PV Module का विभिन्न तापमानों में प्रदर्शन
अलग-अलग प्रकार के Solar PV Cells का गर्मी के प्रति अलग-अलग प्रतिक्रिया होती है। फैक्ट्री में या जब PV Module बनते हैं या Test होते है तो सभी Solar Panels का परीक्षण 25°C तापमान और 1000 W/m² Irradiance (Standard Test Condition - STC) पर किया जाता है जो एक Standrad है। इसलिए, पैनल की वास्तविक Power Output उसकी Rated Power से भिन्न हो सकती है।
तापमान गुणांक (Temperature Coefficient) क्या है?
आपने कभी Temperature Coefficient या Maximum Power Temperature Coefficient (Pmax.) का नाम सुना होगा। यह दर्शाता है कि 25°C से ऊपर प्रत्येक 1°C तापमान वृद्धि पर Solar Panel की Power Output कितने प्रतिशत घटेगी। यह कमी मुख्य रूप से Voltage Drop के कारण होती है।
यदि तापमान 25°C से कम होता है, तो यह गणना उल्टी हो जाएगी, यानी Lower Temperature = Higher Power Output यानी जब Temprature ज्यादा होता है PV Module का तो उसका Output Power कम हो जाता है।
Temperature Coefficient का गणितीय सूत्र:
P(T) = P(STC) × [1 + (Tc × (T - T(STC)))]
जहां,
P(T) = किसी तापमान T पर उत्पन्न शक्ति या Power
P(STC) = Standard Test Condition (STC) पर शक्ति या Power
Tc = Temperature Coefficient (Negative Value)
T = वास्तविक तापमान
T(STC) = Standard Test Condition (25°C)
अलग-अलग सोलर PV Module का तापमान का प्रभाव थोड़ा बहुत अलग हो सकता है।
- Silicon PV का Temperature Coefficient लगभग -0.4% से -0.5% प्रति °C होता है। यानी 25°C से ऊपर प्रत्येक 1°C वृद्धि पर 0.4% - 0.5% Power Loss होता है।
- Thin Film Solar Panels का Temperature Coefficient कम होता है, लगभग -0.2% से -0.3% प्रति °C।
- Monocrystalline Solar Panels गर्मी को Polycrystalline Panels की तुलना में बेहतर सहन कर सकते हैं यानी ये ज्यादा तापमान पर भी अच्छी Power दे सकता है।
तापमान और वोल्टेज का प्रभाव
सौर पैनलों के लिए Voltage और Temperature के बीच एक सीधा संबंध होता है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, Open Circuit Voltage (Voc) कम होने लगता है।
Voc(T) = Voc(STC) + (β × (T - T(STC)))
जहां,
Voc(T) = किसी तापमान T पर Open Circuit Voltage
Voc(STC) = STC पर Open Circuit Voltage
β = Voltage Temperature Coefficient
T = वास्तविक तापमान
T(STC) = Standard Test Condition (25°C)
शीतकालीन तापमान में सोलर पीवी की उच्च दक्षता
ठंडे मौसम में Solar PV Panels अधिक Voltage उत्पन्न कर सकते हैं, जो उनकी Rated Voltage से अधिक हो सकता है। इसलिए, Inverter का चयन करते समय यह देखना जरूरी है कि वह Maximum Voltage Input को संभाल सकता है या नहीं इस लिए जब भी आपको Inverter का उस PV Module से जोड़ना है तो आपको वह Inverter उस PV Module के हिसाब से ही लेना होगा।
गर्मी के दिनों में सोलर पैनल की दक्षता में गिरावट
गर्म दिनों में Solar Panels का तापमान 45°C - 75°C तक पहुंच सकता है, जिससे Efficiency लगभग 10% तक कम हो सकती है, और ये Efficiency अलग अलग PV Module थोड़ी बहुत अलग हो सकती है।
Sunlight Spectrum और तापमान का प्रभाव
धरती की सतह पर आने वाली सूर्य की किरणें निम्न प्रकार की होती हैं और इन्हीं किरणों से PV Module से Power Generate होती है:
- 2% Ultra Violet (UV) Light
- 49% Visible Light
- 49% Infrared Light
Infrared Light मुख्य रूप से Heat Generation का कारण होती है। जब Solar PV Cells इस गर्मी को अवशोषित करते हैं, तो उनकी दक्षता घट जाती है।
सोलर पैनल के हीटिंग को कैसे कम करें?
- Air Circulation: पैनलों के नीचे कम से कम 6 इंच की जगह छोड़ें ताकि हवा का प्रवाह बना रहे और तापमान कम रहे क्यों कि जब PV Module के नीचे जो जगह रहेगी वहां से हवा का बहाव रहेगा जिस से उस PV Module का Temprature में कमी आएगी और अच्छी Power मिल सकती है।
- Floating Solar Farms: पानी पर तैरते Solar Panels - यहां PV Module को किसी विशेष Stracture के सहारे पानी पर लगाया जाता है और पानी किसी भी मौसम में इतना गर्म नहीं होता जिस से उसपर लगे PV Module भी बहुत ज्यादा गर्म नहीं होंगे जिस से अच्छा Power मिल सकता है।
- Water Cooling System: गर्मी के दिनों में Water Sprinklers का उपयोग करके तापमान को नियंत्रित किया जा सकता है।
निष्कर्ष
सौर पीवी पैनलों की दक्षता तापमान पर निर्भर करती है। अधिक तापमान पर Voltage Drop होने से Power Output कम हो जाती है। इसलिए, पैनलों की स्थापना और Inverter Selection करते समय Temperature Coefficient को ध्यान में रखना बहुत महत्वपूर्ण है। ठंडे मौसम में पैनलों की दक्षता बढ़ती है, लेकिन Sun Hours कम होने से कुल उत्पन्न ऊर्जा प्रभावित हो सकती है।