सौर ऊर्जा प्रणालियाँ किस प्रकार की होती हैं?

सौर ऊर्जा प्रणालियों को इस आधार पर वर्गीकृत किया जाता है कि वे उपयोगिता ग्रिड से कैसे जुड़ते हैं और बिजली का उपयोग कैसे किया जाता है। इसके चार मुख्य प्रकार हैं:ग्रिड-बंधे सिस्टम, ऑफ-ग्रिड सिस्टम, हाइब्रिड सिस्टम और शुद्ध डीसी सिस्टम.

ये चारों मूलतः एक ही सौर पैनल का उपयोग करते हैं। अंतर यह है कि क्या ग्रिड कनेक्शन है, क्या बैटरी है, और क्या बिजली एसी या डीसी के रूप में वितरित की जाती है। आपके लिए कौन सा सही है यह इस बात पर निर्भर करता है कि आप जहां हैं वहां ग्रिड उपलब्ध है या नहीं, बिजली की कीमत कितनी है और बिजली कटौती से कितना नुकसान होगा।
 

यहां पहले एक साथ-साथ तुलना की गई है, उसके बाद प्रत्येक प्रकार पर करीब से नज़र डाली गई है।
 

1. ग्रिड-बंधित सौर प्रणाली: सीधे ग्रिड में बिजली डालें

यह काम किस प्रकार करता है

दिन के दौरान, पैनल डीसी बिजली का उत्पादन करते हैं। एक ग्रिड-बंधा इन्वर्टर इसे एसी में परिवर्तित करता है जो ग्रिड की आवृत्ति और चरण से मेल खाता है। बिजली पहले आपके स्वयं के लोड की आपूर्ति करती है, और कोई भी अधिशेष ग्रिड को बेच दिया जाता है। रात में या बादल छाए रहने वाले दिनों में, जब पैनल आपकी मांग को पूरा नहीं कर पाते, तो आप ग्रिड से बिजली खरीदते हैं। कोई बैटरी शामिल नहीं है.

इसमें क्या शामिल है

सौर पैनल और माउंटिंग संरचना:पैनल सूरज की रोशनी को बिजली में बदल देते हैं, और माउंटिंग संरचना झुकाव कोण और हवा प्रतिरोध निर्धारित करती है।

ग्रिड-बंधे इन्वर्टर:सिस्टम का दिल. यह अधिकतम पावर प्वाइंट ट्रैकिंग (एमपीपीटी) करता है, डीसी को एसी में परिवर्तित करता है, और ग्रिड-इंटरकनेक्शन सुरक्षा प्रदान करता है।

डीसी-साइड सुरक्षा:डीसी केबल, डीसी स्विच और एक कॉम्बिनर बॉक्स (छोटे स्ट्रिंग-प्रकार के सिस्टम अक्सर कॉम्बिनर बॉक्स को छोड़ देते हैं)।

एसी वितरण बॉक्स:इसमें सर्किट ब्रेकर और एक सर्ज प्रोटेक्शन डिवाइस शामिल है।

मीटर:एक जेनरेशन मीटर या द्विदिश मीटर जिसका उपयोग ग्रिड को निर्यात की गई बिजली को व्यवस्थित करने के लिए किया जाता है।

बिजली संरक्षण, ग्राउंडिंग और निगरानी:ये सिस्टम को सुरक्षित रखते हैं और आपको जनरेशन डेटा को दूरस्थ रूप से जांचने देते हैं।

यह कहां फिट बैठता है

यह सबसे अच्छा काम करता है जहां दिन के समय बिजली का उपयोग अधिक होता है और ग्रिड स्थिर होता है: उपयोग करने योग्य छत के साथ स्व-निर्मित घर और विला, और दिन के दौरान संचालित होने वाले कारखाने, गोदाम, सुपरमार्केट और स्कूल। इसमें सबसे कम निवेश और सबसे सरल संरचना है, और यह दुनिया भर में सबसे बड़ी स्थापित क्षमता वाला प्रकार है।

उदाहरण और सिफ़ारिशें

स्वयं निर्मित ग्रामीण घर:लगभग 60 से 80 वर्ग मीटर छत क्षेत्र के साथ, आप लगभग 8 से 10 किलोवाट स्थापित कर सकते हैं। एकल-चरण या तीन-चरण स्ट्रिंग इन्वर्टर चुनें। वार्षिक उत्पादन स्थानीय धूप पर निर्भर करता है, इसलिए स्थानीय विकिरण डेटा का उपयोग करके इसका अनुमान लगाएं।

कारखाने की इमारत:एक बड़ी छत और उच्च दिन का भार 300 किलोवाट से 1 मेगावाट प्रणाली के लिए उपयुक्त है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से ग्रिड को निर्यात किए गए अधिशेष के साथ स्वयं-उपभोग के लिए किया जाता है। पेबैक आमतौर पर आवासीय प्रणालियों की तुलना में कम होता है।

एक बात का ध्यान रखें

जब ग्रिड नीचे चला जाता है (एंटी-आइलैंडिंग सुरक्षा) तो ग्रिड-बंधी प्रणाली स्वचालित रूप से बंद हो जाती है। इसका मतलब है कि ग्रिड से जुड़े सिस्टम वाले घर में आउटेज के दौरान भी बिजली नहीं रहती है।
 

2. ऑफ-ग्रिड सोलर सिस्टम: ग्रिड से पूरी तरह स्वतंत्र

यह काम किस प्रकार करता है

पैनलों से मिलने वाली बिजली सबसे पहले बैटरी को चार्ज करती है। जब लोड बिजली खींचता है, तो बैटरी उन्हें इन्वर्टर के माध्यम से आपूर्ति करती है। सिस्टम स्व-निहित है और इसका उपयोगिता ग्रिड से कोई संबंध नहीं है।

इसमें क्या शामिल है

सौर पैनल और माउंटिंग संरचना

सौर चार्ज नियंत्रक:बैटरी को चार्ज करता है और उसकी सुरक्षा करता है, आमतौर पर एमपीपीटी प्रकार का।

बैटरी बैंक:लिथियम आयरन फॉस्फेट, लेड-कार्बन और जेल लेड-एसिड बैटरियों का उपयोग किया जाता है। बैटरी की क्षमता यह निर्धारित करती है कि सिस्टम सूरज के बिना कितनी देर तक चल सकता है।

ऑफ-ग्रिड इन्वर्टर:बैटरी की DC पावर को AC में परिवर्तित करता है। कई उत्पाद नियंत्रक और इन्वर्टर को एक ही इकाई में जोड़ते हैं।

वितरण एवं सुरक्षा उपकरण

बैकअप जनरेटर (वैकल्पिक):लंबे समय तक बादल छाए रहने या बरसात के मौसम के दौरान एक अतिरिक्त स्रोत।

यह कहां फिट बैठता है

बिना ग्रिड वाले स्थान, या जहां ग्रिड से जुड़ने की लागत बहुत अधिक है: द्वीप, चरागाह भूमि, सीमा चौकियां, पर्वतीय घर, दूरस्थ अनुसंधान स्टेशन और दूरसंचार बेस स्टेशन।

उदाहरण और सिफ़ारिशें

चरवाहे का घर:लगभग 5 से 8 किलोवाट की दैनिक खपत के साथ, लगभग 3 किलोवाट पैनल का एक सेटअप, लगभग 10 किलोवाट बैटरी स्टोरेज और 3 किलोवाट ऑफ-ग्रिड ऑल-इन-वन यूनिट एक रेफ्रिजरेटर, एक टीवी और प्रकाश व्यवस्था चला सकती है। उच्च शक्ति वाले उपकरणों का उपयोग कम करें।

साइज़ टिप:बैटरी का आकार लगातार बादल वाले दिनों की संख्या के अनुसार रखें जिन्हें आप कवर करना चाहते हैं। नियम के रूप में 2 से 3 दिन आरक्षित रखें, और जहां धूप अविश्वसनीय हो, वहां अधिक रखें।

ऑफ-ग्रिड सिस्टम की अधिकांश लागत बैटरी में चली जाती है। बैटरी जीवनकाल का कुल लागत पर बड़ा प्रभाव पड़ता है, इसलिए केवल अग्रिम कीमत से निर्णय न लें।
 

3. हाइब्रिड सोलर सिस्टम: ग्रिड-टाईड प्लस स्टोरेज, ग्रिड पावर और बैकअप के साथ

उद्योग में, इस प्रकार को अक्सर ए कहा जाता हैहाइब्रिड ग्रिड-बंधी/ऑफ-ग्रिड प्रणालीया एसोलर-प्लस-स्टोरेज हाइब्रिड सिस्टम. यह ग्रिड-बंधे सिस्टम में एक बैटरी जोड़ता है, ताकि यह ग्रिड के साथ बातचीत कर सके और आउटेज के दौरान अपने आप बिजली की आपूर्ति भी कर सके।

यह काम किस प्रकार करता है

दिन के समय की पीढ़ी पहले भार परोसती है। अधिशेष बिजली बैटरी को चार्ज करती है, और एक बार बैटरी भर जाने पर, शेष को ग्रिड में निर्यात कर दिया जाता है। रात में लोड बैटरी से खींचा जाता है, और जब बैटरी कम हो जाती है, तो ग्रिड से। जब ग्रिड डाउन हो जाता है, तो सिस्टम ऑफ-ग्रिड मोड पर स्विच हो जाता है और अपने बैकअप पोर्ट के माध्यम से महत्वपूर्ण लोड को पावर देता रहता है।

इसमें क्या शामिल है

सौर पैनल और माउंटिंग संरचना

हाइब्रिड इन्वर्टर:ग्रिड-बंधे इन्वर्टर और बैटरी इन्वर्टर के कार्यों को एक इकाई में संयोजित करता है। यह उपकरण का मुख्य हिस्सा है जो इस प्रणाली को पिछले दो से अलग करता है।

ऊर्जा भंडारण बैटरी:आवासीय प्रणालियाँ वर्तमान में मुख्य रूप से लिथियम आयरन फॉस्फेट पर निर्भर हैं।

स्मार्ट मीटर या करंट ट्रांसफार्मर:घरेलू खपत और ग्रिड से आने-जाने वाली बिजली को मापता है, जिसका उपयोग सिस्टम यह तय करने के लिए करता है कि कब चार्ज करना है और कब डिस्चार्ज करना है।

ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली (ईएमएस):उपयोग की जाने वाली बिजली की कीमतों के अनुसार चार्जिंग और डिस्चार्जिंग जैसी परिचालन रणनीतियाँ निर्धारित करता है।

बैकअप लोड पैनल:रेफ्रिजरेटर, प्रकाश व्यवस्था और नेटवर्क उपकरण जैसे महत्वपूर्ण भार बैकअप पोर्ट से जुड़े होते हैं।

यह कहां फिट बैठता है

बार-बार बिजली गुल होने या अस्थिर ग्रिड वाले क्षेत्र

व्यस्ततम और गैर-व्यस्त बिजली की कीमतों के बीच बड़े अंतर वाले स्थान, जहां आप बिजली सस्ती होने पर चार्ज कर सकते हैं और महंगी होने पर डिस्चार्ज कर सकते हैं

वे उपयोगकर्ता जो बिजली व्यवधान के प्रति संवेदनशील हैं: घरेलू कार्यालय, पशुधन फार्म, कोल्ड स्टोरेज और छोटे क्लीनिक

उदाहरण और सिफ़ारिशें

विला घरेलू:8 से 10 किलोवाट के पैनल के साथ 10 से 20 किलोवाट की बैटरी स्टोरेज। रेफ्रिजरेटर, लाइटिंग, राउटर और कुछ आउटलेट को बैकअप पोर्ट से कनेक्ट करें। एयर कंडीशनर जैसे भारी भार को शामिल किया जा सकता है या नहीं, यह इन्वर्टर की बैकअप आउटपुट पावर पर निर्भर करता है।

पशुधन फार्म:भंडारण के साथ एक ग्रिड-बंधित प्रणाली स्थापित करें ताकि आउटेज के दौरान वेंटिलेशन, हीटिंग और पीने के पानी के उपकरण चलते रहें।

एक हाइब्रिड प्रणाली की लागत ग्रिड-बंधी प्रणाली से अधिक होती है। अतिरिक्त पैसे से दो क्षमताएं खरीदी जाती हैं: आउटेज के दौरान बैकअप पावर और मूल्य मध्यस्थता। इसका भुगतान होगा या नहीं यह इस बात पर निर्भर करता है कि स्थानीय स्तर पर कितनी बार कटौती होती है और आपके बिजली शुल्क पर।
 

4. शुद्ध डीसी सौर प्रणाली: बिना व्युत्क्रम के डीसी पावर

यह काम किस प्रकार करता है

पैनलों से डीसी बिजली को एसी में परिवर्तित नहीं किया जाता है। यह सीधे डीसी लोड पर जाता है। कुछ प्रणालियों में एक बैटरी और नियंत्रक शामिल होते हैं, और कुछ में बिल्कुल भी बैटरी नहीं होती है: जब सूरज चमकता है तो लोड चलता है, और जब नहीं होता है तो लोड रुक जाता है।

इसमें क्या शामिल है

सौर पेनल्स

डीसी नियंत्रक(केवल बैटरी वाले सिस्टम में आवश्यक)

बैटरी(वैकल्पिक)

डीसी लोड:एलईडी लाइटें, डीसी वॉटर पंप, डीसी पंखे, कैमरे और इसी तरह के उपकरण

इन्वर्टर के बिना, संरचना चारों में से सबसे सरल है, और एक कम रूपांतरण चरण है जहां ऊर्जा खो जाती है।

यह कहां फिट बैठता है

वे स्थान जहां लोड स्वयं डीसी है, बिजली छोटी है और उपकरण फैले हुए हैं: सौर स्ट्रीट लाइट, गार्डन लाइट, सौर जल पंप, कृषि सिंचाई, यातायात सिग्नल और निगरानी उपकरण, और छोटे संचार उपकरण।

उदाहरण और सिफ़ारिशें

सौर स्ट्रीट लाइट:एक सामान्य विन्यास कुछ दर्जन वाट का एक पैनल, एक लिथियम बैटरी और एक नियंत्रक है। रात में प्रकाश स्वचालित रूप से चालू हो जाता है, और किसी केबल की आवश्यकता नहीं होती है।

सौर जल पंप:पैनल सीधे डीसी पंप चलाते हैं। दिन के दौरान जितनी तेज़ धूप होती है, उतना ही अधिक पानी बाद में उपयोग के लिए भंडारण टैंक में डाला जाता है। आप बैटरी छोड़ सकते हैं और बड़ी लागत बचा सकते हैं।

इसकी सीमाएँ स्पष्ट हैं। यह सामान्य घरेलू एसी उपकरणों को सीधे बिजली नहीं दे सकता है, और बिजली का स्तर बहुत बड़ा नहीं हो सकता है।

5. चार प्रणालियों में से कैसे चुनें

इन प्रश्नों पर क्रम से काम करें:

क्या कोई ग्रिड है?यदि नहीं, तो ऑफ-ग्रिड या शुद्ध डीसी चुनें। यदि हाँ, तो अगले प्रश्न पर जाएँ।

आउटेज से कितना नुकसान होगा?यदि बहुत है तो हाइब्रिड सिस्टम चुनें। यदि ज़्यादा नहीं, तो ग्रिड-बंधे हुए चुनें।

क्या आपका लोड एसी उपकरण या डीसी लोड है?यदि आपको केवल स्ट्रीट लाइट या पंप जैसे डीसी लोड को बिजली देने की आवश्यकता है, तो शुद्ध डीसी पर्याप्त है।

आपका बजट क्या है?समान सौर क्षमता के लिए, ग्रिड-बंधित सबसे सस्ता है। हाइब्रिड और ऑफ-ग्रिड सिस्टम बैटरी की लागत बढ़ाते हैं।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न: बिजली कटौती के दौरान ग्रिड-बंधित प्रणाली काम क्यों नहीं करती?क्योंकि इन्वर्टर में एंटी-आइलैंडिंग सुरक्षा होती है। यदि सिस्टम मृत ग्रिड में बिजली की आपूर्ति जारी रखता है, तो यह मरम्मत करने वाले उपयोगिता कर्मचारियों को खतरे में डाल देगा, इसलिए इसे स्वचालित रूप से डिस्कनेक्ट करना होगा। यदि आप कटौती के दौरान बिजली चाहते हैं, तो हाइब्रिड सिस्टम चुनें।

प्रश्न: क्या ऑफ-ग्रिड सिस्टम को बाद में हाइब्रिड सिस्टम में बदला जा सकता है?हां, लेकिन यह मौजूदा उपकरणों पर निर्भर करता है। यदि मूल सिस्टम ऑफ-ग्रिड इन्वर्टर का उपयोग करता है, तो इसे आमतौर पर हाइब्रिड इन्वर्टर से बदलना पड़ता है। पैनल और माउंटिंग संरचना का आम तौर पर पुन: उपयोग किया जा सकता है।

प्रश्न: क्या शुद्ध डीसी प्रणाली एसी प्रणाली की तुलना में अधिक ऊर्जा-कुशल है?यह कम ऊर्जा खोता है क्योंकि इसमें कोई व्युत्क्रम चरण नहीं है, लेकिन केवल तभी जब लोड पहले से ही एक डीसी डिवाइस हो। केवल रूपांतरण घाटे को बचाने के लिए डीसी उपकरण खरीदने पर आमतौर पर बचत की तुलना में अधिक लागत आती है।

प्रश्न: घर के लिए कौन सा प्रकार सर्वोत्तम मूल्य है?यदि ग्रिड स्थिर है और कोई व्यक्ति दिन के दौरान घर पर बिजली का उपयोग कर रहा है, तो ग्रिड-बंधन सबसे अच्छा मूल्य है। यदि आउटेज बार-बार होता है या पीक और ऑफ-पीक कीमतों के बीच का अंतर बड़ा है, तो हाइब्रिड सिस्टम पर विचार करें। पेबैक स्थानीय बिजली की कीमतों, प्रोत्साहन नीतियों और आपके वास्तविक उपयोग पर निर्भर करता है, इसलिए अनुमान के लिए किसी योग्य स्थानीय इंस्टॉलर से पूछें।