સૌર ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમ્સના વર્ગીકરણનો પરિચય

સામાન્ય રીતે, અમે ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમ્સને સ્વતંત્ર સિસ્ટમો, ગ્રીડ-જોડાયેલી સિસ્ટમ્સ અને હાઇબ્રિડ સિસ્ટમ્સમાં વિભાજીત કરીએ છીએ.જો સૌર ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમના એપ્લિકેશન ફોર્મ, એપ્લિકેશન સ્કેલ અને લોડના પ્રકાર અનુસાર, ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર સપ્લાય સિસ્ટમને વધુ વિગતવાર વિભાજિત કરી શકાય છે.ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમને નીચેના છ પ્રકારોમાં પણ વિભાજિત કરી શકાય છે: નાની સૌર ઉર્જા સિસ્ટમ (સ્મોલડીસી);સરળ ડીસી સિસ્ટમ (સિમ્પલડીસી);મોટી સોલાર પાવર સિસ્ટમ (LargeDC);AC અને DC પાવર સપ્લાય સિસ્ટમ (AC/DC);ગ્રીડ-જોડાયેલ સિસ્ટમ (યુટિલિટીગ્રીડકનેક્ટ);હાઇબ્રિડ પાવર સપ્લાય સિસ્ટમ (હાઇબ્રિડ);ગ્રીડ સાથે જોડાયેલ હાઇબ્રિડ સિસ્ટમ.દરેક સિસ્ટમના કાર્યકારી સિદ્ધાંત અને લાક્ષણિકતાઓ નીચે વર્ણવેલ છે.

1. સ્મોલ સોલર પાવર સિસ્ટમ (સ્મોલડીસી)

આ સિસ્ટમની વિશેષતા એ છે કે સિસ્ટમમાં માત્ર ડીસી લોડ છે અને લોડ પાવર પ્રમાણમાં નાનો છે.સમગ્ર સિસ્ટમમાં એક સરળ માળખું અને સરળ કામગીરી છે.તેનો મુખ્ય ઉપયોગ સામાન્ય ઘરગથ્થુ પ્રણાલીઓ, વિવિધ નાગરિક ડીસી ઉત્પાદનો અને સંબંધિત મનોરંજન સાધનો છે.ઉદાહરણ તરીકે, મારા દેશના પશ્ચિમી પ્રદેશમાં આ પ્રકારની ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે, અને લોડ એ વીજળી વિનાના વિસ્તારોમાં ઘરની લાઇટિંગની સમસ્યાને ઉકેલવા માટે ડીસી લેમ્પ છે.

2. સિમ્પલ ડીસી સિસ્ટમ (સિમ્પલડીસી)

સિસ્ટમની લાક્ષણિકતા એ છે કે સિસ્ટમમાં લોડ એ ડીસી લોડ છે અને લોડના ઉપયોગના સમય માટે કોઈ ખાસ જરૂરિયાત નથી.લોડનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે દિવસ દરમિયાન થાય છે, તેથી સિસ્ટમમાં કોઈ બેટરી અથવા નિયંત્રક નથી.સિસ્ટમમાં એક સરળ માળખું છે અને તેનો સીધો ઉપયોગ કરી શકાય છે.ફોટોવોલ્ટેઇક ઘટકો લોડને પાવર સપ્લાય કરે છે, બેટરીમાં ઊર્જા સંગ્રહ અને પ્રકાશનની જરૂરિયાતને દૂર કરે છે, તેમજ નિયંત્રકમાં ઊર્જાની ખોટ, અને ઊર્જા વપરાશ કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરે છે.

3 મોટા પાયે સોલર પાવર સિસ્ટમ (LargeDC)

ઉપરોક્ત બે ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમની સરખામણીમાં, આ ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમ હજુ પણ ડીસી પાવર સપ્લાય સિસ્ટમ્સ માટે યોગ્ય છે, પરંતુ આ પ્રકારની સૌર ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમમાં સામાન્ય રીતે મોટી લોડ પાવર હોય છે.લોડને સ્થિર વીજ પુરવઠો સાથે વિશ્વસનીય રીતે પ્રદાન કરી શકાય તેની ખાતરી કરવા માટે, તેની અનુરૂપ સિસ્ટમ સ્કેલ પણ મોટો છે, જેમાં મોટા ફોટોવોલ્ટેઇક મોડ્યુલ એરે અને મોટા સોલર બેટરી પેકની જરૂર છે.તેના સામાન્ય એપ્લિકેશન ફોર્મ્સમાં કોમ્યુનિકેશન, ટેલિમેટ્રી, મોનિટરિંગ ઇક્વિપમેન્ટ પાવર સપ્લાય, ગ્રામીણ વિસ્તારોમાં કેન્દ્રિય વીજ પુરવઠો, બીકન બીકન્સ, સ્ટ્રીટ લાઇટ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. 4 AC, DC પાવર સપ્લાય સિસ્ટમ (AC/DC)

ઉપરોક્ત ત્રણ સોલાર ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમથી અલગ, આ ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમ એક જ સમયે ડીસી અને એસી બંને લોડ માટે પાવર પ્રદાન કરી શકે છે.સિસ્ટમ સ્ટ્રક્ચરની દ્રષ્ટિએ, તેમાં ડીસી પાવરને AC પાવરમાં કન્વર્ટ કરવા માટે ઉપરોક્ત ત્રણ સિસ્ટમો કરતાં વધુ ઇન્વર્ટર છે.એસી લોડની માંગ.સામાન્ય રીતે, આ પ્રકારની સિસ્ટમનો લોડ પાવર વપરાશ પ્રમાણમાં મોટો હોય છે, તેથી સિસ્ટમનો સ્કેલ પણ પ્રમાણમાં મોટો હોય છે.તેનો ઉપયોગ એસી અને ડીસી લોડવાળા કેટલાક કોમ્યુનિકેશન બેઝ સ્ટેશનમાં અને એસી અને ડીસી લોડવાળા અન્ય ફોટોવોલ્ટેઈક પાવર પ્લાન્ટમાં થાય છે.

5 ગ્રીડ-કનેક્ટેડ સિસ્ટમ (યુટિલિટીગ્રીડ કનેક્ટ)

આ પ્રકારની સોલાર ફોટોવોલ્ટેઈક સિસ્ટમની સૌથી મોટી વિશેષતા એ છે કે ફોટોવોલ્ટેઈક એરે દ્વારા જનરેટ થતી ડીસી પાવરને એસી પાવરમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે જે ગ્રીડ-કનેક્ટેડ ઈન્વર્ટર દ્વારા મેઈન પાવર ગ્રીડની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે, અને પછી સીધા જ મેઈન નેટવર્ક સાથે જોડાય છે.ગ્રીડ-કનેક્ટેડ સિસ્ટમમાં, PV એરે દ્વારા ઉત્પન્ન થતી પાવર લોડની બહાર માત્ર AC ને જ પૂરી પાડવામાં આવતી નથી, વધારાની શક્તિ ગ્રીડને પાછી આપવામાં આવે છે.વરસાદના દિવસોમાં અથવા રાત્રે, જ્યારે ફોટોવોલ્ટેઇક એરે વીજળી ઉત્પન્ન કરતું નથી અથવા ઉત્પન્ન થતી વીજળી લોડની માંગને પૂરી કરી શકતી નથી, ત્યારે તે ગ્રીડ દ્વારા સંચાલિત કરવામાં આવશે.

6 હાઇબ્રિડ પાવર સપ્લાય સિસ્ટમ (હાઇબ્રિડ)

સૌર ફોટોવોલ્ટેઇક મોડ્યુલ એરેનો ઉપયોગ કરવા ઉપરાંત, આ પ્રકારની સૌર ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમ બેકઅપ પાવર સ્ત્રોત તરીકે ડીઝલ જનરેટરનો પણ ઉપયોગ કરે છે.હાઇબ્રિડ પાવર સપ્લાય સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરવાનો હેતુ વિવિધ વીજ ઉત્પાદન તકનીકોના ફાયદાઓનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ કરવાનો છે અને તેમની સંબંધિત ખામીઓને ટાળવાનો છે.ઉદાહરણ તરીકે, ઉપરોક્ત સ્વતંત્ર ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમના ફાયદાઓ ઓછી જાળવણી છે, પરંતુ ગેરલાભ એ છે કે ઊર્જાનું ઉત્પાદન હવામાન પર આધારિત છે અને તે અસ્થિર છે.સિંગલ એનર્જી ઇન્ડિપેન્ડન્ટ સિસ્ટમની સરખામણીમાં, હાઇબ્રિડ પાવર સપ્લાય સિસ્ટમ કે જે ડીઝલ જનરેટર અને ફોટોવોલ્ટેઇક એરેનો ઉપયોગ કરે છે તે ઊર્જા પૂરી પાડી શકે છે જે હવામાન પર આધારિત નથી.તેના ફાયદા છે:

1. હાઇબ્રિડ પાવર સપ્લાય સિસ્ટમનો ઉપયોગ પુનઃપ્રાપ્ય ઊર્જાનો વધુ સારો ઉપયોગ પણ પ્રાપ્ત કરી શકે છે.

2. ઉચ્ચ સિસ્ટમ વ્યવહારક્ષમતા ધરાવે છે.

3. સિંગલ-યુઝ ડીઝલ જનરેટર સિસ્ટમની તુલનામાં, તેની જાળવણી ઓછી છે અને તે ઓછું ઇંધણ વાપરે છે.

4. ઉચ્ચ બળતણ કાર્યક્ષમતા.

5. લોડ મેચિંગ માટે વધુ સારી સુગમતા.

હાઇબ્રિડ સિસ્ટમમાં તેની પોતાની ખામીઓ છે:

1. નિયંત્રણ વધુ જટિલ છે.

2. પ્રારંભિક પ્રોજેક્ટ પ્રમાણમાં મોટો છે.

3. તેને એકલ સિસ્ટમ કરતાં વધુ જાળવણીની જરૂર છે.

4. પ્રદૂષણ અને અવાજ.

7. ગ્રીડ સાથે જોડાયેલ હાઇબ્રિડ પાવર સપ્લાય સિસ્ટમ (હાઇબ્રિડ)

સોલાર ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક્સ ઉદ્યોગના વિકાસ સાથે, ગ્રીડ સાથે જોડાયેલ હાઈબ્રિડ પાવર સપ્લાય સિસ્ટમ છે જે સૌર ફોટોવોલ્ટેઈક મોડ્યુલ એરે, મેઈન અને રિઝર્વ ઓઈલ મશીનોનો વ્યાપક ઉપયોગ કરી શકે છે.આ પ્રકારની સિસ્ટમ સામાન્ય રીતે કંટ્રોલર અને ઇન્વર્ટર સાથે સંકલિત કરવામાં આવે છે, સમગ્ર સિસ્ટમના સંચાલનને સંપૂર્ણ રીતે નિયંત્રિત કરવા માટે કમ્પ્યુટર ચિપનો ઉપયોગ કરીને, શ્રેષ્ઠ કાર્યકારી સ્થિતિ પ્રાપ્ત કરવા માટે વિવિધ ઉર્જા સ્ત્રોતોનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ કરે છે, અને બેટરીનો ઉપયોગ વધુ સારી રીતે કરવા માટે પણ કરી શકે છે. સિસ્ટમનો લોડ પાવર સપ્લાય ગેરંટી દર, જેમ કે AES ની SMD ઇન્વર્ટર સિસ્ટમ.સિસ્ટમ સ્થાનિક લોડ માટે યોગ્ય પાવર પ્રદાન કરી શકે છે અને ઓનલાઈન UPS (અનિરંતર પાવર સપ્લાય) તરીકે કામ કરી શકે છે.તે ગ્રીડને પાવર સપ્લાય પણ કરી શકે છે અથવા ગ્રીડમાંથી પાવર મેળવી શકે છે.

સિસ્ટમનો કાર્યકારી મોડ સામાન્ય રીતે મુખ્ય અને સૌર ઉર્જા સાથે સમાંતર કામ કરવાનો છે.સ્થાનિક લોડ માટે, જો ફોટોવોલ્ટેઇક મોડ્યુલ દ્વારા ઉત્પન્ન થતી વિદ્યુત ઉર્જા લોડ માટે પર્યાપ્ત હોય, તો તે લોડની માંગ પૂરી કરવા માટે ફોટોવોલ્ટેઇક મોડ્યુલ દ્વારા ઉત્પન્ન થતી વિદ્યુત ઉર્જાનો સીધો ઉપયોગ કરશે.જો ફોટોવોલ્ટેઇક મોડ્યુલ દ્વારા ઉત્પાદિત પાવર તાત્કાલિક લોડની માંગ કરતાં વધી જાય, તો વધારાની શક્તિ ગ્રીડમાં પરત કરી શકાય છે;જો ફોટોવોલ્ટેઇક મોડ્યુલ દ્વારા જનરેટ થયેલ પાવર પૂરતો નથી, તો યુટિલિટી પાવર આપમેળે સક્રિય થઈ જશે, અને યુટિલિટી પાવરનો ઉપયોગ સ્થાનિક લોડની માંગ પૂરી કરવા માટે કરવામાં આવશે.જ્યારે લોડનો વીજ વપરાશ SMD ઇન્વર્ટરની રેટેડ મેઇન્સ ક્ષમતાના 60% કરતા ઓછો હોય, ત્યારે બેટરી લાંબા સમય સુધી તરતી સ્થિતિમાં હોય તેની ખાતરી કરવા માટે મેઇન્સ આપોઆપ બેટરીને ચાર્જ કરશે;જો મેઈન નિષ્ફળ જાય, મેઈન પાવર નિષ્ફળ જાય અથવા મેઈન પાવર જો ગુણવત્તા અયોગ્ય હોય, તો સિસ્ટમ આપમેળે મેઈન પાવરને ડિસ્કનેક્ટ કરશે અને સ્વતંત્ર કાર્યકારી મોડ પર સ્વિચ કરશે.બેટરી અને ઇન્વર્ટર લોડ દ્વારા જરૂરી એસી પાવર પ્રદાન કરે છે.

એકવાર મેઈન પાવર સામાન્ય થઈ જાય એટલે કે વોલ્ટેજ અને ફ્રીક્વન્સી ઉપર જણાવેલ સામાન્ય સ્થિતિમાં પુનઃસ્થાપિત થઈ જાય, સિસ્ટમ બેટરીને ડિસ્કનેક્ટ કરશે અને મેઈન દ્વારા સંચાલિત ગ્રીડ-કનેક્ટેડ મોડ ઓપરેશનમાં બદલાઈ જશે.કેટલીક ગ્રીડ-કનેક્ટેડ હાઇબ્રિડ પાવર સપ્લાય સિસ્ટમ્સમાં, સિસ્ટમ મોનિટરિંગ, કંટ્રોલ અને ડેટા એક્વિઝિશન ફંક્શનને પણ કન્ટ્રોલ ચિપમાં એકીકૃત કરી શકાય છે.આ સિસ્ટમના મુખ્ય ઘટકો કંટ્રોલર અને ઇન્વર્ટર છે.