सौर पैनल विद्युत उत्पादन सिद्धांत

सूर्य अर्धचालक पीएन जंक्शन पर चमकता है, जिससे एक नया होल-इलेक्ट्रॉन युग्म बनता है। पीएन जंक्शन के विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत, होल पी क्षेत्र से एन क्षेत्र में प्रवाहित होता है, और इलेक्ट्रॉन एन क्षेत्र से पी क्षेत्र में प्रवाहित होता है। जब सर्किट जुड़ा होता है, तो करंट बनता है। इस तरह से फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव वाले सौर सेल काम करते हैं।

सौर ऊर्जा उत्पादन सौर ऊर्जा उत्पादन दो प्रकार का होता है, एक प्रकाश-ताप-विद्युत रूपांतरण मोड, दूसरा प्रत्यक्ष प्रकाश-विद्युत रूपांतरण मोड।

(1) प्रकाश-ऊष्मा-विद्युत रूपांतरण विधि में सौर विकिरण द्वारा उत्पन्न ऊष्मीय ऊर्जा का उपयोग विद्युत उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। आम तौर पर, अवशोषित ऊष्मीय ऊर्जा को सौर कलेक्टर द्वारा कार्यशील माध्यम की भाप में परिवर्तित किया जाता है, और फिर भाप टरबाइन को बिजली उत्पन्न करने के लिए चलाया जाता है। पहली प्रक्रिया प्रकाश-ऊष्मा रूपांतरण प्रक्रिया है; दूसरी प्रक्रिया ऊष्मा-विद्युत रूपांतरण प्रक्रिया है।

(2) फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव का उपयोग सौर विकिरण ऊर्जा को सीधे विद्युत ऊर्जा में बदलने के लिए किया जाता है। फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण का मूल उपकरण सौर सेल है। सौर सेल एक ऐसा उपकरण है जो फोटोजनरेशन वोल्ट प्रभाव के कारण सीधे सौर प्रकाश ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। यह एक अर्धचालक फोटो डायोड है। जब सूर्य फोटो डायोड पर चमकता है, तो फोटो डायोड सौर प्रकाश ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदल देगा और करंट उत्पन्न करेगा। जब कई कोशिकाओं को श्रृंखला में या समानांतर में जोड़ा जाता है, तो अपेक्षाकृत बड़ी आउटपुट पावर वाले सौर कोशिकाओं का एक वर्ग सरणी बनाया जा सकता है।

वर्तमान में, क्रिस्टलीय सिलिकॉन (पॉलीसिलिकॉन और मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन सहित) सबसे महत्वपूर्ण फोटोवोल्टिक सामग्री है, इसका बाजार हिस्सा 90% से अधिक है, और भविष्य में लंबे समय तक सौर कोशिकाओं की मुख्यधारा की सामग्री बनी रहेगी।

लंबे समय से, पॉलीसिलिकॉन सामग्रियों की उत्पादन तकनीक को संयुक्त राज्य अमेरिका, जापान और जर्मनी जैसे 3 देशों की 7 कंपनियों के 10 कारखानों द्वारा नियंत्रित किया गया है, जिससे तकनीकी नाकाबंदी और बाजार एकाधिकार बना हुआ है।

पॉलीसिलिकॉन की मांग मुख्य रूप से अर्धचालक और सौर कोशिकाओं से आती है। विभिन्न शुद्धता आवश्यकताओं के अनुसार, इलेक्ट्रॉनिक स्तर और सौर स्तर में विभाजित। उनमें से, इलेक्ट्रॉनिक-ग्रेड पॉलीसिलिकॉन लगभग 55% के लिए जिम्मेदार है, सौर स्तर पॉलीसिलिकॉन 45% के लिए जिम्मेदार है।

फोटोवोल्टिक उद्योग के तीव्र विकास के साथ, सौर कोशिकाओं में पॉलीसिलिकॉन की मांग अर्धचालक पॉलीसिलिकॉन के विकास की तुलना में तेजी से बढ़ रही है, और यह उम्मीद की जाती है कि 2008 तक सौर पॉलीसिलिकॉन की मांग इलेक्ट्रॉनिक-ग्रेड पॉलीसिलिकॉन से अधिक हो जाएगी।

1994 में, दुनिया में सौर कोशिकाओं का कुल उत्पादन केवल 69 मेगावाट था, लेकिन 2004 में यह 1200 मेगावाट के करीब था, जो कि केवल 10 वर्षों में 17 गुना वृद्धि थी। विशेषज्ञों का अनुमान है कि सौर फोटोवोल्टिक उद्योग 21वीं सदी के पहले भाग में सबसे महत्वपूर्ण बुनियादी ऊर्जा स्रोतों में से एक के रूप में परमाणु ऊर्जा को पीछे छोड़ देगा।