सौर फोटोवोल्टिक प्रणालियों के वर्गीकरण का परिचय

आम तौर पर, हम फोटोवोल्टिक सिस्टम को स्वतंत्र सिस्टम, ग्रिड से जुड़े सिस्टम और हाइब्रिड सिस्टम में विभाजित करते हैं।यदि सौर फोटोवोल्टिक प्रणाली के आवेदन फॉर्म के अनुसार, आवेदन पैमाने और लोड के प्रकार, फोटोवोल्टिक बिजली आपूर्ति प्रणाली को और अधिक विस्तार से विभाजित किया जा सकता है।फोटोवोल्टिक प्रणालियों को भी निम्नलिखित छह प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: लघु सौर ऊर्जा प्रणाली (स्मॉलडीसी);सरल डीसी सिस्टम (सरलडीसी);बड़ी सौर ऊर्जा प्रणाली (लार्जडीसी);एसी और डीसी बिजली आपूर्ति प्रणाली (एसी / डीसी);ग्रिड-कनेक्टेड सिस्टम (यूटिलिटीग्रिडकनेक्ट);हाइब्रिड बिजली आपूर्ति प्रणाली (हाइब्रिड);ग्रिड से जुड़ा हाइब्रिड सिस्टम।प्रत्येक प्रणाली के कार्य सिद्धांत और विशेषताओं को नीचे समझाया गया है।

1. लघु सौर ऊर्जा प्रणाली (स्मॉलडीसी)

इस प्रणाली की विशेषता यह है कि प्रणाली में केवल डीसी भार होता है और भार शक्ति अपेक्षाकृत कम होती है।पूरी प्रणाली में एक सरल संरचना और आसान संचालन है।इसका मुख्य उपयोग सामान्य घरेलू सिस्टम, विभिन्न नागरिक डीसी उत्पाद और संबंधित मनोरंजन उपकरण हैं।उदाहरण के लिए, मेरे देश के पश्चिमी क्षेत्र में इस प्रकार की फोटोवोल्टिक प्रणाली का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, और बिजली के बिना क्षेत्रों में घर की रोशनी की समस्या को हल करने के लिए लोड एक डीसी लैंप है।

2. सरल डीसी सिस्टम (सरलडीसी)

सिस्टम की विशेषता यह है कि सिस्टम में लोड डीसी लोड है और लोड के उपयोग के समय के लिए कोई विशेष आवश्यकता नहीं है।लोड मुख्य रूप से दिन के दौरान उपयोग किया जाता है, इसलिए सिस्टम में कोई बैटरी या नियंत्रक नहीं होता है।सिस्टम की एक सरल संरचना है और इसे सीधे इस्तेमाल किया जा सकता है।फोटोवोल्टिक घटक लोड को बिजली की आपूर्ति करते हैं, ऊर्जा भंडारण की आवश्यकता को समाप्त करते हैं और बैटरी में रिलीज करते हैं, साथ ही नियंत्रक में ऊर्जा हानि, और ऊर्जा उपयोग दक्षता में सुधार करते हैं।

3 बड़े पैमाने पर सौर ऊर्जा प्रणाली (लार्जडीसी)

उपरोक्त दो फोटोवोल्टिक प्रणालियों की तुलना में, यह फोटोवोल्टिक प्रणाली अभी भी डीसी बिजली आपूर्ति प्रणालियों के लिए उपयुक्त है, लेकिन इस तरह के सौर फोटोवोल्टिक सिस्टम में आमतौर पर बड़ी भार शक्ति होती है।यह सुनिश्चित करने के लिए कि लोड को एक स्थिर बिजली आपूर्ति के साथ मज़बूती से प्रदान किया जा सकता है, इसकी संबंधित प्रणाली का पैमाना भी बड़ा है, जिसके लिए एक बड़े फोटोवोल्टिक मॉड्यूल सरणी और एक बड़े सौर बैटरी पैक की आवश्यकता होती है।इसके सामान्य अनुप्रयोग रूपों में संचार, टेलीमेट्री, निगरानी उपकरण बिजली आपूर्ति, ग्रामीण क्षेत्रों में केंद्रीकृत बिजली आपूर्ति, बीकन बीकन, स्ट्रीट लाइट आदि शामिल हैं। 4 एसी, डीसी बिजली आपूर्ति प्रणाली (एसी/डीसी)

उपरोक्त तीन सौर फोटोवोल्टिक प्रणालियों से अलग, यह फोटोवोल्टिक प्रणाली एक ही समय में डीसी और एसी लोड दोनों के लिए शक्ति प्रदान कर सकती है।सिस्टम संरचना के संदर्भ में, डीसी पावर को एसी पावर में बदलने के लिए उपरोक्त तीन प्रणालियों की तुलना में अधिक इनवर्टर हैं।एसी लोड की मांगआम तौर पर, इस तरह की प्रणाली की लोड बिजली की खपत अपेक्षाकृत बड़ी होती है, इसलिए सिस्टम का पैमाना भी अपेक्षाकृत बड़ा होता है।इसका उपयोग कुछ संचार बेस स्टेशनों में एसी और डीसी भार और अन्य फोटोवोल्टिक बिजली संयंत्रों में एसी और डीसी भार के साथ किया जाता है।

5 ग्रिड-कनेक्टेड सिस्टम (यूटिलिटीग्रिडकनेक्ट)

इस तरह की सौर फोटोवोल्टिक प्रणाली की सबसे बड़ी विशेषता यह है कि फोटोवोल्टिक सरणी द्वारा उत्पन्न डीसी पावर को एसी पावर में परिवर्तित किया जाता है जो ग्रिड से जुड़े इन्वर्टर द्वारा मेन पावर ग्रिड की आवश्यकताओं को पूरा करता है, और फिर सीधे मेन नेटवर्क से जुड़ा होता है।ग्रिड से जुड़े सिस्टम में, पीवी सरणी द्वारा उत्पन्न बिजली न केवल लोड के बाहर एसी को आपूर्ति की जाती है, अतिरिक्त बिजली ग्रिड को वापस भेज दी जाती है।बरसात के दिनों में या रात में, जब फोटोवोल्टिक सरणी बिजली उत्पन्न नहीं करती है या उत्पन्न बिजली लोड की मांग को पूरा नहीं कर सकती है, तो इसे ग्रिड द्वारा संचालित किया जाएगा।

6 हाइब्रिड बिजली आपूर्ति प्रणाली (हाइब्रिड)

सौर फोटोवोल्टिक मॉड्यूल सरणी का उपयोग करने के अलावा, इस प्रकार की सौर फोटोवोल्टिक प्रणाली डीजल जेनरेटर को बैकअप पावर स्रोत के रूप में भी उपयोग करती है।हाइब्रिड बिजली आपूर्ति प्रणाली का उपयोग करने का उद्देश्य विभिन्न बिजली उत्पादन प्रौद्योगिकियों के लाभों का व्यापक उपयोग करना और उनकी संबंधित कमियों से बचना है।उदाहरण के लिए, उपर्युक्त स्वतंत्र फोटोवोल्टिक प्रणालियों के फायदे कम रखरखाव हैं, लेकिन नुकसान यह है कि ऊर्जा उत्पादन मौसम पर निर्भर करता है और अस्थिर होता है।एकल ऊर्जा स्वतंत्र प्रणाली की तुलना में, एक हाइब्रिड बिजली आपूर्ति प्रणाली जो डीजल जनरेटर और फोटोवोल्टिक सरणियों का उपयोग करती है, वह ऊर्जा प्रदान कर सकती है जो मौसम पर निर्भर नहीं करती है।इसके फायदे हैं:

1. हाइब्रिड बिजली आपूर्ति प्रणाली के उपयोग से अक्षय ऊर्जा का बेहतर उपयोग भी हो सकता है।

2. एक उच्च प्रणाली व्यावहारिकता है।

3. एकल-उपयोग डीजल जनरेटर प्रणाली की तुलना में, इसका रखरखाव कम होता है और कम ईंधन का उपयोग होता है।

4. उच्च ईंधन दक्षता।

5. लोड मिलान के लिए बेहतर लचीलापन।

हाइब्रिड सिस्टम की अपनी कमियाँ हैं:

1. नियंत्रण अधिक जटिल है।

2. प्रारंभिक परियोजना अपेक्षाकृत बड़ी है।

3. इसे स्टैंडअलोन सिस्टम की तुलना में अधिक रखरखाव की आवश्यकता होती है।

4. प्रदूषण और शोर।

7. ग्रिड से जुड़े हाइब्रिड बिजली आपूर्ति प्रणाली (हाइब्रिड)

सौर ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग के विकास के साथ, एक ग्रिड से जुड़ी हाइब्रिड बिजली आपूर्ति प्रणाली रही है जो सौर फोटोवोल्टिक मॉड्यूल सरणियों, मुख्य और आरक्षित तेल मशीनों का व्यापक रूप से उपयोग कर सकती है।इस तरह की प्रणाली आमतौर पर नियंत्रक और इन्वर्टर के साथ एकीकृत होती है, कंप्यूटर चिप का उपयोग करके पूरे सिस्टम के संचालन को पूरी तरह से नियंत्रित करने के लिए, व्यापक रूप से विभिन्न ऊर्जा स्रोतों का उपयोग करके सर्वोत्तम कार्यशील स्थिति प्राप्त करने के लिए, और बैटरी को और बेहतर बनाने के लिए भी उपयोग कर सकते हैं। सिस्टम की लोड बिजली आपूर्ति गारंटी दर, जैसे एईएस की एसएमडी इन्वर्टर प्रणाली।प्रणाली स्थानीय भार के लिए योग्य शक्ति प्रदान कर सकती है और एक ऑनलाइन यूपीएस (निर्बाध बिजली आपूर्ति) के रूप में काम कर सकती है।यह ग्रिड को बिजली की आपूर्ति भी कर सकता है या ग्रिड से बिजली प्राप्त कर सकता है।

सिस्टम का काम करने का तरीका आमतौर पर मुख्य और सौर ऊर्जा के साथ समानांतर में काम करना है।स्थानीय भार के लिए, यदि फोटोवोल्टिक मॉड्यूल द्वारा उत्पन्न विद्युत ऊर्जा लोड के लिए पर्याप्त है, तो यह लोड की मांग को पूरा करने के लिए फोटोवोल्टिक मॉड्यूल द्वारा उत्पन्न विद्युत ऊर्जा का सीधे उपयोग करेगा।यदि फोटोवोल्टिक मॉड्यूल द्वारा उत्पन्न बिजली तत्काल भार की मांग से अधिक हो जाती है, तो अतिरिक्त बिजली को ग्रिड में वापस किया जा सकता है;यदि फोटोवोल्टिक मॉड्यूल द्वारा उत्पन्न शक्ति पर्याप्त नहीं है, तो उपयोगिता शक्ति स्वचालित रूप से सक्रिय हो जाएगी, और उपयोगिता शक्ति का उपयोग स्थानीय भार की मांग को पूरा करने के लिए किया जाएगा।जब लोड की बिजली की खपत एसएमडी इन्वर्टर की रेटेड मेन क्षमता के 60% से कम होती है, तो यह सुनिश्चित करने के लिए कि बैटरी लंबे समय तक फ्लोटिंग अवस्था में है, मेन्स स्वचालित रूप से बैटरी चार्ज करेगा;यदि मुख्य विफल हो जाता है, मुख्य शक्ति विफल हो जाती है या मुख्य शक्ति यदि गुणवत्ता अयोग्य है, तो सिस्टम स्वचालित रूप से मुख्य शक्ति को डिस्कनेक्ट कर देगा और एक स्वतंत्र कार्य मोड में स्विच हो जाएगा।बैटरी और इन्वर्टर लोड द्वारा आवश्यक एसी शक्ति प्रदान करते हैं।

एक बार जब मुख्य शक्ति सामान्य हो जाती है, अर्थात, वोल्टेज और फ्रीक्वेंसी को उपर्युक्त सामान्य स्थिति में बहाल कर दिया जाता है, तो सिस्टम बैटरी को डिस्कनेक्ट कर देगा और ग्रिड-कनेक्टेड मोड ऑपरेशन में बदल जाएगा, मेन द्वारा संचालित।कुछ ग्रिड से जुड़े हाइब्रिड बिजली आपूर्ति प्रणालियों में, सिस्टम मॉनिटरिंग, नियंत्रण और डेटा अधिग्रहण कार्यों को भी नियंत्रण चिप में एकीकृत किया जा सकता है।इस प्रणाली के मुख्य घटक नियंत्रक और इन्वर्टर हैं।