सौर फोटोवोल्टिक प्रणालियों के वर्गीकरण का परिचय

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

1. लघु सौर ऊर्जा प्रणाली (स्मॉलडीसी)

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

2. सरल डीसी प्रणाली (सिंपलडीसी)

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 का उपयोग मुख्य रूप से दिन के दौरान किया जाता है, इसलिए सिस्टम में कोई बैटरी या नियंत्रक नहीं है। सिस्टम की एक सरल संरचना है और इसका सीधे उपयोग किया जा सकता है। फोटोवोल्टिक घटक लोड को बिजली की आपूर्ति करते हैं, जिससे बैटरी में ऊर्जा भंडारण और रिलीज की आवश्यकता समाप्त हो जाती है, साथ ही नियंत्रक में ऊर्जा का नुकसान होता है, और ऊर्जा उपयोग दक्षता में सुधार होता है।

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 एक बड़ी लोड पावर होती है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि लोड को स्थिर बिजली आपूर्ति के साथ मज़बूती से प्रदान किया जा सकता है, इसकी संगत 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 तीनों सौर फोटोवोल्टिक प्रणालियों से अलग, यह फोटोवोल्टिक प्रणाली एक ही समय में डीसी और एसी दोनों भारों के लिए बिजली प्रदान कर सकती है। सिस्टम संरचना के संदर्भ में, इसमें डीसी पावर को एसी पावर में बदलने के लिए उपरोक्त तीनों प्रणालियों की तुलना में अधिक इनवर्टर हैं। एसी लोड की मांग। आम 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 एसी और डीसी दोनों भार वाले कुछ संचार बेस स्टेशनों और एसी और डीसी भार वाले अन्य फोटोवोल्टिक बिजली संयंत्रों में किया जाता है।

5 ग्रिड-कनेक्टेड सिस्टम (यूटिलिटीग्रिडकनेक्ट)

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

6 हाइब्रिड पावर सप्लाई सिस्टम (हाइब्रिड)

सौर फोटोवोल्टिक मॉड्यूल सरणियों का उपयोग करने के अलावा, इस प्रकार की सौर फोटोवोल्टिक प्रणाली बैकअप पावर स्रोत के रूप में डीजल जनरेटर का भी उपयोग करती है। हाइब्रिड पावर सप्लाई सिस्टम का उपयोग करने का उद्देश्य विभिन्न बिजली उत्पादन तकनीकों के लाभों का व्यापक रूप से उपयोग करना और उनकी संबंधित कमियों से बचना है। उदाहरण के लिए, उपर्युक्त स्वतंत्र फोटोवोल्टिक प्रणालियों के लाभ 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 ऐसी ऊर्जा प्रदान कर सकती है जो मौसम पर निर्भर नहीं करती है। इसके फायदे हैं:

1. हाइब्रिड विद्युत आपूर्ति प्रणाली के उपयोग से भी नवीकरणीय ऊर्जा का बेहतर उपयोग किया जा सकता है।

2. उच्च प्रणाली व्यावहारिकता है।

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

4. उच्च ईंधन दक्षता.

5. लोड मिलान के लिए बेहतर लचीलापन।

हाइब्रिड प्रणाली की अपनी कमियां 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 जुड़ी हाइब्रिड बिजली आपूर्ति प्रणाली (हाइब्रिड)

सौर ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग के विकास के साथ, 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, पूरे सिस्टम के संचालन को पूरी तरह से नियंत्रित करने के लिए कंप्यूटर चिप का उपयोग करती है, सर्वोत्तम कार्यशील स्थिति प्राप्त करने के लिए विभिन्न ऊर्जा स्रोतों का व्यापक रूप से उपयोग करती है, और सिस्टम की लोड बिजली आपूर्ति गारंटी दर को और बेहतर बनाने के लिए बैटरी का उपयोग भी कर सकती है, जैसे कि एईएस का एसएमडी इन्वर्टर सिस्टम। सिस्टम स्थानीय भार के लिए योग्य बिजली प्रदान कर सकता है और एक ऑनलाइन यूपीएस (निर्बाध बिजली आपूर्ति) के रूप में काम कर सकता है। यह ग्रिड को बिजली की आपूर्ति भी कर सकता है या ग्रिड से बिजली प्राप्त कर सकता है।

सिस्टम का कार्य मोड आम तौर पर मेन्स और सौर ऊर्जा के समानांतर काम करना है। स्थानीय भार के लिए, यदि फोटोवोल्टिक मॉड्यूल द्वारा उत्पन्न विद्युत ऊर्जा लोड के लिए पर्याप्त है, तो यह लोड की मांग की आपूर्ति के लिए सीधे फोटोवोल्टिक मॉड्यूल द्वारा उत्पन्न विद्युत ऊर्जा का उपयोग करेगा। यदि फोटोवोल्टिक मॉड्यूल द्वारा उत्पन्न बिजली तत्काल लोड की मांग से अधिक है, तो अतिरिक्त बिजली ग्रिड में वापस की जा सकती है; यदि फोटोवोल्टिक मॉड्यूल द्वारा उत्पन्न बिजली पर्याप्त नहीं है, तो उपयोगिता शक्ति स्वचालित रूप से सक्रिय हो जाएगी, और उपयोगिता शक्ति का उपयोग स्थानीय लोड की मांग की आपूर्ति के लिए किया जाएगा। जब लोड की बिजली खपत एसएमडी इन्वर्टर की रेटेड मेन्स क्षमता के 60% से कम होती है, तो मेन्स स्वचालित रूप से बैटरी को चार्ज करेगा ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि बैटरी लंबे समय तक फ्लोटिंग स्थिति में रहे;

एक बार जब मेन्स पावर सामान्य हो जाती है, यानी वोल्टेज और आवृत्ति उपर्युक्त सामान्य स्थिति में बहाल हो जाती है, तो सिस्टम बैटरी को डिस्कनेक्ट कर देगा और मेन्स द्वारा संचालित ग्रिड-कनेक्टेड मोड ऑपरेशन में बदल जाएगा। कुछ ग्रिड-कनेक्टेड हाइब्रिड पावर सप्लाई सिस्टम में, सिस्टम मॉनिटरिंग, कंट्रोल और डेटा अधिग्रहण फ़ंक्शन को कंट्रोल चिप में भी एकीकृत किया जा सकता है। इस सिस्टम के मुख्य घटक नियंत्रक और इन्वर्टर हैं।