बाइफेसियल पी.वी. और एल्बेडो

स्रोत: roedl.com

ऊर्जा की कम स्तरीय लागत (एलसीओई) प्राप्त करने की क्षमता के अलावा, द्विमुखी पीवी मॉड्यूल नई स्थापना और विपणन के अवसर प्रदान करते हैं। यह बदले में, अतिरिक्त पैदावार और उच्च शक्ति घनत्व जैसे संबंधित लाभों के साथ आता है। इसके अलावा, उनकी विशेष ऊर्जा उत्पादन प्रोफ़ाइल के कारण, लंबवत रूप से लगाए गए द्विमुखी मॉड्यूल ऐसे समय में बिजली की कीमत में लाभ प्रदान करते हैं जब बिजली को ईईजी समर्थन के बिना विपणन किया जाना होता है और अन्यथा दुर्गम क्षेत्रों के लिए नए उपयोग को अनलॉक करने में मदद कर सकता है।

मौलिक जानकारी

सिद्धांत रूप में, द्विमुखी फोटोवोल्टिक (पीवी) मॉड्यूल केवल पीवी मॉड्यूल हैं जिनके पूर्ण रियर संपर्क को फिंगरप्रिंट संपर्क से बदल दिया गया है। इसका मतलब यह है कि पैनल के पीछे भी सौर विकिरण के संपर्क में आ सकता है और बिजली उत्पादन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। पैनल के पीछे कितना सौर विकिरण प्राप्त होगा, यह सबसे अधिक, आसपास की सतह की परावर्तकता और मॉड्यूल के माउंटिंग के तरीके पर निर्भर करता है। तथाकथित एल्बेडो मान यह मापता है कि कोई सतह सौर विकिरण को कितनी अच्छी तरह से परावर्तित करती है। उदाहरण के लिए, एल्बेडो मान गहरे पानी के ऊपर उच्च सूर्य के लिए लगभग 10%, घास के मैदानों के लिए 10% - 30% और ताज़ी गिरी हुई बर्फ के लिए 75% - 95% तक है।¹आसपास की सतह का ऐल्बिडो मान उपज लाभ के लिए एक महत्वपूर्ण कारक है (चित्रण देखें)²).

एक अन्य कारक तथाकथित "द्विपक्षीयता कारक" है जो इस बात का माप है कि पैनल के सामने की तुलना में पैनल का पिछला हिस्सा कितनी ऊर्जा उत्पन्न करेगा। वर्तमान में, द्विपक्षीय मॉड्यूल में, द्विपक्षीयता कारक सामान्य रूप से 70% और 95% के बीच होते हैं। उदाहरण के लिए, 95% का द्विपक्षीयता कारक का अर्थ है कि, समान परिस्थितियों में, पिछला हिस्सा सामने वाले हिस्से द्वारा उत्पादित ऊर्जा का केवल 95% ही उत्पन्न करेगा। लेकिन, अंत में, यह उपज लाभ है जो मायने रखता है, और यहाँ, यदि कोई सुविधा आदर्श स्थापना स्थितियों (उच्च एल्बेडो मान जैसे बर्फ या एक चमकदार छत की सतह, सही अभिविन्यास, कोई छाया नहीं) में अनुकूल रूप से स्थित है, तो उपज लाभ के संभावित मूल्य 30% और 50% प्रति वर्ष के बीच हो सकते हैं³हालाँकि, जर्मनी में यह अपेक्षा की जानी चाहिए कि उपज लाभ 5% से 15% प्रति वर्ष के बीच भिन्न होगा, जो कि सिस्टम डिज़ाइन और मॉड्यूल के नीचे की सतह पर निर्भर करेगा।

उपज लाभ पर एल्बेडो के प्रभाव के बारे में बुनियादी विचार

अभिनव प्रणाली डिजाइन

बाइफेसियल मॉड्यूल की खास बात यह है कि पीछे की तरफ से मिलने वाले लाभ के अलावा, इस तरह के मॉड्यूल में अन्य इंस्टॉलेशन विकल्प भी होते हैं। निश्चित रूप से, पारंपरिक पैनलों की तुलना में सबसे बड़ा बदलाव ऊर्ध्वाधर इंस्टॉलेशन है। सबसे आम बात है पैनलों का पूर्व/पश्चिम दिशा में होना। पारंपरिक लेआउट की तुलना में इसमें दो मुख्य अंतर हैं।

सबसे पहले, ऊर्ध्वाधर लेआउट में एक परिवर्तित उत्पादन प्रोफ़ाइल शामिल है। एक मध्याह्न अधिकतम के बजाय, अब दो शिखर उत्पादित किए जाते हैं: एक सुबह और एक दोपहर में, हालांकि दोपहर के बाद उत्पादन तुलनात्मक रूप से अधिक रहता है। इस तथ्य के अलावा कि कुछ तुलनीय बिजली संयंत्र 5% से 10% के बीच उपज लाभ उत्पन्न करते हैं, वास्तविक लाभ यह है कि अब आम तौर पर बढ़ते स्पॉट मार्केट मूल्यों के बीच अधिक बिजली उत्पन्न होती है। जर्मनी और पूरी दुनिया में, यह देखा जा सकता है कि अधिक से अधिक बिजली संयंत्रों की योजना बनाई जा रही है या उन्हें EEG समर्थन के बिना बनाया जा रहा है।4 इन बिजली संयंत्रों के मामले में, बिजली एक्सचेंज पर उद्धृत भविष्य की बिजली की कीमत लाभप्रदता से संबंधित विचारों के लिए महत्वपूर्ण होगी। पीवी बिजली संयंत्रों के तथाकथित "कैनिबलाइजेशन प्रभाव" (यानी दोपहर के शिखर मूल्य में नकारात्मक कीमतों के स्तर तक भी गिरावट) से बचने की क्षमता एक निर्णायक कारक बन सकती है। स्पेनिश बिजली बाजार का विश्लेषण स्पष्ट रूप से गैर-सब्सिडी वाली बिजली की कीमतों की समस्या की विवादास्पद प्रकृति को दर्शाता है।⁵

पारंपरिक बनाम ऊर्ध्वाधर स्थापना: 26/05/2017 तक ऊर्जा उत्पादन प्रोफ़ाइल और हाजिर बाज़ार की कीमतें; स्रोत: /Next2Sun

एक और महत्वपूर्ण अंतर भूमि के उपयोग में परिवर्तन है। पारंपरिक रूप से लगाए गए पैनलों की तुलना में, लंबवत रूप से लगाए गए द्विमुखी मॉड्यूल को अत्यधिक स्व-हथियार से बचने के लिए काफी अधिक पंक्ति रिक्ति की आवश्यकता होती है। एक ओर, इससे भूमि उपयोग दर कम होती है और दूसरी ओर, यह वास्तव में बड़ी पंक्ति रिक्ति ही है जो भूमि को कम से कम कुछ प्रतिबंधों के साथ कृषि उद्देश्यों के लिए उपयोग करने योग्य बनाए रखने में मदद करती है। अंत में, कृषि उत्पादकता को बनाए रखने का मतलब है पारंपरिक बिजली संयंत्रों की तुलना में भूमि पट्टे की लागत को कम करने की संभावना और इस प्रकार एक अभिनव सहयोग मॉडल के आधार पर भूमि की खपत की बढ़ती समस्या का मुकाबला करने की संभावना। क्योंकि परियोजना डेवलपर्स आमतौर पर बिजली संयंत्र बेचते समय मार्जिन को अनुकूलित करने के लिए अधिकतम स्थापित क्षमता प्राप्त करना चाहते हैं, यह अवधारणा ऊर्जा आपूर्तिकर्ताओं के लिए अधिक दिलचस्प होगी। इस प्रकार, भूमि की खपत के बारे में लोकप्रिय संदेह दूर हो सकते हैं। यहाँ, कृषि सहकारी समितियों के साथ सहयोग करने की अवधारणा दिलचस्प है, जिनके पास भूमि के विशाल क्षेत्र हैं, जैसे कि पूर्वी जर्मनी में।

ऊर्ध्वाधर माउंटिंग का एक अन्य लाभ यह है कि बर्फ के जमाव के कारण होने वाले नुकसान को न्यूनतम किया जा सकता है।
मॉड्यूल की सतह। इसके अलावा, प्रारंभिक अध्ययनों के अनुसार, प्रदूषण के कारण होने वाले नुकसान काफी कम हैं (यह रेगिस्तानी क्षेत्रों में प्रासंगिक है)।⁶

कुछ प्रकार के बिजली संयंत्रों में उपयोग के लिए द्विमुखी मॉड्यूल की उपयुक्तता न केवल इस तथ्य पर निर्भर करती है कि पैनल के दोनों तरफ उपयोग किया जाता है, बल्कि ग्लास-ग्लास मॉड्यूल की पारदर्शिता पर भी निर्भर करती है। इस प्रकार, वे कार पोर्ट में, शोर अवरोधों पर, इमारतों के तत्वों के रूप में, फ्लोटिंग पीवी में स्थापना के लिए सबसे उपयुक्त हैं।⁷, और उपर्युक्त एग्रो पी.वी. में भी।

लागत और राजस्व संरचना

तुलना के उद्देश्य से, लागत और राजस्व संरचना के विश्लेषण में इष्टतम झुकाव वाले, दक्षिण-मुखी पी.वी. विद्युत संयंत्रों के पारंपरिक डिजाइन को ध्यान में रखा जाता है।

ध्यानपूर्वक पढ़ने वाले पाठक इस निष्कर्ष पर पहुँच चुके होंगे कि द्विमुखी मॉड्यूल की स्थापना के लिए उच्च विशिष्ट उपज के कारण कम मॉड्यूल की आवश्यकता होती है। इससे स्थापना, BoS और भूमि पट्टे की लागत कम हो जाती है।

इसके विपरीत, मॉड्यूल की कीमतें वर्तमान में लगभग 10% अधिक हैं, जो कि, हालांकि, लंबी अवधि में भी अभिसरित हो सकती हैं। इसका कारण यह है कि उत्पादन प्रक्रिया पारंपरिक मॉड्यूल3 के समान ही है। वर्तमान में, वैश्विक उत्पादन क्षमताएं मोनोफेशियल मॉड्यूल पर केंद्रित हैं। इसलिए, पैमाने की अर्थव्यवस्थाओं से उत्पन्न होने वाले मूल्य में कमी का प्रभाव अभी तक बाइफेसियल मॉड्यूल पर इतना मजबूत प्रभाव नहीं पड़ा है।

हालांकि, मामले-दर-मामला आधार पर यह जांच की जानी चाहिए कि किस प्रकार का मॉड्यूल और किस स्थापना विधि को अलग-अलग परियोजनाओं के लिए चुना जाना चाहिए। यदि बिजली ईईजी योजना के बाहर बेची जाती है, तो यह उचित है - एलसीओई निर्धारित करने के अलावा - उत्पादित बिजली के मूल्य को निर्धारित करने के लिए दीर्घकालिक बिजली मूल्य पूर्वानुमान तैयार करना।

ऊर्ध्वाधर रूप से लगाए गए द्विमुखी मॉड्यूल के मामले में, विशिष्ट निवेश लागत लगभग 10% - 20% अधिक है और भूमि की अधिक आवश्यकता के कारण भूमि पट्टे की लागत लगभग दोगुनी है। भूमि पट्टे की लागत के मामले में, लागत में कटौती संभव है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि भूमि का टुकड़ा कृषि उद्देश्यों के लिए उपयुक्त है या नहीं और इसका निरंतर उपयोग संभव है या नहीं। इसके विपरीत, द्विमुखी मॉड्यूल लगभग 5% से 10% अधिक उपज और उच्च बिजली की कीमतों के समय बिजली की बिक्री से अधिक राजस्व प्रदान करते हैं। इसके अलावा, यह उम्मीद की जाती है कि ग्लास-ग्लास मॉड्यूल के उपयोग से लंबी सेवा मिलेगी
ज़िंदगी।⁹

बाइफेसियल बाजार हिस्सेदारी के लिए सकारात्मक पूर्वानुमान

यह माना जा रहा है कि दुनिया भर में बाइफेसियल मॉड्यूल का महत्व बढ़ेगा। पूर्वानुमान 20% से लेकर 25% तक है।
2026¹⁰ 2025 में 40% तक।¹¹कीमत में अंतर के अलावा, इस तथ्य से भी कठिनाइयाँ उत्पन्न होती हैं कि द्वि-मुखीय एसटीसी का प्रश्न अभी तक हल नहीं हुआ है। अन्य मुद्दे पैनलों के पीछे की सफाई और माउंटिंग संरचना के कारण होने वाले हॉट स्पॉट का उभरना है। सकारात्मक बात यह है कि द्वि-मुखीय मॉड्यूल के लिए डिलीवरी का समय सामान्य हो गया है और उपज सिमुलेशन विश्वसनीय मूल्य प्रदान करते हैं।

निष्कर्ष: नए सिस्टम डिजाइन और बिजनेस-केस के साथ द्विमुखी पीवी पावर प्लांट

बाइफेसियल पीवी मॉड्यूल पैनल के सौर-सक्रिय पिछले हिस्से के माध्यम से उसी मॉड्यूल सतह पर अधिक ऊर्जा उत्पन्न करते हैं, जो आसपास की सतह की परावर्तकता के कारण होता है। स्थापना और BoS लागत एक ही स्तर पर होने के कारण, इससे उच्च उपज प्राप्त होती है जो आम तौर पर बाइफेसियल मॉड्यूल की उच्च लागत से अधिक होती है। इसके अलावा, बाइफेसियल मॉड्यूल शोर अवरोधों, फ्लोटिंग पीवी पावर प्लांट और लंबवत रूप से माउंट किए गए उपकरणों में उपयोग के लिए पहले से ही निर्धारित हैं।
पी.वी. सिस्टम। क्योंकि ऊर्ध्वाधर रूप से स्थापित बिजली संयंत्रों के साथ, भूमि का उपयोग कृषि उद्देश्यों के लिए जारी रखा जा सकता है, इससे भूमि उपभोग का विवादास्पद मुद्दा समाप्त हो जाता है¹²और इस प्रकार प्रासंगिक परमिट प्राप्त करने की संभावना बढ़ जाती है। साथ ही, इस प्रकार के बिजली संयंत्रों का उत्पादन प्रोफ़ाइल बिजली विनिमय पर उच्च रिटर्न का वादा करता है, जो ईईजी समर्थन योजना के बाहर संचालित बिजली संयंत्रों के मामले में विशेष रूप से आकर्षक है। इसलिए, किसी भी मामले में भविष्य की परियोजनाओं में द्विमुखी पीवी मॉड्यूल और उनके ऊर्ध्वाधर माउंटिंग पर विचार करना मूल रूप से उचित है।

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1 डोबोस, ई. (1996) 'अल्बेडो', इंजीनियरिंग (लंदन), 237(7), पृ. 21. doi: 10.1081/E-ESS

2 डुपेरेट एट अल., 2014; द्विमुखीय पीवी उपज की अल्बेडो निर्भरता पर जांच
3 गुओ, एस., वाल्श, टीएम और पीटर्स, एम. (2013) 'वर्टिकली माउंटेड बाइफेसियल फोटोवोल्टिक मॉड्यूल: एक वैश्विक विश्लेषण', ऊर्जा, 61, पृ. 447-454. doi:10.1016/j.energy.2013.08.040
युसुफोग्लू, यूए, प्लेटज़र, टीएम, कोडुवेलिकुलाथु, एलजे, कॉम्पारोट्टो, सी., कोपेसेक, आर. और कुर्ज़, एच. (2015ए) 'बाइफेसियल के वार्षिक प्रदर्शन का विश्लेषण
मॉड्यूल और अनुकूलन विधियाँ', IEEE जर्नल ऑफ फोटोवोल्टिक्स, 5(1), पृ. 320–328. doi: 10.1109/JPHOTOV.2014.2364406
शौकरी, आई. (2015) बाइफेसियल मॉड्यूल - सिमुलेशन और प्रयोग। स्टटगार्ट विश्वविद्यालय

4 https://www.pv-magazine.de/2019/03/04/enbw-plant-photovoltaik-anlagen-mit-400-megawatt-ohne-foerderung-in-deutschland/
5 https://www.pv-magazine.de/2019/03/01/photovoltaik-in-spanien-kurzer-ueberblick-ueber-einspeisetarife-sowie-projektentwicklung-und-finanzierung-von-freiflaechenanlagen/

6 रबानल-अरबाक, जे., मरकारिका, एम., श्नाइडर, ए., कोपेक, आर. और हेकमैन, एम. (2016) 'बाइफेसियल पीवी मॉड्यूल के वर्टिकल माउंटिंग के लिए फ्रेमलेस माउंटिंग स्ट्रक्चर की आवश्यकता', 32वें ईयू पीवीएसईसी में
7 "फ्लोटिंग पीवी - नए ट्रेंड के साथ फोटोवोल्टिक संचालन" (समाचार: फरवरी 2019 तक)
8 पीवी मैगज़ीन वेबिनार पर आधारित 25.10.2018; स्लाइड्स नीचे प्रस्तुत की गई हैं: https://16iwyl195vvfgoqu3136p2ly-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2018/10/2018-10-25-Bifacial-Webinar-SOLTEC.pdf
9 अगला2रवि
10 फोटोवोल्टिक (आईटीआरपीवी) के लिए अंतर्राष्ट्रीय प्रौद्योगिकी रोडमैप, मार्च 2019 ["सच्चे द्विभाजक" के लिए तिथियाँ]
11 https://www.bloomberg.com/news/articles/2018-05-17/watch-out-for-double-sided-solar-panels-taking-off-in-china

12 https://www.pv-magazine.de/2019/03/04/fdp-politiker-photovoltaik-anlagen-in-unseren-regionen-sind-verbrechen-an-der-menschheit/