સૌર પેનલ પાવર જનરેશન સિદ્ધાંત

સેમિકન્ડક્ટર PN જંકશન પર સૂર્ય ચમકે છે, નવી છિદ્ર-ઇલેક્ટ્રોન જોડી બનાવે છે. PN જંકશનના ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની ક્રિયા હેઠળ, છિદ્ર P પ્રદેશમાંથી N પ્રદેશ તરફ વહે છે, અને ઇલેક્ટ્રોન N પ્રદેશમાંથી P પ્રદેશ તરફ વહે છે. જ્યારે સર્કિટ કનેક્ટ થાય છે, ત્યારે વર્તમાન રચાય છે. આ રીતે ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસર સૌર કોષો કામ કરે છે.

સોલાર પાવર જનરેશન સોલાર પાવર જનરેશનના બે પ્રકાર છે, એક લાઇટ-હીટ-ઇલેક્ટ્રિસિટી કન્વર્ઝન મોડ છે, બીજો ડાયરેક્ટ લાઇટ-ઇલેક્ટ્રિસિટી કન્વર્ઝન મોડ છે.

(1) પ્રકાશ-ઉષ્મા-વીજળી રૂપાંતરણ પદ્ધતિ વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે સૌર કિરણોત્સર્ગ દ્વારા ઉત્પન્ન થર્મલ ઊર્જાનો ઉપયોગ કરે છે. સામાન્ય રીતે, સોલાર કલેક્ટર દ્વારા શોષિત થર્મલ ઉર્જાને કાર્યકારી માધ્યમની વરાળમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે, અને પછી સ્ટીમ ટર્બાઇનને વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે ચલાવવામાં આવે છે. અગાઉની પ્રક્રિયા પ્રકાશ-ગરમી રૂપાંતર પ્રક્રિયા છે; પછીની પ્રક્રિયા ગરમી-વીજળી રૂપાંતર પ્રક્રિયા છે.

(2) ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસરનો ઉપયોગ સૌર કિરણોત્સર્ગ ઊર્જાને સીધી ઇલેક્ટ્રિક ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરવા માટે થાય છે. ફોટોઇલેક્ટ્રિક રૂપાંતરનું મૂળભૂત ઉપકરણ સોલાર સેલ છે. સોલાર સેલ એ એક એવું ઉપકરણ છે જે ફોટોજનરેશન વોલ્ટ ઇફેક્ટને કારણે સૌર પ્રકાશ ઉર્જાને સીધા ઇલેક્ટ્રિક ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે. તે સેમિકન્ડક્ટર ફોટોોડિયોડ છે. જ્યારે ફોટોડિયોડ પર સૂર્ય ચમકે છે, ત્યારે ફોટોડિયોડ સૌર પ્રકાશ ઊર્જાને વિદ્યુત ઊર્જામાં ફેરવશે અને વર્તમાન પેદા કરશે. જ્યારે ઘણા કોષો શ્રેણીમાં અથવા સમાંતર રીતે જોડાયેલા હોય છે, ત્યારે પ્રમાણમાં મોટી આઉટપુટ પાવર સાથે સૌર કોષોની ચોરસ શ્રેણીની રચના થઈ શકે છે.

હાલમાં, સ્ફટિકીય સિલિકોન (પોલીસિલિકોન અને મોનોક્રિસ્ટાલિન સિલિકોન સહિત) એ સૌથી મહત્વપૂર્ણ ફોટોવોલ્ટેઇક સામગ્રી છે, તેનો બજાર હિસ્સો 90% થી વધુ છે, અને ભવિષ્યમાં લાંબા સમય સુધી હજી પણ સૌર કોષોની મુખ્ય પ્રવાહની સામગ્રી હશે.

લાંબા સમયથી, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ, જાપાન અને જર્મની જેવા 3 દેશોમાં 7 કંપનીઓની 10 ફેક્ટરીઓ દ્વારા પોલિસીલિકોન સામગ્રીની ઉત્પાદન તકનીકને નિયંત્રિત કરવામાં આવી છે, જે તકનીકી નાકાબંધી અને બજાર એકાધિકારની રચના કરે છે.

પોલિસીલીકોનની માંગ મુખ્યત્વે સેમિકન્ડક્ટર અને સૌર કોષોમાંથી આવે છે. વિવિધ શુદ્ધતા જરૂરિયાતો અનુસાર, ઇલેક્ટ્રોનિક સ્તર અને સૌર સ્તરમાં વિભાજિત. તેમાંથી, ઇલેક્ટ્રોનિક-ગ્રેડ પોલિસીલિકોનનો હિસ્સો લગભગ 55% છે, સોલર લેવલ પોલિસિલિકનનો હિસ્સો 45% છે.

ફોટોવોલ્ટેઇક ઉદ્યોગના ઝડપી વિકાસ સાથે, સૌર કોષોમાં પોલિસિલિકોનની માંગ સેમિકન્ડક્ટર પોલિસીલિકોનના વિકાસ કરતાં વધુ ઝડપથી વધી રહી છે, અને એવી અપેક્ષા રાખવામાં આવે છે કે 2008 સુધીમાં સૌર પોલિસિલિકોનની માંગ ઇલેક્ટ્રોનિક-ગ્રેડ પોલિસીલિકોન કરતાં વધી જશે.

1994માં, વિશ્વમાં સૌર કોષોનું કુલ ઉત્પાદન માત્ર 69MW હતું, પરંતુ 2004માં તે 1200MWની નજીક હતું, જે માત્ર 10 વર્ષમાં 17 ગણો વધારો થયો હતો. નિષ્ણાતો આગાહી કરે છે કે સૌર ફોટોવોલ્ટેઇક ઉદ્યોગ 21મી સદીના પહેલા ભાગમાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ મૂળભૂત ઉર્જા સ્ત્રોતોમાંના એક તરીકે પરમાણુ ઊર્જાને વટાવી જશે.