दिनों के साथ ऐसे मॉड्यूल को स्थापित करना तर्कसंगत है।
  2. पॉलीक्रिस्टलाइन बैटरी। उनकी दक्षता इस तथ्य के कारण 17-18% के भीतर है कि कुछ सिलिकॉन वेफर्स अलग-अलग दिशाओं में निर्देशित होते हैं। यह ऑपरेटिंग समय को बढ़ाता है और इसका उपयोग बादल मौसम या अंधेरी जगह में किया जा सकता है।
  3. अनाकार पैनल। दक्षता 10% तक है, जो धातु या प्लास्टिक सब्सट्रेट पर जमा सिलिकॉन की बहुत पतली परत के कारण है। दक्षता धीरे-धीरे कम हो जाती है और 3-4 साल बाद बैटरी काम करना बंद कर सकती है। लेकिन सिलिकॉन फ्लेक्स की यादृच्छिक दिशा के कारण, सभी संभावित प्रकाश पर कब्जा कर लिया जाता है।
  4. हाइब्रिड पैनल में मोनोक्रिस्टलाइन कोशिकाएं होती हैं, जिसके साथ अनाकार निक्षेपण का उपयोग किया जाता है। यह प्रकाश किरणों के फंसने और संचालन समय को बढ़ाता है, जिससे दक्षता में सुधार होता है।

अलग से, बहुलक सौर कोशिकाओं को प्रतिष्ठित किया जाता है, जो एक प्लास्टिक सब्सट्रेट पर कई परतों को प्रिंट करके निर्मित होते हैं। इस तथ्य के कारण कि प्रकाश संवेदनशील सामग्री को कठोर आधार की आवश्यकता नहीं होती है, ऐसे पैनल अक्सर लचीले होते हैं। यह सुविधा उन्हें किसी भी सतह पर उपयोग करना संभव बनाती है। दक्षता 6% तक पहुंच जाती है, लेकिन महंगे सिलिकॉन की अस्वीकृति और परिवहन के दौरान नुकसान के कारण उत्पादन काफी सस्ता है। दुर्भाग्य से, तकनीक काफी नई और कम व्यापक है।

घरेलू ऊर्जा खपत

यदि लोग स्थायी रूप से और लंबे समय तक घर में रहते हैं, तो खपत की गई ऊर्जा की मात्रा प्राप्तियों में देखी जा सकती है। लेकिन फिर भी, यह केवल एक सामान्य तस्वीर होगी, जो यह समझने का अवसर प्रदान नहीं करती है कि सप्ताह के दिन और दिन के समय के आधार पर खपत कैसे बदलती है। यह पता लगाने के लिए, अतिरिक्त रूप से गणना करना आवश्यक होगा कि बिजली के कुल द्रव्यमान का कितना हिस्सा पृष्ठभूमि में उपकरणों के संचालन को बनाए रखने के लिए जाता है, और क्या होशपूर्वक उपयोग किया जाता है।

ऊर्जा खपत निर्धारित करने की प्रक्रिया:

  1. आरंभ करने के लिए, आपको पूरे घर का चक्कर लगाना चाहिए, और उन सभी उपकरणों को रिकॉर्ड करना चाहिए जो लगातार ऊर्जा की खपत करते हैं। इनमें रेफ्रिजरेटर, फ्रीजर, बॉयलर, अंडरफ्लोर हीटिंग, टेलीफोन और बहुत कुछ शामिल हैं। उसके बाद, आपको यह पता लगाने के लिए निर्देशों की जांच करनी चाहिए कि ये या अन्य उपकरण कितने kW / h की खपत करते हैं। इस स्तर पर, अप्रयुक्त उपकरण अक्सर काट दिए जाते हैं, जिससे पैसे की बचत होती है।
  2. जब निरंतर ऊर्जा खपत ज्ञात हो जाती है, तो वे चर की गणना करना शुरू कर देते हैं। एक छोटी पीक अवधि सुबह के समय होती है जब हर कोई काम या स्कूल के लिए तैयार होता है। और बिजली की जरूरत का सबसे बड़ा शिखर 17-18 घंटों के बाद आता है, जब वे काम से लौटते हैं। लेकिन यह सब प्रत्येक परिवार की आदतों पर निर्भर करता है, और इस पर शोध किया जाना चाहिए कि प्रकाश जुड़नार और अन्य उपकरण कब और कितने समय तक उपयोग किए जाते हैं। सबसे बड़े उपभोक्ता भोजन तैयार करने वाली मशीनें, टीवी और डेस्कटॉप कंप्यूटर हैं, इसलिए उनके संचालन समय की सही गणना करना विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।
  3. घरेलू उपकरणों की खपत ज्ञात होने के बाद, वे प्रकाश उपकरणों के उपयोग की आवृत्ति की निगरानी करना शुरू करते हैं। यह समझना महत्वपूर्ण है कि सर्दियों में यह बाद में उदित होता है और पहले काला हो जाता है। मॉस्को क्षेत्र में, दिन के उजाले घंटे, जब अतिरिक्त प्रकाश व्यवस्था के बिना सड़क पर वस्तुएं स्पष्ट रूप से दिखाई देती हैं, केवल 8 घंटे हैं। सूरज की रोशनी की मदद से कमरे की सामान्य रोशनी का समय और भी कम है, इसलिए लैंप का एक महत्वपूर्ण भार है, और उन्हें ध्यान में रखा जाना चाहिए।

जब सभी मान तय हो जाते हैं, तो अप्रत्याशित स्थितियों के लिए एक रिजर्व बनाने के लिए अंतिम मूल्य को 10-20% से गुणा किया जाना चाहिए। इस मान का उपयोग अतिरिक्त उपकरण और सौर पैनलों के क्षेत्र की गणना के लिए किया जाना चाहिए।

आवश्यक शक्ति की गणना के लिए योजना

धूप के दिनों की संख्या और साइट की रोशनी के आधार पर, पैनल का प्रकार चुनें। पूरी तरह से एक निजी घर प्रदान करने के लिए, आपको घर के लिए ऊर्जा खपत संकेतक की आवश्यकता होगी। गणना की सुविधा के लिए, आपको निम्नलिखित कार्य करने होंगे:

  • धूपघड़ी के दौरान होने वाले उपकरणों के काम की कुल राशि से घटाएं;
  • शेष मान को सौर अवधि से विभाजित किया जाता है।

घर के सामान्य कामकाज के लिए बैटरी में प्रति घंटे कितनी बिजली की आपूर्ति और भंडारण किया जाना चाहिए। लेकिन पैनल खरीदने से पहले, आपको किसी दिए गए क्षेत्र में सूर्यातप के स्तर (सतह पर पड़ने वाली किरणों की संख्या) का पता लगाना होगा। यदि इकाई आवासीय घर में संचालित होगी, तो आपको वर्ष के लिए न्यूनतम मूल्य देखना होगा।और अगर यह ग्रीष्मकालीन निवास है, तो वे गर्म मौसम के लिए न्यूनतम मूल्य चुनते हैं।

कुल राशि को सूर्यातप के स्तर और चयनित पैनल के प्रदर्शन से विभाजित किया जाता है। नतीजतन, घर के कामकाज के लिए आवश्यक न्यूनतम टुकड़े प्राप्त होते हैं। इस मामले में, यह महत्वपूर्ण है कि दसवें को गोल किया जाए।

वैकल्पिक उपकरण

पैनलों को स्वयं घर की मुख्य आपूर्ति से नहीं जोड़ा जा सकता है। इसके लिए कुछ और उपकरणों की आवश्यकता होगी।

अवयव:

  1. एक नियंत्रक जो वर्तमान उछाल को रोकता है। इसके माध्यम से ही पैनल को जोड़ा जा सकता है।
  2. आवश्यक क्षमता की बैटरी। पैनल से डीसी करंट जमा करता है।
  3. इन्वर्टर एक ऐसी इकाई है जो प्रत्यक्ष को प्रत्यावर्ती धारा में परिवर्तित करती है।

इन सभी तंत्रों को एक साथ फिट होना चाहिए। इसलिए, संगत उपकरणों का चयन करना आवश्यक है जो एक निश्चित शक्ति का सामना कर सकते हैं।

सौर पैनलों के साथ घरेलू विद्युतीकरण अधिक से अधिक लोकप्रिय हो रहा है, और कई लोग सोच रहे हैं कि इस पर पैसे कैसे बचाएं। दुर्भाग्य से, अब तक इस तरह की ऊर्जा का उत्पादन पारंपरिक बिजली संयंत्र की तुलना में अधिक महंगा है। लेकिन पूर्वानुमानों के अनुसार, 10 वर्षों के भीतर स्थिति विपरीत हो जाएगी, इसलिए अपने स्वयं के पैनल में निवेश करने से शीघ्र ही लाभ होगा।

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