फोटोवोल्टिक लचीले मॉड्यूल और पारंपरिक मॉड्यूल की तुलना
परिचय
सस्टेनेबल एनर्जी सॉल्यूशंस की वैश्विक खोज में, फोटोवोल्टिक (पीवी) तकनीक एक प्रमुख दावेदार के रूप में उभरी है। पीवी मॉड्यूल, सौर ऊर्जा प्रणालियों के मूलभूत घटक, विभिन्न प्रकारों में आते हैं, लचीले मॉड्यूल और पारंपरिक मॉड्यूल दो प्रमुख श्रेणियां हैं। इन दो प्रकार के मॉड्यूल में उनके निर्माण, प्रदर्शन, स्थायित्व, लागत और अनुप्रयोग परिदृश्यों के संदर्भ में अलग -अलग विशेषताएं हैं। पीवी सिस्टम डिज़ाइन, इंस्टॉलेशन और उपयोग में सूचित निर्णय लेने के लिए उनके मतभेदों की एक व्यापक समझ महत्वपूर्ण है, चाहे वह बड़े पैमाने पर बिजली उत्पादन परियोजनाओं, आवासीय अनुप्रयोगों, या मोबाइल और अद्वितीय वातावरण में विशेष उपयोग के लिए हो।
वैश्विक सौर क्षमता 2023 में 1.6 TW तक पहुंच गई, जिसमें कठोर क्रिस्टलीय सिलिकॉन (C-SI) मॉड्यूल बाजार के 95% पर हावी थे। हालांकि, पतली-फिल्म (CIGS, CDTE) और उभरती हुई पेरोवकाइट प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके लचीले पीवी मॉड्यूल आला अनुप्रयोगों में कर्षण प्राप्त कर रहे हैं।
प्रौद्योगिकी तुलना
सामग्री की संरचना
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पैरामीटर |
पारंपरिक सी-सी मॉड्यूल |
लचीली पतली-फिल्म मॉड्यूल |
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सब्सट्रेट |
3.2 मिमी टेम्पर्ड ग्लास |
पॉलीमाइड/पीईटी (50-200μm) |
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सक्रिय परत |
156 मिमी मोनोक्रिस्टलाइन एसआई |
CIGS (1.5-2μm)/पेरोवकाइट |
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कैप्सूलीकरण |
ईवा + ग्लास बैकशीट |
ETFE या PDMS नैनोकम्पोजिट्स |
मुख्य जानकारी: लचीले मॉड्यूल 78%तक भौतिक उपयोग को कम करते हैं लेकिन उच्च थर्मल गुणांक (-0.3%/ डिग्री बनाम सी-सी-सी -0.4%/ डिग्री) प्रदर्शित करते हैं।
विनिर्माण प्रक्रियाएँ
परंपरागत: उच्च तापमान प्रसार (900 डिग्री), टैबिंग/स्ट्रिंगिंग, ग्लास लेमिनेशन।
लचीला: रोल-टू-रोल (R2R) 150-300 डिग्री पर बयान, अखंड एकीकरण।
ऊर्जा पेबैक समय: C-Si बनाम . 1.1 के लिए CIGS के लिए 1.8 वर्ष।
प्रदर्शन मेट्रिक्स
विद्युत विशेषताओं
क्षमता:
सी-सी: 22.8% (प्रयोगशाला), 19-21% (वाणिज्यिक)।
लचीला CIGS: 17.5% (NREL प्रमाणित), पेरोव्साइट-सी-सी-सी टैंडम प्रोटोटाइप के लिए 23%।
तापमान गुणांक: लचीले मॉड्यूल 65 डिग्री परिवेश में 15% कम बिजली हानि दिखाते हैं।
यांत्रिक विश्वसनीयता
फ्लेक्सुरल धीरज:
c-Si fails at >0.5% तनाव (1 मीटर लंबाई से अधिक 3 मिमी विक्षेपण)।
CIGS 2% तनाव पर 2000 चक्रों को बनाए रखता है।
ओले का प्रभाव: ग्लास-आधारित मॉड्यूल 23 मीटर/सेकंड पर 25 मिमी ओलों का सामना करते हैं; लचीले संस्करणों को सुरक्षात्मक कोटिंग्स की आवश्यकता होती है।
आर्थिक विश्लेषण
लागत टूटने (USD/वाट)
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अवयव |
सी सी |
लचीला cigs |
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सामग्री |
0.18 |
0.12 |
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उत्पादन |
0.22 |
0.15 |
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इंस्टालेशन |
0.30 |
0.10 |
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कुल |
0.70 |
0.37 |
नोट: लचीले मॉड्यूल वाहन-एकीकृत पीवी अनुप्रयोगों में बैलेंस-ऑफ-सिस्टम लागत को 40% तक कम करते हैं।
पर्यावरणीय प्रभाव
सामग्री और ऊर्जा
परंपरागत क्रिस्टलीय सिलिकॉन मॉड्यूल में ऊर्जा शामिल होती है - गहन सिलिकॉन शुद्धि (1500 डिग्री तक) और ग्लास/एल्यूमीनियम फ्रेम का उत्पादन, उच्च कार्बन उत्सर्जन (300 - 800 g co₂e/watt) के लिए अग्रणी। उनकी ऊर्जा वेतन - बैक टाइम (EPBT) 1 - 3 वर्ष है।
लचीला पतला - फिल्म मॉड्यूल (ए - एसआई, सिग्स, सीडीटीई) उत्पादन में कम ऊर्जा का उपयोग करते हैं। अनाकार सिलिकॉन बयान कम तापमान पर होता है, और रोल - से - रोल विनिर्माण ऊर्जा हानि को कम करता है, 0.5 - 2 वर्षों के EPBT के साथ। उत्सर्जन कम हैं (100 - 300 g co₂e/watt), लेकिन CDTE मॉड्यूल कैडमियम विषाक्तता जोखिम ले जाते हैं।
स्थापना चरण
पारंपरिक मॉड्यूल को सपाट सतहों और समर्थन संरचनाओं की आवश्यकता होती है, जिसमें अधिक भूमि (वनस्पति समाशोधन के साथ) और भारी परिवहन की आवश्यकता होती है, उत्सर्जन में वृद्धि होती है। छत की स्थापना संरचनात्मक सुदृढीकरण की मांग कर सकती है।
लचीले मॉड्यूल, हल्के और बेंडेबल, फिट घुमावदार/अनियमित सतहों, भूमि के उपयोग को कम करना। वे अक्सर भारी समर्थन के बिना स्थापित करते हैं, परिवहन ऊर्जा में कटौती करते हैं और साइट उत्सर्जन पर।
परिचालन चरण
दोनों स्वच्छ बिजली उत्पन्न करते हैं, जीवाश्म ईंधन को विस्थापित करते हैं। परंपरागत मॉड्यूल गर्मी और छायांकन के प्रति संवेदनशील हैं, संभावित रूप से लक्ष्य को पूरा करने के लिए अधिक इकाइयों की आवश्यकता होती है।
लचीले मॉड्यूल कम प्रकाश और उच्च तापमान में बेहतर प्रदर्शन करते हैं, बेहतर छायांकन सहिष्णुता के साथ, अतिरिक्त मॉड्यूल की आवश्यकता को कम करते हैं।
अनुप्रयोग-विशिष्ट लाभ
लचीला मॉड्यूल
घुमावदार भवन सतहों (0.1-0.3kg/m {vs . 12 kg/m} c-si के लिए)
वाहन एकीकरण (टेस्ला साइबरट्रुक केस स्टडी: 15 किमी/दिन जोड़ा गया रेंज)
इंटीग्रेटेड फोटोवोल्टिक (BIPV): लचीले मॉड्यूल को इमारतों के साथ पूरी तरह से इमारतों के साथ इमारत, छत, या खिड़कियों के हिस्से के रूप में एकीकृत किया जा सकता है, जो फोटोवोल्टिक पावर जनरेशन के दोहरे लक्ष्यों को प्राप्त करते हैं और सौंदर्यशास्त्र का निर्माण करते हैं।
परंपरागत मॉड्यूल
बड़े पैमाने पर सार्वजनिक उपयोगिता साइटें (30-वर्षीय विश्वसनीयता सत्यापन)
उच्च विकिरण क्षेत्र (बेहतर पराबैंगनी स्थिरता)
निष्कर्ष
जबकि पारंपरिक पीवी मॉड्यूल दक्षता और बैंकिंग में श्रेष्ठता बनाए रखते हैं, लचीली प्रौद्योगिकियां नए अनुप्रयोग प्रतिमानों को सक्षम करती हैं। विकल्प वजन, प्रपत्र कारक और स्थायित्व के लिए परियोजना-विशिष्ट आवश्यकताओं पर निर्भर करता है।
