সৌর প্যানেল

ফোটোভোলটাইক সৌর প্যানেল সরাসরি সূর্যের আলো থেকে বিদ্যুৎ তৈরি করতে পারে। এটা শক্তির উৎস হিসাবে সূর্যের আলোকে শোষণ করে। ফটোভোলটাইক (পিভি) মডিউল হল একটি প্যাকেজযুক্ত বিভিন্ন ভোল্টেজ এবং ওয়াটেজেজে পাওয়া ফটোভোলটাইক সৌর কোষগুলির সংযুক্ত সমাবেশ। ফটোভোলটাইক মডিউলগুলি এমন একটি ফটোভোলটাইক সিস্টেমের ফটোভোলটাইজ অ্যারের গঠন করে যা বাণিজ্যিক এবং আবাসিক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে সৌর বিদ্যুত উৎপাদন এবং সরবরাহ করে।

সোলার পিভি মডিউল (উপরে) এবং দুটি সৌর গরম পানির প্যানেল (নিচে) ছাদে লাগানো হয়েছে৷

কৃষিতে সৌর শক্তি সংগ্রহের সর্বাধিক সাধারণ প্রয়োগ হলো সোলার ওয়াটার হিটিং সিস্টেম। ^[১]

তত্ত্ব এবং নির্মাণ

আরও দেখুন: সৌর কোষ

ফটোভোলটাইজ মডিউলগুলি ফটোভোলটাইজ প্রতিক্রিয়ার মাধ্যমে বিদ্যুৎ উৎপাদন করতে সূর্য থেকে হালকা শক্তি (ফোটন) ব্যবহার করে৷ বেশিরভাগ মডিউলগুলি ওয়েফার-ভিত্তিক স্ফটিক সিলিকন কোষ বা পাতলা-ফিল্ম কোষ ব্যবহার করে। মডিউলটির গঠনগত অংশটি উচ্চ স্তর বা পিছনের স্তর হতে পারে৷ কোষগুলো যান্ত্রিক ক্ষতি ও আদ্রতা থেকে সুরক্ষা দেয়। অধিকাংশ কোষ অনমনীয়, তবে এছাড়াও পাতলা-ফিল্ম কোষের উপর ভিত্তি করে আধা-নমনীয় উপলব্ধ৷ একে অপরকে কাঙ্ক্ষিত ভোল্টেজের সাথে এবং তারপরে সমান্তরালে এম্পিরেজ বাড়ানোর জন্য কোষগুলি সিরিজের সাথে বৈদ্যুতিনভাবে সংযুক্ত থাকে৷ মডিউলটির ওয়াটেজ হলো ভোল্টেজের গাণিতিক পণ্য এবং মডিউলটির সংশ্লেষ।

একটি পিভি জংশন বাক্স সৌর প্যানেলের পিছনে সংযুক্ত থাকে এবং এটাত আউটপুট ইন্টারফেস হিসাবে কাজ করে। বেশিরভাগ ফটোভোলটাইক মডিউলগুলির জন্য বাহ্যিক সংযোগগুলি সিস্টেমের বাকী অংশগুলিতে সহজ ওয়েদারপ্রুফ সংযোগগুলির সুবিধার্থে এমসি ৪ সংযোগকারী ব্যবহার করে। একটি ইউএসবি পাওয়ার ইন্টারফেসও ব্যবহার করা যেতে পারে।

মডিউলগুলিতে বৈদ্যুতিক সংযোগে পছন্দসই আউটপুট ভোল্টেজ অর্জনের জন্য সিরিজে তৈরি করা হয়। অথবা সৌর প্যানেলে বা পিভি সিস্টেমের একটি পছন্দসই ক্ষমতা (অ্যাম্পিয়ার) সরবরাহ করতে সমান্তরাল বর্তনী তৈরি করা হয়। মডিউলগুলি থেকে বিদ্যুৎ সঞ্চালনকারী তারগুলি প্রশস্ততা অনুসারে আকারযুক্ত করা হয় এবং এতে রৌপ্য, তামা বা অন্যান্য চৌম্বকীয় পরিবাহী রূপান্তর ধাতু থাকতে পারে। আংশিক মডিউল শেডিংয়ের ক্ষেত্রে বাইপাস ডায়োডগুলি সংহত বা বাহ্যিকভাবে ব্যবহৃত হতে পারে৷

বিশেষ কিছু সৌর পিভি মডিউলগুলির মধ্যে কনসেন্ট্রেটর অন্তর্ভুক্ত থাকে যেখানে লেন্সগুলি বা মিরর দ্বারা ছোট কোষগুলিতে আলোকিত হয়।

সোলার প্যানেলগুলির প্যানেল কাঠামোর আরও ভালভাবে সমর্থন করার জন্য র‌্যাকিং উপাদান, বন্ধনী, প্রতিফলক আকার এবং ট্রাংগুলি সমন্বিত ধাতব ফ্রেমগুলিও ব্যবহার করা হয়। ^[২]

ইতিহাস

১৮৩৯ সালে হালকা এক্সপোজার থেকে বৈদ্যুতিক চার্জ তৈরির জন্য কিছু উপকরণ কাজে লাগান ও পর্যবেক্ষণ করেন আলেকজান্দ্র-এডমন্ড বেকারেল । ^[৩] যদিও তখনকার সোলার প্যানেলগুলি সাধারণ বৈদ্যুতিক ডিভাইসগুলির জন্য খুব অকার্যকর ছিল। তবে এটি আলোক পরিমাপের সরঞ্জাম হিসাবে ব্যবহৃত হয়েছিল। ^[৪] বেকারেলের দ্বারা পর্যবেক্ষণটি ১৮৭৩ সাল পর্যন্ত পুনরায় তৈরি করা হয় না। এরপর উইলবিবি স্মিথ যখন আবিষ্কার করেছিলেন যে, হালকা আঘাতের কারণে সেলেনিয়াম চার্জ হতে পারে। স্মিথের এই আবিষ্কারের পরে, উইলিয়াম গ্রিলস অ্যাডামস এবং রিচার্ড ইভান্স ডে ১৮৭৬ সালে "সেলেনিয়াম অন লাইটের অ্যাকশন" প্রকাশ করেছিল৷ তারা স্মিথের ফলাফলকে প্রতিরূপ করতে ব্যবহৃত পরীক্ষার বর্ণনা দিয়েছিল। ^[৩][৫]

১৮৮১ সালে, চার্লস ফ্রিটস প্রথম বাণিজ্যিক সৌর প্যানেল তৈরি করেছিলেন। ^[৬] তবে এই সৌর প্যানেলগুলি বিশেষত কয়লা চালিত বিদ্যুৎকেন্দ্রের তুলনায় খুব কম উন্নত ছিল। ১৯৩৯ সালে, রাসেল ওহল সৌর সেল ডিজাইন তৈরি করেছিলেন যা এখন অনেক আধুনিক সোলার প্যানেলে ব্যবহৃত হয়। তিনি ১৯৪১ সালে তার নকশা পেটেন্ট করেছিলেন। ^[৭] ১৯৫৪ সালে, এই নকশাটি প্রথম বেল ল্যাবস বাণিজ্যিকভাবে টেকসই সিলিকন সোলার সেল তৈরি করতে ব্যবহার করেছিলেন। ^[৩] ১৯৫৭ সালে, মোহাম্মদ এম. আটাল্লা বেল ল্যাবসে তাপ জারণের মাধ্যমে সিলিকন পৃষ্ঠের উত্তরণ প্রক্রিয়াটি বিকশিত করেন। ^[৮][৯]

দক্ষতা

Reported timeline of champion solar module energy conversion efficiencies since 1988 (National Renewable Energy Laboratory)

প্রতিটি মডিউলকে স্ট্যান্ডার্ড টেস্ট শর্ত (এসটিসি) এর অধীনে তার ডিসি আউটপুট শক্তি দ্বারা রেট দেওয়া হয়। পাওয়ার সাধারণত ১০০ থেকে ৩৬৫ ওয়াট পর্যন্ত থাকে। মডিউলটির দক্ষতা একই রেটড আউটপুট প্রদত্ত মডিউলটির ক্ষেত্র নির্ধারণ করে। কিছু বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ সৌর মডিউলগুলি ২৪% দক্ষতা ছাড়িয়ে যায়। ^{[১০][১১]}

নির্মাণের উপর নির্ভর করে, ফটোভোলটাইক মডিউলগুলি বিভিন্ন আলোর ফ্রিকোয়েন্সি থেকে বিদ্যুৎ উৎপাদন করতে পারে। তবে সাধারণত পুরো সৌর পরিসীমা (বিশেষত, অতিবেগুনী, ইনফ্রারেড এবং কম বা বিচ্ছুরিত আলো) আবরণ করতে পারে না। ^[১২]

একটি একক সৌর মডিউল কেবলমাত্র সীমিত পরিমাণ শক্তি উৎপাদন করতে পারে৷ বেশিরভাগ ইনস্টলেশনগুলিতে তারের এবং পিভি সিস্টেমে ভোল্টেজ বা বর্তমানে যুক্ত একাধিক মডিউল থাকে। একটি ফটোভোলটাইক সিস্টেমে সাধারণত ফটোভোলটাইক মডিউলগুলির একটি অ্যারে, একটি ইনভার্টার, শক্তি সঞ্চয়স্থানের জন্য একটি ব্যাটারি প্যাক, চার্জ কন্ট্রোলার, আন্তঃসংযোগ তারের, সার্কিট ব্রেকার, ফিউজ, সংযোগ বিচ্ছিন্ন সুইচ, ভোল্টেজ মিটার এবং বিকল্পভাবে একটি সৌর ট্র্যাকিং প্রক্রিয়া অন্তর্ভুক্ত থাকে।