ಸೌರ ಫಲಕ
ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಫಲಕ / From Wikipedia, the free encyclopedia
ಸೌರ ಫಲಕ (ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕದ ಘಟಕ ಅಥವಾ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಫಲಕ ) ಜೋಡಿಸಲಾದ ಅಂತರ ಸಂಪರ್ಕವಿರುವ ಸೌರ ಕೋಶಗಳ ಸಂಯೋಜನೆಯಾಗಿದೆ. ಇದನ್ನು ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಕೋಶಗಳು ಎಂದೂ ಕೂಡ ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸೌರ ಫಲಕವನ್ನು ವಾಣಿಜ್ಯಬಳಕೆಗೆ ಮತ್ತು ಗೃಹಬಳಕೆಗೆ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಅನ್ನು ಸರಬರಾಜು ಮಾಡಲು ಬೃಹತ್ ಪ್ರಮಾಣದ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಘಟಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಏಕೈಕ ಸೌರ ಫಲಕ ಸ್ವಲ್ಪ ಪ್ರಮಾಣದ ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಮಾತ್ರ ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದಾದ್ದರಿಂದ, ಅನೇಕ ಅಳವಡಿಕೆಗಳು ಹಲವು ಫಲಕಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ. ಇದನ್ನು ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಸರಣಿ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಅಳವಡಿಕೆಯು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸೌರ ಫಲಕಗಳ ಸರಣಿಗಳನ್ನು,ಒಂದು ಪರ್ಯಾಯಕ, ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಪರಸ್ಪರ ಸಂಪರ್ಕವಿರುವ ತಂತಿಜಾಲವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ.
ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು,ಗ್ರಿಡ್ಸಹಿತ ಅಥವಾ ಗ್ರಿಡ್ರಹಿತ(ಸಾರ್ವಜನಿಕ ಸೇವೆ ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳದ ಸ್ವಾವಲಂಬಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆ) ಬಳಕೆಗಳಿಗೆ ಮತ್ತು ಗಗನ ನೌಕೆಗಳ ಮೇಲೆ ಸೌರ ಫಲಕಗಳಿಗಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
== ಸಿದ್ಧಾಂತ ಮತ್ತು ನಿರ್ಮಾಣ ==
ಸೌರ ಫಲಕಗಳು ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಪರಿಣಾಮದ(ಇದು ದ್ಯುತಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿದೆ) ಮೂಲಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು (ಫೋಟಾನ್ ಗಳು) ಉಪಯೋಗಿಸುತ್ತವೆ. ಘಟಕದ ರಾಚನಿಕ(ಹೊರೆಯನ್ನು ಸಾಗಿಸುವ) ಭಾಗ ಮೇಲ್ಪದರ (ಸೂಪರ್ಸ್ಟ್ರೇಟ್) ಅಥವಾ ತಳಪದರ (ಸಬ್ಸ್ಟ್ರೇಟ್) ವಾಗಿರಬಹುದು. ಬಹುಪಾಲು ಘಟಕಗಳು ವೇಫರ್(ತುಂಬ ತೆಳುವಾದ ಅರೆವಾಹಕ ಸ್ಫಟಿಕ) ಆಧಾರಿತ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಸ್ಫಟಿಕದ ಕೋಶಗಳನ್ನು ಅಥವಾ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅಥವಾ ಕ್ಯಾಡ್ಮಿಯಂ ಟೆಲ್ಯುರೈಡ್ಆಧಾರಿತ ತೆಳುವಾದ ಪದರ ಕೋಶವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ. ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ (PV) ಘಟಕಗಳಲ್ಲಿ ವೇಫರ್ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಉಪಯೋಗಿಸುವ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಸ್ಫಟಿಕ ಸಾಧಾರಣವಾಗಿ ಅರೆವಾಹಕವಾಗಿ ಬಳಸುವ ಸಿಲಿಕಾನ್ನಿಂದ ಹುಟ್ಟಿಕೊಂಡಿದೆ.
ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಬಳಕೆಗಳಿಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ಕೋಶ ಬಳಸಲು ಅವು ಕೆಳಕಂಡಂತೆ ಇರಬೇಕು:
- ಪರಸ್ಪರ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಪರ್ಕ ಹೊಂದಿರಬೇಕು ಹಾಗೂ ಉಳಿದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯೊಂದಿಗೆ ಕೂಡ.
- ಉತ್ಪಾದನೆ,ಸಾಗಣೆ ಮತ್ತು ಅಳವಡಿಕೆ ಹಾಗೂ ಬಳಕೆ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಹಾನಿಯಿಂದ ರಕ್ಷಿಸಬೇಕು. (ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಆಲಿಕಲ್ಲು ಮಳೆಯಿಂದ, ಗಾಳಿ ಮತ್ತು ಹಿಮಪಾತಗಳ ವಿರುದ್ಧ) ಇದು ಬಿರುಕುಬಿಡಬಹುದಾದ ವೇಫರ್ ಆಧಾರಿತ ಸಿಲಿಕಾನ್ ವಿದ್ಯುತ್ಕೋಶಗಳಿಗೆ ಅತ್ಯಂತ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ.
- ಲೋಹದ ಸಂಪರ್ಕಗಳು ಮತ್ತು ಅಂತರಸಂಪರ್ಕಗಳನ್ನು ಕೊರೆದುಹಾಕಿ, ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಮತ್ತು ಬಾಳಿಕೆಅವಧಿಯನ್ನು ಕುಗ್ಗಿಸುವ ಆರ್ದ್ರತೆಯಿಂದ ರಕ್ಷಿಸಬೇಕು(ತೆಳು ಪದರದ ಕೋಶಗಳಿಗೆ ಪಾರದರ್ಶಕ ವಾಹಕ ಆಕ್ಸೈಡು ಹೊದಿಕೆ)
ಬಹುಪಾಲು ಘಟಕಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕಠಿಣ(ಗಡುಸಾಗಿರುತ್ತವೆ)ವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ತೆಳುವಾದ ಪದರ ವಿದ್ಯುತ್ಕೋಶಗಳಾಧಾರಿತ ಕೆಲವು ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ ಘಟಕಗಳು ಲಭ್ಯವಿದೆ.
ಅಗತ್ಯವಿರುವಷ್ಟು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಅಥವಾ ಇದಕ್ಕೆ ಸಮಾನಾಂತರವಾಗಿವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹದ ಮೂಲ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಮೊತ್ತವನ್ನು ಒದಗಿಸಲು ಸರಣಿಗಳಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಪರ್ಕಗಳನ್ನು ನೀಡಲಾಗಿರುತ್ತದೆ.
ಆಂಶಿಕ ಬೆಳಕಿನ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ಕೋಶಗಳು ಅತಿಯಾಗಿ ಕಾಯುವುದನ್ನು ತಡೆಯಲು ಡಯೋಡ್ಗಳು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ಕೋಶಗಳ ಬಿಸಿಯಿಂದ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಕಾರಣ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಕಡಿಮೆಮಾಡುವುದು ಅಪೇಕ್ಷಣೀಯವಾಗಿದೆ. ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಕೇವಲ ಕೆಲವು ಘಟಕಗಳು ಮಾತ್ರ ಯಾವುದೇ ವಿನ್ಯಾಸದ ಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸುತ್ತವೆ. ಆದರೂ ಅಳವಡಿಸುವವರು ಘಟಕದ ಹಿಂದೆ ಉತ್ತಮ ವಾತಾಯನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸಲು ಪ್ರಯತ್ನಿಸುತ್ತಾರೆ.[1]
ಘಟಕದ ಹೊಸ ವಿನ್ಯಾಸಗಳು ಮಸೂರಗಳ ಅಥವಾ ಕನ್ನಡಿಯ ಸರಣಿಯ ಮೂಲಕ ಸಣ್ಣ ವಿದ್ಯುತ್ಕೋಶಗಳ ಸರಣಿಗಳ ಮೇಲೆ ಬೆಳಕನ್ನು ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುವ ಸಾರೀಕಾರಕ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ. ಇದು ವೆಚ್ಚ ಸ್ಪರ್ಧಾತ್ಮಕ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿ ಯೂನಿಟ್ ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ(ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಗ್ಯಾಲಿಯಂ ಆರ್ಸನೈಡ್) ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚು ಬೆಲೆಯೊಂದಿಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ಕೋಶಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಅವಕಾಶವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.
ನಿರ್ಮಾಣವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ, ವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕವು ಬೆಳಕಿನ ತರಂಗಾಂತರಗಳ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು ಆವರಿಸಬಲ್ಲದು ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಮೂಲಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಲ್ಲದು, ಆದರೆ ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ಇಡೀ ಸೌರ ರೋಹಿತಗಳನ್ನು ವ್ಯಾಪಿಸುವುದು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ(ವಿಶೇಷವಾಗಿ, ನೇರಳಾತೀತ ವಿಕಿರಣಗಳು, ಅವರೋಹಿತ ಮತ್ತು ಅಲ್ಪ ಪ್ರಮಾಣದ ಅಥವಾ ಚದುರಿಹೋದ ಬೆಳಕು). ಆದ್ದರಿಂದ ಸೌರ ಫಲಕಗಳಿಗೆ ಬಳಸಿದಾಗ ಬಹುತೇಕ ಮೇಲೆ ಬೀಳುವ ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕು ವ್ಯರ್ಥವಾಗುತ್ತದೆ.ಆದರೆ ಏಕವರ್ಣೀಯ ಬೆಳಕಿನಿಂದ ಬೆಳಗಿಸಿದಾಗ,ಅವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ. ಬೆಳಕನ್ನು ವಿಭಿನ್ನ ತರಂಗಾಂತರ ಶ್ರೇಣಿಗಳಾಗಿ ವಿಭಜಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಸೂಕ್ತ ತರಂಗಾಂತರ ಶ್ರೇಣಿಗಳಿಗೆ ಹೊಂದಿಕೆಯಾದ ವಿದ್ಯುತ್ಕೋಶಗಳಿಗೆ ರಶ್ಮಿಯನ್ನು ಹರಿಸುವುದು ಮತ್ತೊಂದು ವಿನ್ಯಾಸ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯಾಗಿದೆ.[2] ಇದು 50% ರಿಂದ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಮಾಡಿದ ಯೋಜನೆಯಾಗಿದೆ. ಅಲ್ಲದೇ ಅವರೋಹಿತ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ವಿದ್ಯುತ್ಕೋಶಗಳು ರಾತ್ರಿಯ ಹೊತ್ತಿನಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತವೆ.
ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕಿನ ಪರಿವರ್ತನ ದರಗಳು(ಘಟಕದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳು) ವಾಣಿಜ್ಯ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ(ಸೌರ ಫಲಕಗಳು) 5 ರಿಂದ 18% ರವರೆಗೆ ವ್ಯತ್ಯಾಸವಾಗಬಲ್ಲದು. ವಿದ್ಯುತ್ಕೋಶ ಪರಿವರ್ತನೆಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ.
ಸನ್ ಪವರ್ ಪ್ರಸ್ತುತ ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿ ಚಾಲ್ತಿಯಲ್ಲಿರುವ ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚು ದಕ್ಷತೆಯುಳ್ಳ ಸೌರ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿದೆ. ಇವುಗಳ ಸೌರಫಲಕಗಳು 19.3% [3] ರಷ್ಟು ಪರಿವರ್ತನ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಸ್ಯಾನೊ ಜೊತೆಯಲ್ಲಿ 20.4% ರಷ್ಟು ಪರಿವರ್ತನ ಅನುಪಾತವನ್ನು ನೀಡುವಂತಹ ಅತ್ಯಂತ ಸಮರ್ಥ ಘಟಕವಾಗಿದೆ.[4] ಆದರೂ ಹೊಸದಾಗಿ ಆರಂಭವಾಗುತ್ತಿರುವ ಬಹುಪಾಲು ಕಂಪನಿಗಳು ((ಹೋಲೋಸನ್, ಗಾಮಾ ಸೋಲಾರ್, ನ್ಯಾನೊಹಾರಿಜನ್ಸ್)) ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಘಟಕಗಳಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 18% ಪರಿವರ್ತನ ಅನುಪಾತದೊಂದಿಗೆ ಹೊಸ ನಾವೀನ್ಯಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತಿವೆ. ಈ ಹೊಸ ನಾವೀನ್ಯತೆಗಳು ಹಿಂದಿನ ಮತ್ತು ಮುಂದಿನ ಭಾಗಗಳಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಉತ್ಪಾದನೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಆದರೂ ಬಹುಪಾಲು ಕಂಪನಿಗಳು ಅವುಗಳ ವಿನ್ಯಾಸ ಯೋಜನೆಗಳಿಂದ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಿಲ್ಲ. ಅಲ್ಲದೇ ಇವು ಸಕ್ರಿಯವಾಗಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಇನ್ನೂ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುತ್ತಲಿವೆ.