ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમ

ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમો સામાન્ય રીતે સ્વતંત્ર સિસ્ટમો, ગ્રીડ-કનેક્ટેડ સિસ્ટમ્સ અને હાઇબ્રિડ સિસ્ટમ્સમાં વિભાજિત થાય છે.સોલાર ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમના એપ્લિકેશન ફોર્મ, એપ્લિકેશન સ્કેલ અને લોડ પ્રકાર અનુસાર, તેને છ પ્રકારોમાં વહેંચી શકાય છે.

સિસ્ટમ પરિચય

સોલાર ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમના એપ્લિકેશન ફોર્મ, એપ્લિકેશન સ્કેલ અને લોડ પ્રકાર અનુસાર, ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર સપ્લાય સિસ્ટમને વધુ વિગતમાં વિભાજિત કરવી જોઈએ.ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમને નીચેના છ પ્રકારોમાં પણ વિભાજિત કરી શકાય છે: નાની સૌર પાવર સપ્લાય સિસ્ટમ (સ્મોલ ડીસી);સરળ ડીસી સિસ્ટમ (સરળ ડીસી);મોટી સોલાર પાવર સપ્લાય સિસ્ટમ (મોટી ડીસી);AC અને DC પાવર સપ્લાય સિસ્ટમ (AC/DC);ગ્રીડ-જોડાયેલ સિસ્ટમ (યુટિલિટી ગ્રીડ કનેક્ટ);હાઇબ્રિડ પાવર સપ્લાય સિસ્ટમ (હાઇબ્રિડ);ગ્રીડ સાથે જોડાયેલ હાઇબ્રિડ સિસ્ટમ.દરેક સિસ્ટમના કાર્યકારી સિદ્ધાંત અને લાક્ષણિકતાઓ નીચે વર્ણવેલ છે.

પાવર સપ્લાય સિસ્ટમ

નાની સોલાર પાવર સપ્લાય સિસ્ટમની વિશેષતાઓ એ છે કે સિસ્ટમમાં માત્ર એક ડીસી લોડ છે અને લોડ પાવર પ્રમાણમાં નાનો છે, આખી સિસ્ટમ એક સરળ માળખું ધરાવે છે અને ચલાવવા માટે સરળ છે.તેનો મુખ્ય ઉપયોગ સામાન્ય ઘરગથ્થુ પ્રણાલીઓ, વિવિધ નાગરિક ડીસી ઉત્પાદનો અને સંબંધિત મનોરંજન સાધનો છે.ઉદાહરણ તરીકે, મારા દેશના પશ્ચિમી પ્રદેશમાં, આ પ્રકારની ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે, અને લોડ ડીસી લેમ્પ છે, જેનો ઉપયોગ વીજળી વિનાના વિસ્તારોમાં ઘરની લાઇટિંગની સમસ્યાને ઉકેલવા માટે થાય છે.

ડીસી સિસ્ટમ

આ સિસ્ટમની વિશેષતા એ છે કે સિસ્ટમમાં લોડ ડીસી લોડ છે અને લોડના ઉપયોગના સમય માટે કોઈ ખાસ જરૂરિયાત નથી.લોડનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે દિવસ દરમિયાન થાય છે, તેથી સિસ્ટમમાં કોઈ બેટરીનો ઉપયોગ થતો નથી, અને કોઈ નિયંત્રકની જરૂર નથી.સિસ્ટમમાં એક સરળ માળખું છે અને તેનો સીધો ઉપયોગ કરી શકાય છે.ફોટોવોલ્ટેઇક મોડ્યુલ લોડને પાવર સપ્લાય કરે છે, બેટરીમાં ઊર્જાના સંગ્રહ અને પ્રકાશન પ્રક્રિયાને દૂર કરે છે, તેમજ નિયંત્રકમાં ઊર્જાની ખોટ, અને ઊર્જાના ઉપયોગની કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરે છે.તેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે પીવી વોટર પંપ સિસ્ટમ, દિવસ દરમિયાન કેટલાક કામચલાઉ સાધનો પાવર અને કેટલીક પ્રવાસી સુવિધાઓમાં થાય છે.આકૃતિ 1 સરળ ડીસી પીવી પંપ સિસ્ટમ બતાવે છે.આ સિસ્ટમનો વિકાસશીલ દેશોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે જ્યાં પીવા માટે શુદ્ધ નળનું પાણી નથી, અને સારા સામાજિક લાભો ઉત્પન્ન કર્યા છે.

મોટા પાયે સોલાર પાવર સિસ્ટમ

ઉપરોક્ત બે ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમની સરખામણીમાં, મોટા પાયે સૌર-સંચાલિત ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમ હજુ પણ ડીસી પાવર સિસ્ટમ માટે યોગ્ય છે, પરંતુ આ પ્રકારની સૌર ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમમાં સામાન્ય રીતે મોટી લોડ પાવર હોય છે.લોડને સ્થિર વીજ પુરવઠો સુનિશ્ચિત કરવા માટે, તેના અનુરૂપ સિસ્ટમનો સ્કેલ પણ મોટો છે, અને તેને ફોટોવોલ્ટેઇક મોડ્યુલોની વિશાળ શ્રેણી અને મોટા બેટરી પેકથી સજ્જ કરવાની જરૂર છે.તેના સામાન્ય એપ્લિકેશન ફોર્મ્સમાં કોમ્યુનિકેશન, ટેલિમેટ્રી, મોનિટરિંગ ઇક્વિપમેન્ટ પાવર સપ્લાય, ગ્રામીણ વિસ્તારોમાં કેન્દ્રિય વીજ પુરવઠો, બીકન લાઇટહાઉસ, સ્ટ્રીટ લાઇટ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. આ ફોર્મનો ઉપયોગ મારા પશ્ચિમમાં વીજળી વિનાના કેટલાક વિસ્તારોમાં બનેલા કેટલાક ગ્રામીણ ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર સ્ટેશનમાં થાય છે. દેશ, અને પાવર ગ્રીડ વિનાના દૂરના વિસ્તારોમાં ચાઇના મોબાઇલ અને ચાઇના યુનિકોમ દ્વારા બનાવવામાં આવેલા કમ્યુનિકેશન બેઝ સ્ટેશનો પણ પાવર સપ્લાય માટે આ ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરે છે.જેમ કે વાંઝિયાઝાઈ, શાંક્સીમાં કોમ્યુનિકેશન બેઝ સ્ટેશન પ્રોજેક્ટ.

એસી અને ડીસી પાવર સપ્લાય સિસ્ટમ

ઉપરોક્ત ત્રણ સૌર ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમોથી અલગ, આ ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમ ડીસી અને એસી બંને લોડ માટે એક જ સમયે પાવર પ્રદાન કરી શકે છે, અને સિસ્ટમ સ્ટ્રક્ચરની દ્રષ્ટિએ ઉપરોક્ત ત્રણ સિસ્ટમો કરતાં વધુ ઇન્વર્ટર ધરાવે છે, જેનો ઉપયોગ ડીસી પાવરને ACમાં કન્વર્ટ કરવા માટે થાય છે. એસી લોડની જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવાની શક્તિ.સામાન્ય રીતે, આવી સિસ્ટમનો લોડ પાવર વપરાશ પણ પ્રમાણમાં મોટો હોય છે, તેથી સિસ્ટમનો સ્કેલ પણ પ્રમાણમાં મોટો હોય છે.તેનો ઉપયોગ એસી અને ડીસી લોડવાળા કેટલાક કોમ્યુનિકેશન બેઝ સ્ટેશનમાં અને એસી અને ડીસી લોડવાળા અન્ય ફોટોવોલ્ટેઈક પાવર પ્લાન્ટમાં થાય છે.

ગ્રીડ સાથે જોડાયેલ સિસ્ટમ

આ સોલાર ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમની સૌથી મોટી વિશેષતા એ છે કે ફોટોવોલ્ટેઇક એરે દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ ડાયરેક્ટ કરંટને વૈકલ્પિક પ્રવાહમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે જે ગ્રીડ-કનેક્ટેડ ઇન્વર્ટર દ્વારા મેઇન્સ ગ્રીડની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે અને પછી સીધા જ મેઇન્સ નેટવર્ક સાથે જોડાયેલ છે.લોડની બહાર, વધારાની શક્તિ ગ્રીડને પાછી આપવામાં આવે છે.વરસાદના દિવસોમાં અથવા રાત્રે, જ્યારે ફોટોવોલ્ટેઇક એરે વીજળી ઉત્પન્ન કરતું નથી અથવા ઉત્પન્ન થતી વીજળી લોડની માંગને પૂરી કરી શકતી નથી, ત્યારે તે ગ્રીડ દ્વારા સંચાલિત થાય છે.કારણ કે વિદ્યુત ઉર્જા પાવર ગ્રીડમાં સીધી રીતે ઇનપુટ થાય છે, બેટરીનું રૂપરેખાંકન અવગણવામાં આવે છે, અને બેટરીને સંગ્રહિત કરવાની અને છોડવાની પ્રક્રિયા સાચવવામાં આવે છે.જો કે, આઉટપુટ પાવર વોલ્ટેજ, આવર્તન અને અન્ય સૂચકાંકો માટે ગ્રીડ પાવરની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે તેની ખાતરી કરવા માટે સિસ્ટમમાં સમર્પિત ગ્રીડ-કનેક્ટેડ ઇન્વર્ટર જરૂરી છે.ઇન્વર્ટર કાર્યક્ષમતાની સમસ્યાને કારણે, હજુ પણ થોડી ઉર્જાની ખોટ રહેશે.આવી સિસ્ટમો ઘણી વખત યુટિલિટી પાવર અને સ્થાનિક એસી લોડ માટે પાવર સ્ત્રોત તરીકે સમાંતરમાં સોલર પીવી મોડ્યુલોનો ઉપયોગ કરવામાં સક્ષમ હોય છે.સમગ્ર સિસ્ટમના લોડ પાવરની અછત દરમાં ઘટાડો થયો છે.વધુમાં, ગ્રીડ સાથે જોડાયેલ પીવી સિસ્ટમ જાહેર પાવર ગ્રીડ માટે પીક રેગ્યુલેશનમાં ભૂમિકા ભજવી શકે છે.ગ્રીડ-કનેક્ટેડ સિસ્ટમની લાક્ષણિકતાઓ અનુસાર, સોયિંગ ઈલેક્ટ્રીકે ઘણા વર્ષો પહેલા સફળતાપૂર્વક સોલાર ગ્રીડ-કનેક્ટેડ ઈન્વર્ટર વિકસાવ્યું છે, જે ખાસ કરીને વિવિધ લાભો અને નુકસાન સાથે વિદ્યુત ઊર્જાના રિસાયક્લિંગ માટે રચાયેલ છે.મહાન પ્રગતિ કરવામાં આવી છે, અને ગ્રીડ-જોડાયેલ સિસ્ટમ પર શ્રેણીબદ્ધ તકનીકી મુશ્કેલીઓ દૂર કરવામાં આવી છે.

મિશ્ર સપ્લાય સિસ્ટમ

આ સૌર ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમમાં ઉપયોગમાં લેવાતા સૌર ફોટોવોલ્ટેઇક મોડ્યુલ એરે ઉપરાંત, એક ઓઇલ જનરેટરનો ઉપયોગ બેકઅપ પાવર સ્ત્રોત તરીકે પણ થાય છે.હાઇબ્રિડ પાવર સપ્લાય સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરવાનો હેતુ વિવિધ વીજ ઉત્પાદન તકનીકોના ફાયદાઓનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ કરવાનો છે અને તેમની સંબંધિત ખામીઓને ટાળવાનો છે.ઉદાહરણ તરીકે, ઉપરોક્ત સ્વતંત્ર ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમના ફાયદાઓ ઓછી જાળવણી છે, અને ગેરલાભ એ છે કે ઊર્જા ઉત્પાદન હવામાન આધારિત અને અસ્થિર છે.

હાઇબ્રિડ પાવર સપ્લાય સિસ્ટમ કે જે ડીઝલ જનરેટર અને ફોટોવોલ્ટેઇક એરેના સંયોજનનો ઉપયોગ કરે છે તે સિંગલ-એનર્જી સ્ટેન્ડ-અલોન સિસ્ટમની તુલનામાં હવામાન-સ્વતંત્ર ઊર્જા પ્રદાન કરી શકે છે.

ગ્રીડ સાથે જોડાયેલ મિશ્ર સપ્લાય સિસ્ટમ

સોલાર ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક્સ ઉદ્યોગના વિકાસ સાથે, ગ્રીડ સાથે જોડાયેલ હાઇબ્રિડ પાવર સપ્લાય સિસ્ટમ ઉભરી આવી છે જે સૌર ફોટોવોલ્ટેઈક મોડ્યુલ એરે, યુટિલિટી પાવર અને બેકઅપ ઓઈલ જનરેટર્સનો વ્યાપક ઉપયોગ કરી શકે છે.આ પ્રકારની સિસ્ટમ સામાન્ય રીતે કંટ્રોલર અને ઇન્વર્ટરને એકીકૃત કરે છે, સમગ્ર સિસ્ટમના સંચાલનને સંપૂર્ણ રીતે નિયંત્રિત કરવા માટે કમ્પ્યુટર ચિપનો ઉપયોગ કરે છે, શ્રેષ્ઠ કાર્યકારી સ્થિતિ પ્રાપ્ત કરવા માટે વિવિધ ઉર્જા સ્ત્રોતોનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ કરે છે, અને સિસ્ટમની લોડ પાવરને વધુ સુધારવા માટે બેટરીનો પણ ઉપયોગ કરી શકે છે. પુરવઠા ગેરંટી દર, જેમ કે AES ની SMD ઇન્વર્ટર સિસ્ટમ.સિસ્ટમ સ્થાનિક લોડ માટે યોગ્ય પાવર પ્રદાન કરી શકે છે અને ઓનલાઈન UPS (અનન્ટરપ્ટીબલ પાવર સપ્લાય) તરીકે કામ કરી શકે છે.પાવર ગ્રીડને પણ સપ્લાય કરી શકાય છે અથવા તેમાંથી મેળવી શકાય છે.સિસ્ટમનો કાર્યકારી મોડ સામાન્ય રીતે વાણિજ્યિક શક્તિ અને સૌર શક્તિ સાથે સમાંતર કામ કરવાનો છે.સ્થાનિક લોડ માટે, જો ફોટોવોલ્ટેઇક મોડ્યુલો દ્વારા જનરેટ થયેલ પાવર લોડના ઉપયોગ માટે પર્યાપ્ત હોય, તો તે લોડની જરૂરિયાતો પૂરી કરવા માટે ફોટોવોલ્ટેઇક મોડ્યુલો દ્વારા જનરેટ થયેલ પાવરનો સીધો ઉપયોગ કરશે.જો ફોટોવોલ્ટેઇક મોડ્યુલો દ્વારા ઉત્પાદિત પાવર તાત્કાલિક લોડની માંગ કરતાં વધી જાય, તો વધારાની શક્તિ પણ ગ્રીડમાં પરત કરી શકાય છે;જો ફોટોવોલ્ટેઇક મોડ્યુલો દ્વારા ઉત્પન્ન થતી શક્તિ અપૂરતી હોય, તો ઉપયોગિતા શક્તિ આપમેળે સક્ષમ થઈ જશે, અને ઉપયોગિતા શક્તિનો ઉપયોગ સ્થાનિક લોડની માંગ પૂરી કરવા માટે કરવામાં આવશે.જ્યારે લોડનો વીજ વપરાશ SMD ઇન્વર્ટરની રેટેડ મેઇન્સ ક્ષમતાના 60% કરતા ઓછો હોય, ત્યારે બેટરી લાંબા સમય સુધી તરતી સ્થિતિમાં છે તેની ખાતરી કરવા માટે મેઇન્સ આપોઆપ બેટરીને ચાર્જ કરશે;જો મેઈન નિષ્ફળ જાય, એટલે કે, મેઈન પાવર ફેલ્યોર અથવા મેઈન જો ગુણવત્તા પ્રમાણભૂત ન હોય, તો સિસ્ટમ આપમેળે મેઈન પાવરને ડિસ્કનેક્ટ કરશે અને સ્વતંત્ર કાર્યકારી મોડ પર સ્વિચ કરશે, અને લોડ દ્વારા જરૂરી એસી પાવર પ્રદાન કરવામાં આવશે. બેટરી અને ઇન્વર્ટર દ્વારા.એકવાર મેઈન્સ સામાન્ય થઈ જાય, એટલે કે વોલ્ટેજ અને ફ્રીક્વન્સી ઉપર જણાવેલ સામાન્ય સ્થિતિમાં પરત આવે, સિસ્ટમ બેટરીને ડિસ્કનેક્ટ કરશે, ગ્રીડ-કનેક્ટેડ મોડમાં બદલાશે અને મેઈનમાંથી પાવર સપ્લાય કરશે.કેટલીક ગ્રીડ-કનેક્ટેડ હાઇબ્રિડ પાવર સપ્લાય સિસ્ટમ્સમાં, સિસ્ટમ મોનિટરિંગ, કંટ્રોલ અને ડેટા એક્વિઝિશન ફંક્શનને પણ કન્ટ્રોલ ચિપમાં એકીકૃત કરી શકાય છે.આવી સિસ્ટમના મુખ્ય ઘટકો નિયંત્રક અને ઇન્વર્ટર છે.

ઑફ-ગ્રીડ ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમ

ઑફ-ગ્રીડ ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર જનરેશન સિસ્ટમ એ એક નવો પ્રકારનો પાવર સ્ત્રોત છે જે ફોટોવોલ્ટેઇક મોડ્યુલ્સમાંથી વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે, કંટ્રોલર દ્વારા બેટરીના ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જનું સંચાલન કરે છે અને ઇન્વર્ટર દ્વારા ડીસી લોડ અથવા એસી લોડને વિદ્યુત ઊર્જા પ્રદાન કરે છે. .તે ઉચ્ચપ્રદેશો, ટાપુઓ, દૂરના પર્વતીય વિસ્તારો અને કઠોર વાતાવરણ સાથે ક્ષેત્રીય કામગીરીમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.તેનો ઉપયોગ કોમ્યુનિકેશન બેઝ સ્ટેશન, જાહેરાત લાઇટ બોક્સ, સ્ટ્રીટ લાઇટ વગેરે માટે પાવર સપ્લાય તરીકે પણ થઈ શકે છે. ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર જનરેશન સિસ્ટમ અખૂટ કુદરતી ઉર્જાનો ઉપયોગ કરે છે, જે પાવરની અછત ધરાવતા વિસ્તારોમાં માંગના સંઘર્ષને અસરકારક રીતે દૂર કરી શકે છે અને સમસ્યાઓ હલ કરી શકે છે. દૂરના વિસ્તારોમાં જીવન અને સંચાર.વૈશ્વિક ઇકોલોજીકલ વાતાવરણમાં સુધારો કરો અને ટકાઉ માનવ વિકાસને પ્રોત્સાહન આપો.

સિસ્ટમ કાર્યો

ફોટોવોલ્ટેઇક પેનલ પાવર-જનરેટીંગ ઘટકો છે.ફોટોવોલ્ટેઇક કંટ્રોલર જનરેટ થયેલી વિદ્યુત ઊર્જાને સમાયોજિત અને નિયંત્રિત કરે છે.એક તરફ, સમાયોજિત ઊર્જા ડીસી લોડ અથવા એસી લોડ પર મોકલવામાં આવે છે, અને બીજી તરફ, વધારાની ઊર્જા સંગ્રહ માટે બેટરી પેકમાં મોકલવામાં આવે છે.જ્યારે જનરેટ થયેલ વીજળી લોડની જરૂરિયાતોને પૂરી કરી શકતી નથી જ્યારે નિયંત્રક બેટરીની શક્તિને લોડમાં મોકલે છે.બૅટરી સંપૂર્ણ ચાર્જ થઈ ગયા પછી, કંટ્રોલરે બૅટરી વધુ ચાર્જ ન થાય તે માટે તેને નિયંત્રિત કરવું જોઈએ.જ્યારે બેટરીમાં સંગ્રહિત ઇલેક્ટ્રિક એનર્જી ડિસ્ચાર્જ થાય છે, ત્યારે કંટ્રોલરે બેટરીને સુરક્ષિત રાખવા માટે બેટરીને ઓવર-ડિસ્ચાર્જ ન કરવા માટે નિયંત્રિત કરવી જોઈએ.જ્યારે નિયંત્રકનું પ્રદર્શન સારું ન હોય, ત્યારે તે બેટરીના સર્વિસ લાઇફને મોટા પ્રમાણમાં અસર કરશે અને આખરે સિસ્ટમની વિશ્વસનીયતાને અસર કરશે.બેટરીનું કાર્ય ઊર્જા સંગ્રહ કરવાનું છે જેથી કરીને રાત્રે અથવા વરસાદના દિવસોમાં લોડને પાવર કરી શકાય.ઇન્વર્ટર એસી લોડ્સ દ્વારા ઉપયોગ માટે DC પાવરને AC પાવરમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે જવાબદાર છે.