SOLAR PANEL कैसे काम करता है? ये कितने प्रकार के होते हैं?

अपने घर में सोलर लगाने के कई फायदे हैं। जब भी आप Solar panel लगवाने के बारे में सोचते हैं, तो आप आमतौर पर उसमे लगने वाली लागत और प्राप्त होने वाली ऊर्जा दक्षता जैसे कारकों पर विचार करते हैं। हालांकि ये महत्वपूर्ण कारक हैं, लेकिन फिर भी सौर पैनलों में एक कारक और है जो इन तीनों को प्रभावित करेगा, आपके द्वारा चुने गए सौर पैनलों के प्रकार।

इस लेख में हम सोलर पैनल क्या होता है ? Solar panel कैसे काम करता है? तथा ये कितने प्रकार का होता है? आपके लिए सर्वोत्तम प्रकार के सौर पैनल का चयन करने के तरीके पर चर्चा करेंगे।

Solar panel क्या है?

सोलर पैनल एक प्रकार का परिवर्त्तक (converter) होता है, जो सूर्य से आने वाले प्रकाश को इलेक्ट्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है। सोलर पैनल बहुत सारे सोलर सेल से मिलकर बनाये जाते है। सूर्य से आने वाले प्रकाश को विज्ञानं की भाषा में फोटोन्स कहते है और सोलर सेल इस फोटोन्स को इलेक्ट्रिक ऊर्जा में बदल देता है इसलिए इन सोलर सेलो को फोटो-वोल्टिक सेल (photo-Voltaic cell)  भी कहा जाता है। सोलर सेल से मिली इलेक्ट्रिक ऊर्जा को सोलर इन्वर्टर के द्वारा घरेलू उपकरणों को चलने में किया जाता है, तथा बैटरी में संचित करके रख सकते है।

सोलर पैनल का इतिहास (History of Solar panel )

तेरहवीं शताब्दी में पैतृक प्यूब्लोआ लोगों ने मास्टरफुल चट्टान के आवासों को डिजाइन और निर्मित किया। इन  महलो को दक्षिण की ओर उन्मुख बनाया गया जिससे ये सूरज की रोशनी को अधिक से अधिक प्राप्त कर सके। 1700 और 1800 के दशक में, सूरज की रोशनी का उपयोग ओवन और यहां तक कि जहाजों को बिजली देने के लिए किया जाता था।

1839 में, एडमंड बेकरेल नाम के एक फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी ने फोटोवोल्टिक प्रभाव की खोज की। उन्होंने धातु इलेक्ट्रोड का एक सेल बनाया और पाया कि अगर यह सूर्य के प्रकाश के संपर्क में आता है तो सेल अधिक ऊर्जा उत्पन्न करता है।

1873 में, विलोबी स्मिथ ने पाया कि सेलेनियम को फोटोकॉन्डक्टर के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। फिर 1883 में, चार्ल्स फ्रिट्स ने सेलेनियम से पहली सौर कोशिकाओं( Solar cells ) का निर्माण किया, जिसे स्मिथ की खोज की ड्राइंग से बनाया गया था।       

ये सोलर सेल वैसे ही हैं जैसे आज हम इस्तेमाल करते हैं, लेकिन अब हम इन्हें सेलेनियम के बजाय सिलिकॉन से बनाते हैं। 1954 में, डेरिल चैपिन, केल्विन फुलर और गेराल्ड पियर्सन ने बेल लैब्स में पहला सिलिकॉन सौर सेल बनाया। इन सभी नवाचारों (innovations) ने मिलकर सौर पैनलों के विकास में योगदान दिया है।

सोलर पैनल कैसे काम करता है? (Working of solar panel)

सोलर पैनल  कैसे काम करता है ये जानने से पहले आपको ये जानना जरूरी है की सोलर सेल जिनसे मिलकर सोलर पैनल का निर्माण होता है उनको कैसे बनाया जाता है। जैसा की मेने आपको इस लेख के शुरुवात में बताया की अधिकतम solar cell सिलिकॉन धातु  के बनाये जाते है जो एक अर्धचालक (Semiconductor) होता है, अर्धचालक उस पदार्थ को कहा जाता है जिसके अंतिम कक्ष (Last orbit) में 4 इलेक्ट्रान होते है।

तो जब सिलिकॉन में कोई ऐसा पदार्थ मिलाया जाता है जिसके अंतिम कक्ष में 5 इलेक्ट्रान हो तो यह एक N-type ( ऋणात्मक प्रकार ) का अर्धचालक कहलाता है। और जब सिलिकॉन में कोई ऐसा पदार्थ मिलाया जाता है जिसके अंतिम कक्ष में 3 इलेक्ट्रान हो तो यह एक P-type ( धनात्मक प्रकार ) का अर्धचालक कहलाता है।

सोलर सेल बनाते समय हम इन दोनों अर्धचालको (N-type, P-type) को आपस में जोड़ देते है जिससे एक धनात्मक व एक ऋणात्मक परत हमे प्राप्त होती है, और इन दोनों परतो के बीच एक फोटो-वोल्टिक जंकशन बनाया जाता है।  इस तरह से सोलर सेल का निर्माण होता है।

Working

सोलर पैनल कई छोटे फोटोवोल्टिक कोशिकाओं (photovoltaic cells)  से बने हुए होते हैं – फोटोवोल्टिक जिसका अर्थ है कि वे सूर्य के प्रकाश को बिजली में परिवर्तित कर सकते हैं। ये सेल अर्धचालक पदार्थो से बने  होते हैं, सबसे अधिक सिलिकॉन के, एक ऐसा पदार्थ जो विद्युत क्षेत्र बनाने के लिए आवश्यक विद्युत विभव (Electric voltage ) को बनाए रखते हुए बिजली का संचालन कर सकती है।

जब सूर्य का प्रकाश सोलर सेल में अर्धचालक से टकराता है, तो प्रकाश से ऊर्जा, फोटॉन के रूप में, अवशोषित हो जाती है, इस अवशोषित ऊर्जा से उस अर्धचालक पदार्थ के कई सारे इलेक्ट्रॉन्स मुक्त (Free) हो जाते है , जो  सेल में स्वतंत्र रूप से घुमते है।

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सौर सेल को विशेष रूप से धनात्मक और ऋणात्मक रूप से चार्ज किए गए अर्धचालकों के साथ सैंडविच करके बनाया जाता है, जिससे वें एक विद्युत क्षेत्र बनाये । यह विद्युत क्षेत्र ड्रिफ्टिंग इलेक्ट्रॉनों (फ्री घुमते हुए इलेक्ट्रान) को धातु प्लेटों, जो सेलो को रेखाबद्ध करती हैं से होते हुए एक निश्चित दिशा में प्रवाहित होने के मजबूर करता है । इस प्रवाह को ऊर्जा धारा (Current) के रूप में जाना जाता है।

धारा की मात्रा यह निर्धारित करती है कि प्रत्येक सोलर सेल कितनी बिजली का उत्पादन कर सकता है। एक बार जब फ्री इलेक्ट्रॉन धातु की प्लेटों से टकराते हैं, तो करंट को तारों में निर्देशित किया जाता है, जिससे इलेक्ट्रॉनों को विद्युत उत्पादन के किसी अन्य स्रोत की तरह प्रवाहित होने की अनुमति मिलती है।

जैसे ही solar panel  विद्युत प्रवाह उत्पन्न करता है, ऊर्जा तारों की एक श्रृंखला के माध्यम से एक इन्वर्टर में प्रवाहित होती है।  सौर पैनल प्रत्यक्ष धारा (DC current ) बिजली उत्पन्न करते हैं, अधिकांश बिजली उपभोक्ताओं को अपने भवनों को बिजली देने के लिए प्रत्यावर्ती धारा (AC Current) बिजली की आवश्यकता होती है। solar इन्वर्टर का कार्य बिजली को डीसी से एसी में बदलना है, जिससे यह रोजमर्रा के उपयोग के लिए सुलभ हो सके।

सामान्य भाषा में कहा जाये तो जब फोटोन्स सोलर सेल पर पड़ते है तो सोलर सेल की  धनात्मक परत से ऋणात्मक परत के बीच एक वोल्टेज का अंतर पैदा हो जाता है जिससे इलेक्ट्रान का प्रवाह शुरू होने लगता है, और इलेक्ट्रिक ऊर्जा बनती है।

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Solar panel कितने प्रकार के होते हैं ?

बनावट के आधार पर solar panel  तीन अलग-अलग प्रकार के हैं, और प्रत्येक के अपने फायदे और नुकसान हैं। कौन सा सोलर पैनल आपको लेना चाहिए ये इस बात पर निर्भर करेगा की आपकी क्या जरूरत है, इस लेख में हम आपको तीनो प्रकार के सौर पेनलो के बारे में बताएंगे तथा उनके कुछ फायदे और नुकसान भी।

सौर पैनल के 3 प्रकार क्या हैं ?

तीन अलग-अलग प्रकार के सौर पैनल मोनोक्रिस्टलाइन( Monocrystalline ), पॉलीक्रिस्टलाइन ( polycrystalline ) और थिन -फिल्म पैनल ( thin-film solar panels ) वाले सौर पैनल हैं। इन प्रकार के प्रत्येक सौर सेल को एक अनोखे तरीके से बनाया जाता है और एक ये एक दूसरे से अलग दिखाई देते है। यहां प्रत्येक प्रकार के सौर पैनल के बारे में थोड़ा बहुत बताने का प्रयास किया गया है ।

मोनोक्रिस्टलीने सोलर पेनल्स (Monocrystalline Solar Panels )

मोनोक्रिस्टलाइन सौर पैनल विभिन्न प्रकार के सौर पैनलों में सबसे पुराने और सबसे विकसित हैं। ये मोनोक्रिस्टलाइन सौर पैनल लगभग 40 मोनोक्रिस्टलाइन सौर कोशिकाओं (solar cells ) से बने होते हैं। ये सोलर सेल शुद्ध सिलिकॉन से बने होते हैं। निर्माण प्रक्रिया में (जिसे Czochralski विधि कहा जाता है), एक सिलिकॉन क्रिस्टल को पिघले हुए सिलिकॉन के एक वात में रखा जाता है। फिर क्रिस्टल को वात से बहुत धीरे-धीरे बाहर निकाला जाता है, जिससे पिघला हुआ सिलिकॉन इसके चारों ओर एक ठोस क्रिस्टल खोल बनाने की अनुमति देता है जिसे एक पिंड कहा जाता है। फिर पिंड को सिलिकॉन वेफर्स में पतला काट दिया जाता है। वेफर को सेल में बनाया जाता है, और फिर सेल को एक साथ मिलकर सोलर पैनल बनाया जाता है।

सूर्य का प्रकाश शुद्ध सिलिकॉन के साथ सीधे संपर्क करता है जिससे मोनोक्रिस्टलाइन सौर सेल काले दिखाई देते हैं । जबकि सेल काले हैं, लेकिन फिर भी बैक शीट और फ्रेम के लिए कई प्रकार के रंग और डिज़ाइन उपलब्ध होते हैं। मोनोक्रिस्टलाइन कोशिकाओं को एक वर्ग की तरह आकार दिया जाता है जिसमें कोनों को हटा दिया जाता है, इसलिए सेल के बीच छोटे अंतराल होते हैं।

पोलीक्रिस्टलीने सोलर पेनल्स  (Polycrystalline Solar Panels)

पॉलीक्रिस्टलाइन सौर पैनल विभिन्न प्रकार के सौर पैनलों में एक नया विकास हैं, लेकिन वे लोकप्रियता और दक्षता के मामले में  तेजी से लोकप्रिय हो रहे हैं। मोनोक्रिस्टलाइन सौर पैनलों की तरह, पॉलीक्रिस्टलाइन सेल सिलिकॉन से बने होते हैं। लेकिन पॉलीक्रिस्टलाइन कोशिकाएं एक साथ पिघले हुए सिलिकॉन क्रिस्टल के टुकड़ों से बनती हैं। निर्माण प्रक्रिया के दौरान, सिलिकॉन क्रिस्टल को पिघले हुए सिलिकॉन के एक वात में रखा जाता है। इसे धीरे-धीरे बाहर निकालने के बजाय, इस क्रिस्टल को टुकड़े करने और फिर ठंडा होने दिया जाता है। फिर एक बार जब नए क्रिस्टल को उसके सांचे में ठंडा किया जाता है, तो खंडित सिलिकॉन को पॉलीक्रिस्टलाइन सोलर वेफर्स में पतला काट दिया जाता है। पॉलीक्रिस्टलाइन पैनल बनाने के लिए इन वेफर्स को एक साथ इकट्ठा किया जाता है।

क्रिस्टल पर सूर्य के प्रकाश के परावर्तन के तरीके के कारण पॉलीक्रिस्टलाइन कोशिकाएं नीले रंग की होती हैं। शुद्ध सिलिकॉन सेल की तुलना में सूरज की रोशनी सिलिकॉन के टुकड़ों से अलग तरह से परावर्तित होती है। आमतौर पर, बैक फ्रेम और फ्रेम पॉलीक्रिस्टलाइन के साथ सिल्वर होते हैं, लेकिन इसमें भिन्नताएं हो सकती हैं। कोशिका का आकार वर्गाकार होता है, और सेल के कोनों के बीच कोई अंतराल नहीं होता है।

थिन -फिल्म सोलर पेनल्स  (Thin-Film Solar Panels)

सौर पैनल उद्योग में पतली फिल्म सौर पैनल एक अत्यंत नया विकास है। पतले फिल्म पैनल की सबसे विशिष्ट विशेषता यह है कि वे हमेशा सिलिकॉन से नहीं बने होते हैं। उन्हें कैडमियम टेलुराइड (CdTe), अनाकार सिलिकॉन (a-Si), और कॉपर इंडियम गैलियम सेलेनाइड (CIGS) सहित विभिन्न सामग्रियों से बनाया जा सकता है। इन सौर कोशिकाओं को सुरक्षा के लिए शीर्ष पर कांच की एक परत के साथ प्रवाहकीय सामग्री की पतली चादरों के बीच मुख्य सामग्री रखकर बनाया जाता है। a-Si पैनल सिलिकॉन का उपयोग करते हैं, लेकिन वे गैर-क्रिस्टलीय सिलिकॉन का उपयोग करते हैं और इनके ऊपर कांच की एक परत होती हैं।

जैसा कि उनके नाम से पता चलता है, पतले-पतले पैनल को उनकी पतली उपस्थिति से पहचानना आसान होता है। ये पैनल सिलिकॉन वेफर्स का उपयोग करने वाले पैनल की तुलना में लगभग 350 गुना पतले हैं। लेकिन पतली फिल्म के फ्रेम कभी-कभी बड़े हो सकते हैं, और यह पूरे सौर मंडल की उपस्थिति को एक मोनोक्रिस्टलाइन या पॉलीक्रिस्टलाइन सिस्टम के तुलनीय बना सकता है। पतली-फिल्म कोशिकाएं काली या नीली हो सकती हैं, यह उस सामग्री पर निर्भर करता है जिससे वे बने हो।

सबसे अच्छा सोलर पैनल कौन सा है ?

तीन प्रकार के सोलर पेनलो के बारे में जानने के बाद आपके दिमाग में ये सवाल जरूर आ रहा होगा की मोनोक्रिस्टलाइन, पॉलीक्रिस्टलाइन तथा थिन -फिल्म पैनल में से कौन सा पैनल सबसे अच्छा होता है, और किस प्रकार के पैनल किस स्थान के लिए अच्छा होगा ?

सौर पैनलों का सबसे अच्छा प्रकार पैनलों के उद्देश्य पर निर्भर करता है और जहां उन्हें स्थापित किया जाएगा। बड़ी छत वाली जगह या संपत्ति के साथ आवासीय संपत्तियों के लिए, पैनलों का सबसे अच्छा विकल्प पॉलीक्रिस्टलाइन हो सकता है। पॉलीक्रिस्टलाइन  पैनल बड़े स्थानों के लिए सबसे किफायती हैं और पर्याप्त दक्षता और शक्ति प्रदान करेंगे।

छोटे स्थानों वाली आवासीय संपत्तियों के लिए, मोनोक्रिस्टलाइन सौर पैनल सबसे अच्छा विकल्प हो सकते हैं। ये पैनल उन लोगों के लिए अच्छा काम करते हैं जो एक छोटी सी जगह में अधिकतम ऊर्जा प्राप्त करना चाहते हैं।

मोनोक्रिस्टलाइन सौर पैनल और पॉलीक्रिस्टलाइन सौर पैनल घरों और इसी तरह की अन्य इमारतों के लिए उपयुक्त होते हैं।  

घरों में थिन -फिल्म वाले सौर पैनलों का उपयोग लगभग कभी नहीं किया जाता है क्योंकि वे दक्षता में कम होते हैं। इसके बजाय, थिन -फिल्म वाले सौर पैनल व्यावसायिक भवनों के लिए एकदम सही हैं जो पारंपरिक पैनलों के अतिरिक्त भार को संभाल नहीं सकते हैं। हालांकि थिन -फिल्म कम कुशल है, वाणिज्यिक छतों में पैनलों के साथ अधिक छत को कवर करने के लिए अधिक जगह है।

FAQ

Conclusion­-

में आशा करता हूँ की इस लेख में आपको Solar penal क्या होता है? solar penal कैसे काम करते है? तथा solar penal कितने प्रकार के होते हैं? किस प्रकार का सोलर पैनल सबसे अच्छा होता हैं? इन सभी सवालो के जवाब मिल गए होंगे। अगर आपको ये लेख पसंद आया हो तो इसे अपने दोस्तों के साथ शेयर करना न भूले।