फोटोवोल्टिक माउंटिंग सिस्टम: Difference between revisions

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Solar panel mounting system on roof of Pacifica wastewater treatment plant
पैसिफिक वेस्टवाटर ट्रीटमेंट प्लांट की छत पर सोलर पैनल माउंटिंग सिस्टम

फोटोवोल्टिक माउंटिंग सिस्टम जिसे सौर मॉड्यूल रैकिंग भी कहा जाता है इसका उपयोग छतों, भवन के अग्रभाग, और भूमि जैसी सतहों पर सौर पैनलों को ठीक करने के लिए किया जाता है।[1] ये बढ़ते सिस्टम सामान्यतः छतों पर इमारत की संरचना के भागों के रूप में बीआईपीवी कहा जाता है सौर पैनलों के रेट्रोफिटिंग को सक्षम करते हैं।[2] चूंकि सौर फोटोवोल्टिक (पीवी) मॉड्यूल की सापेक्ष लागत कम हो गई है,[3] रैक की लागत अधिक महत्वपूर्ण हो गई है और छोटे पीवी सिस्टम के लिए सबसे महंगी सामग्री लागत हो सकती है।[4] इन प्रवृत्तियों के कारण, नए रैकिंग प्रवृत्तियों का विस्फोट हुआ है। इनमें गैर-इष्टतम अभिविन्यास और झुकाव कोण, नए प्रकार के छत माउंट, भूमि माउंट, कैनोपी , इमारत एकीकृत, छायांकन , लंबरूप माउंटेड और फेंसिंग सिस्टम सम्मलित हैं।

अभिविन्यास और झुकाव

सौर सेल सबसे अच्छा प्रति इकाई समय में सबसे अधिक ऊर्जा करता है जब इसकी सतह सूर्य की किरणों के लंबवत होती है, जो दिन और मौसम के पर्यन्त लगातार बदलती रहती है (देखें: सूर्य पथ)। मॉड्यूल की वार्षिक ऊर्जा उपज को अधिकतम करने के लिए सरणी के स्थान के अक्षांश के समान कोण पर निश्चित पीवी मॉड्यूल (सौर ट्रैकर के बिना) को झुकाना सामान्य अभ्यास है। उदाहरण के लिए, उष्णकटिबंधीय में छत पीवी मॉड्यूल उच्चतम वार्षिक ऊर्जा उपज प्रदान करता है जब पैनल की सतह का झुकाव क्षैतिज दिशा के समीप होता है। कटिबंधों में अध्ययन से पता चला है कि कम ढलान वाली छत पीवी के उन्मुखीकरण का वार्षिक ऊर्जा उपज पर नगण्य प्रभाव पड़ता है, किन्तु पीवी बाहरी कैनोपी अनुप्रयोगों के स्थितियों में, पूर्वी अग्रभाग और 30-40 डिग्री का पैनल ढलान सबसे उपयुक्त स्थान और झुकाव है।[5] हाल के अध्ययनों ने गैर-इष्टतम उन्मुखीकरण दिखाया है जैसे कि पूर्व-पश्चिम का सामना करने वाले बिफासियल सौर सेल पीवी सिस्टम के कुछ लाभ हैं।[6]

माउंटिंग

छत

Main article: छत फोटोवोल्टिक शक्ति स्टेशन
छत पर लगे पीवी पैनल
कार्यकर्ता आवासीय छत सौर पैनल स्थापित करते हैं

पीवी सिस्टम के सौर सरणी को छत पर लगाया जा सकता है, सामान्यतः कुछ इंच के अंतर के साथ और छत की सतह के समानांतर। यदि छत क्षैतिज है, तो सरणी को कोण पर संरेखित प्रत्येक पैनल के साथ माउंट किया जाता है। यदि छत के निर्माण से पहले पैनलों को माउंट करने की योजना है, तो छत के लिए सामग्री स्थापित करने से पहले पैनलों के लिए समर्थन कोष्ठक स्थापित करके छत को तदनुसार डिजाइन किया जा सकता है। छत को स्थापित करने के लिए जिम्मेदार चालक दल द्वारा सौर पैनलों की स्थापना की जा सकती है। यदि छत पहले से ही निर्मित है, तो उपस्तिथ छत संरचनाओं के ऊपर सीधे पैनलों को फिर से लगाना अपेक्षाकृत सरल है। छतों की छोटी संख्या के लिए (अधिकांशतः कोड के लिए नहीं बनाया गया है) जो कि डिजाइन किए गए हैं जिससे कि यह छत के भार को सहन करने में सक्षम हो, सौर पैनलों को स्थापित करने की मांग है कि छत की संरचना को पहले से शक्तिशाली किया जाना चाहिए। रेट्रोफिट के सभी स्थितियों में मौसम की छत पर विशेष ध्यान देना आवश्यक है। पीवी सिस्टम के लिए कई कम भार वाले डिजाइन हैं जिनका उपयोग ढलान वाली या सपाट छतों पर किया जा सकता है (जैसे प्लास्टिक की कीलें या पीवी फली), चूंकि, ज्यादातर प्रकार पर निर्भर करते हैं। निकला हुआ एल्युमिनियम रेल (जैसे यूनिराक) हाल ही में, तनाव-आधारित पीवी रैकिंग समाधान का सफलतापूर्वक परीक्षण किया गया है जो भार और लागत को कम करता है।[7] कुछ स्थितियों में, संघटन दाद में परिवर्तित होने पर, हटाई गई छत सामग्री का भार पैनल संरचना के अतिरिक्त भार की भरपाई कर सकता है। छत पर लगे सौर पैनलों की स्थापना के लिए सामान्य अभ्यास में प्रति सौ वाट पैनलों पर समर्थन कोष्ठक सम्मलित है।[8][9]

भूमि

भूमि-माउंटेड पीवी सिस्टम सामान्यतः बड़े, उपयोगी स्केल फोटोवोल्टिक पावर स्टेशनों होते हैं। पीवी सरणी में रैक या फ्रेम द्वारा जगह में रखे गए सौर मॉड्यूल होते हैं जो भूमि-आधारित माउंटिंग समर्थन से जुड़े होते हैं।[10][11] सामान्यतः भूमि माउंटेड पीवी सिस्टम इष्टतम झुकाव कोण और अभिविन्यास पर हो सकते हैं (छत माउंटेड सिस्टम की तुलना में जो विशेष रूप से रेट्रोफिट के लिए गैर-इष्टतम हो सकते हैं)।

भूमि-आधारित बढ़ते समर्थन में सम्मलित हैं।

  • पोल माउंट, जो सीधे भूमि में चलाए जाते हैं और कंक्रीट में जड़े होते हैं।
  • निर्माण माउंट, जैसे कंक्रीट स्लैब या डाले गए नीव
  • गिट्टीदार आधार माउंट, जैसे कि कंक्रीट या स्टील आधार जो सौर मॉड्यूल सिस्टम को स्थिति में सुरक्षित करने के लिए भार का उपयोग करते हैं और भूमि के प्रवेश की आवश्यकता नहीं होती है। इस प्रकार की माउंटिंग प्रणाली उन साइटों के लिए अच्छी प्रकार से अनुकूल है जहां उत्खनन संभव नहीं है जैसे छाया भरावक्षेत्र और सौर मॉड्यूल सिस्टम के डीकमीशनिंग और स्थानांतरण को सरल बनाता है।

भूमि माउंट सामान्यतः कंक्रीट में रखे स्टील से बने होते हैं, जिसमें एल्युमीनियम रेल एल्युमिनियम मॉड्यूल को पकड़ते हैं। आवासीय और व्यावसायिक स्तरों पर भूमि माउंट हैं, किन्तु सिस्टम केवल छोटे हैं और प्रति कॉलम पीवी मॉड्यूल की संख्या कम हो सकती है (उदाहरण के लिए 3)।[12] उत्तरी अमेरिका जैसे कुछ क्षेत्रों में इस बात के प्रमाण हैं कि लकड़ी आधारित भूमि पर पीवी रैकिंग लगाई जाती है (दोनों निश्चित झुकाव[4]और चर झुकाव[13] कोण) पारंपरिक धातु रैक की तुलना में कम खर्चीला हो सकता है। यह विश्व स्तर पर सच नहीं है, उदाहरण के लिए टोगो में, धातु के रैक अभी भी प्रति स्थापित इकाई शक्ति कम खर्च करते हैं, यहां तक ​​​​कि छोटे लकड़ी के बीम के लिए कम झुकाव कोण के साथ भी हैं ।[4]

कैनोपी

See also: ग्रीन पार्किंग स्थल सौर चंदवा
ऑस्ट्रेलिया में पार्किंग के ऊपर सोलर कैनोपी

सौर पैनलों को ऊंचे रैकिंग पर लगाया जा सकता है जिससे कि वे पार्किंग स्थल जैसे अन्य भूमि उपयोगों के साथ स्थान साझा कर सकें। ये कारों के लिए छाया प्रदान कर सकते हैं और अतिरिक्त भूमि उपयोग को कम कर सकते हैं, किन्तु अधिक व्यापक स्टील पोस्ट, नीव और रैक के साथ-साथ अतिरिक्त श्रम लागतों के कारण पारंपरिक भूमि-माउंटेड सिस्टम की तुलना में अधिक अधिक महंगा है।[14][15][16] लकड़ी जैसी कम लागत वाली निर्माण सामग्री का उपयोग करके इसे कुछ सीमा तक कम किया जा सकता है।[17] इलेक्ट्रिक वाहनों को चार्ज करने के लिए बिजली प्रदान करने के लिए पार्किंग स्थल पर पीवी कैनोपी का उपयोग किया जा सकता है।[18] पार्किंग स्थल पर पीवी के लिए पर्याप्त संभावित क्षेत्र है। उदाहरण के लिए, प्रति यूएस वॉलमार्ट सुपरसेंटर में पीवी के लिए 3.1 मेगावाट और 100 ईवी चार्जिंग स्टेशन की क्षमता है।[19] लोकप्रिय विज्ञान रिपोर्ट करता है कि पार्किंग स्थल के ऊपर निर्मित सौर कैनोपी यू.एस. के आसपास तेजी से साधारण दृश्य हैं - विश्वविद्यालय परिसरों, हवाई अड्डों और वाणिज्यिक कार्यालय भवनों के पास बहुत सारे स्थापित हैं।[20] चूँकि, फ्रांस को सभी बड़े पार्किंग स्थल को सौर पैनलों द्वारा आवरण करने की आवश्यकता है।[21]

विभिन्न कैनोपी संरचनाओं का उपयोग एग्रीवोल्टिक्स के लिए भी किया जा सकता है।


ट्रैकिंग

सौर ट्रैकर्स यांत्रिक जटिलता और रखरखाव की बढ़ती आवश्यकता की कीमत पर प्रति मॉड्यूल उत्पादित ऊर्जा को बढ़ाते हैं। वे सूर्य की दिशा को अनुभव करते हैं और प्रकाश के अधिकतम संपर्क के लिए आवश्यकतानुसार मॉड्यूल को झुकाते और घुमाते हैं।[22][23] वैकल्पिक रूप से, निश्चित रैक दिए गए झुकाव (जेनिथ कोण) पर पूरे दिन मॉड्यूल स्थिर रख सकते हैं और निश्चित दिशा (दिगंश कोण) का सामना कर सकते हैं। संस्थापन के अक्षांश के समतुल्य झुकाव कोण सामान्य हैं। कुछ प्रणालियाँ वर्ष के समय के आधार पर झुकाव कोण को भी समायोजित कर सकती हैं।[24]

दूसरी ओर, पूर्व- और पश्चिम-मुख वाली सरणियाँ (उदाहरण के लिए, पूर्व-पश्चिम की छत को आवरण करना) सामान्यतः तैनात की जाती हैं। यदि इस प्रकार की स्थापना व्यक्तिगत सौर पैनलों से अधिकतम संभव औसत बिजली का उत्पादन नहीं करेगी, पैनलों की लागत अब सामान्यतः ट्रैकिंग तंत्र की तुलना में सस्ती है और वे उत्तर या दक्षिण की ओर की तुलना में सुबह और शाम की चरम मांगों के पर्यन्त अधिक आर्थिक रूप से मूल्यवान शक्ति प्रदान कर सकते हैं। Perry, Keith (28 July 2014). "वैज्ञानिकों का कहना है कि अधिकांश सौर पैनल गलत दिशा का सामना कर रहे हैं". The Daily Telegraph. Archived from the original on 11 January 2022. Retrieved 9 September 2018.

इमारत एकीकृत

Main article: एकीकृत फोटोवोल्टिक्स का निर्माण
मैनचेस्टर, इंगलैंड में CIS टॉवर 5.5 मिलियन पाउंड की लागत से PV पैनलों से सुसज्जित था। इसने नवंबर 2005 में राष्ट्रीय ग्रिड (यूके)यूके) को बिजली देना प्रारंभ किया

इमारत एकीकृत फोटोवोल्टिक (बीआईपीवी) फोटोवोल्टिक सामग्रियां हैं जिनका उपयोग इमारत के लिफाफे जैसे छत (टाइल्स), रोशनदान या मोहरा के भागों में पारंपरिक निर्माण सामग्री को बदलने के लिए किया जाता है। वे तेजी से नए भवनों के निर्माण में विद्युत शक्ति के प्रमुख और सहायक स्रोत के रूप में सम्मलित किए जा रहे हैं, चूंकि उपस्तिथ भवनों को बीआईपीवी मॉड्यूल के साथ भी रेट्रोफिट किया जा सकता है। अधिक सामान्य गैर-एकीकृत प्रणालियों पर एकीकृत फोटोवोल्टिक्स का लाभ यह है कि प्रारंभिक लागत को भवन निर्माण सामग्री और श्रम पर खर्च की गई राशि को कम करके ऑफसेट किया जा सकता है जो सामान्यतः भवन के उस भागों के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है जिसे बीआईपीवी मॉड्यूल प्रतिस्थापित करते हैं।[25]

इमारत -एकीकृत फोटोवोल्टिक्स (बीएपीवी) सौर पीवी खिड़की बनाने के लिए सौर मॉड्यूल का उपयोग करता है[26] और इस प्रकार, उपस्तिथ इमारत को फिर से बनाना भी कई बीआईपीवी उत्पाद हैं (जैसे पीवी दाद)। [27][28] जहां पीवी छत की सभी सामग्री से बना है और पारंपरिक मॉड्यूल को छत के पटिया में बदलने की विधियाँ हैं।[29]

छाया

शून्य-ऊर्जा भवन, सिंगापुर में बाहरी छायांकन उपकरण के रूप में पीवी पैनल

सौर पैनलों को छाया संरचनाओं के रूप में भी लगाया जा सकता है जहां सौर पैनल आँगन के आवरण के अतिरिक्त छाया प्रदान कर सकते हैं। ऐसी छायांकन प्रणालियों की लागत सामान्यतः मानक आंगन आवरण से अलग होती है, विशेषकर उन स्थितियों में जहां आवश्यक पूरी छाया पैनलों द्वारा प्रदान की जाती है। छायांकन प्रणालियों के लिए समर्थन संरचना सामान्य प्रणाली हो सकती है क्योंकि मानक पीवी सरणी का भार 3 और 5 पाउंड/फीट के बीच होता है। यदि पैनल सामान्य आंगन आवरण की तुलना में अधिक कोण पर लगाए जाते हैं, तो समर्थन संरचनाओं को अतिरिक्त शक्ति की आवश्यकता हो सकती है। विचार किए जाने वाले अन्य मुद्दों में सम्मलित हैं।

  • रखरखाव के लिए सरलीकृत सरणी अभिगम ।
  • छायांकन संरचना के सौंदर्यशास्त्र को बनाए रखने के लिए मॉड्यूल तारों को छुपाया जा सकता है।
  • संरचना के चारों ओर बेलों को उगाने से बचना चाहिए क्योंकि वे तारों के संपर्क में आ सकते हैं।[8][9]

पीवी फेंसिंग

बिफेशियल पी.वी मॉड्यूल को लंबवत रूप से स्थापित किया जा सकता है और बाड़ के रूप में संचालित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, बिफेशियल पीवी ने एक्सपो 2005 आइची, जापान में वैश्विक पाश के बाहरी बाड़ के रूप में कार्य किया।[30] पीवी सिस्टम का उपयोग बर्फ की बाड़ के लिए भी किया जा सकता है।[31] मोनोफेशियल पीवी बहुत कम लागत वाले पीवी रैक बनाने के लिए मेटल ज़िप टाई|जिप टाई d से उपस्तिथ फेंसिंग हो सकता है। अध्ययन ने पूरे अमेरिका में बाड़-आधारित रैकिंग की व्यवहार्यता निर्धारित करने के लिए बाड़ और पवन भार गणनाओं के प्रकारों को सूचीबद्ध किया और पाया कि बाड़ में कृषि बाड़ (भेड़, बकरी, सूअर, मवेशी और अलपाका ) के लिए कम से कम पीवी मॉड्यूल हो सकता है। [32] बाड़ के लिए सोलर इन्वर्टर का प्रदर्शन तब श्रेष्ठतर होता है जब बाड़ के पार की लंबाई 30 मीटर से कम हो या जब सिस्टम को सात से कम सोलर पीवी मॉड्यूल (जैसे बगीचा) के साथ डिजाइन किया गया हो, जबकि सोलर इन्वर्टर लंबी बाड़ (जैसे खेतों) के लिए श्रेष्ठतर चयन था।[33]

ध्वनि बाधा

पीवी को ध्वनि बाधा /शोर बैरियर पर भी लगाया जा सकता है या उनका भाग हो सकता है। शोर बाधाओं पर पी.वी. और स्विट्ज़रलैंड में 1989 के बाद से आसपास रहा है। न केवल पीवी मॉड्यूल प्रौद्योगिकी पर जबकि फोटोवोल्टिक शोर बाधाओं (पीवीएनबी) के निर्माण में भी अधिक महत्वपूर्ण रहा है।[34] एक ही अवस्था में शोर अवरोधों पर लगाए गए पीवीएनबी की स्थापित क्षमता अमेरिका में सबसे बड़े सौर खेतों की स्थापित क्षमताओं के बराबर है और फिर भी पीवीएनबी की अनूठी स्थापना के कारण, ऐसी प्रणालियां पारंपरिक सौर ऊर्जा की तुलना में ऊर्जा उत्पादन के लिए श्रेष्ठतर भूमि उपयोग अनुपात प्रदान करती हैं। पीवी फार्म[35] कम रैकिंग लागत के कारण पीवीएनबी बड़े पैमाने पर ग्रिड से जुड़े पीवी प्रतिष्ठानों को लागू करने के सबसे सस्ति विधियों में से एक है।[36] अब पर्याप्त प्रमाण हैं कि पीवीएनबी सिस्टम की विस्तृत श्रृंखला कार्य करती है।[37]

यह भी देखें

संदर्भ

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