एक सौर दीपक एक एलईडी दीपक, सौर पैनल, बैटरी, चार्ज नियंत्रक से बना एक प्रकाश प्रणाली है और एक इन्वर्टर भी हो सकता है। दीपक बैटरी से बिजली पर काम करता है, सौर फोटोवोल्टिक पैनल के उपयोग के माध्यम से चार्ज किया जाता है।
सौर-संचालित घरेलू प्रकाश अन्य प्रकाश स्रोतों जैसे मोमबत्तियों या केरोसिन लैंपों को प्रतिस्थापित कर सकता है। सौर लैंप केरोसिन लैंप की तुलना में कम परिचालन लागत होती है क्योंकि ईंधन के विपरीत सूर्य से नवीकरणीय ऊर्जा मुक्त होती है। इसके अलावा, सौर दीपक केरोसिन लैंप के विपरीत कोई इनडोर वायु प्रदूषण नहीं पैदा करते हैं। हालांकि, सौर दीपक आमतौर पर उच्च प्रारंभिक लागत होती है, और मौसम निर्भर होती है।
ग्रामीण परिस्थितियों में उपयोग के लिए सौर दीपक में अक्सर अन्य उपकरणों के लिए बिजली की आपूर्ति प्रदान करने की क्षमता होती है, जैसे कि सेल फोन चार्ज करने के लिए। अमेरिकी निवेशक केरोसिन लैंप के प्रतिस्थापन के लिए $ 10 / इकाई सौर लालटेन विकसित करने की दिशा में काम कर रहे हैं।
इतिहास
कुछ सौर फोटोवोल्टिक्स मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन या पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन पैनल का उपयोग करते हैं, जबकि नई प्रौद्योगिकियों ने पतली फिल्म सौर कोशिकाओं का उपयोग किया है। चूंकि 1 9 54 में बेल प्रयोगशालाओं में आधुनिक सौर कोशिकाओं को पेश किया गया था, इसलिए विद्युत शक्ति में प्रकाश को परिवर्तित करने के लिए सौर सेल दक्षता में प्रगति हुई, और पैमाने की क्षमता के साथ मिलकर आधुनिक विनिर्माण तकनीकों ने फोटोवोल्टिक्स के अंतर्राष्ट्रीय विकास को जन्म दिया है।
2016 तक, एलईडी लैंप ऊर्जा के लगभग 10% ऊर्जा का उपयोग करते हैं जो एक गरमागरम दीपक की आवश्यकता होती है। एलईडी दीपक के उत्पादन में दक्षता ने अन्य विद्युत प्रकाश व्यवस्था के विकल्प के रूप में गोद लेने में वृद्धि की है।
तकनीकी सिद्धांत
विद्युत प्रकाश के चालू और बंद स्विचिंग नियंत्रण इकाई द्वारा ट्रिगर किया जाता है: रात के अंत में, प्रकाश स्वचालित रूप से स्विच हो जाता है और सूर्योदय पर बंद हो जाता है; कुछ मॉडलों बैटरी को बचाने के लिए उपस्थिति डिटेक्टरों से सुसज्जित हैं और यदि आवश्यक हो तो केवल प्रकाश।
अवयव
सौर पेनल्स
सौर पैनल क्रिस्टल से बने होते हैं जो सिलिकॉन परमाणुओं के बाहरी खोल पर इलेक्ट्रॉनों के बीच सहसंयोजक बंधनों से बने होते हैं। सिलिकॉन एक अर्धचालक है जो न तो धातुएं होती है जो बिजली संचालित करती है न ही इंसुल्युलेटर जो बिजली नहीं लेती हैं। अर्धचालक आमतौर पर बिजली नहीं लेते हैं लेकिन कुछ परिस्थितियों में वे प्रकाश के प्रदर्शन के साथ इस उदाहरण में करते हैं।
एक सौर सेल में सिलिकॉन की दो अलग-अलग परतें होती हैं। निचले परत में कम इलेक्ट्रॉन होते हैं और इसलिए इलेक्ट्रॉनों की नकारात्मक चार्ज प्रकृति के कारण थोड़ा सकारात्मक चार्ज होता है। इसके अलावा, ऊपरी परत में अधिक इलेक्ट्रॉन होते हैं और इसका थोड़ा नकारात्मक शुल्क होता है।
इन दो परतों के बीच एक बाधा उत्पन्न होती है, हालांकि जब फोटॉन नामक हल्के कणों की धारा में प्रवेश होता है, तो वे सिलिकॉन में परमाणुओं को अपनी ऊर्जा छोड़ देते हैं। यह एक सहसंयोजक बंधन से एक इलेक्ट्रॉन को ऊपरी परत से निचले परत तक अगले ऊर्जा स्तर तक बढ़ावा देता है। एक इलेक्ट्रॉन के इस पदोन्नति ने क्रिस्टल के भीतर मुक्त आंदोलन की अनुमति दी जो वर्तमान उत्पन्न करता है। अधिक प्रकाश चमकता है, अधिक इलेक्ट्रॉनों के चारों ओर घूमते हैं इसलिए अधिक प्रवाह बहता है। इस प्रक्रिया को फोटोवोल्टिक और फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव कहा जाता है। फोटोवोल्टिक सिस्टम का शाब्दिक अर्थ प्रकाश और वोल्टेज का संयोजन होता है और वे फोटोवोल्टिक कोशिकाओं का उपयोग सीधे सूर्य की रोशनी को बिजली में परिवर्तित करने के लिए करते हैं।
सौर पैनल विभिन्न सामग्रियों की परतों से बने होते हैं, जैसा कि आप चित्रा 2 में देख सकते हैं, ग्लास, encapsulate, क्रिस्टलीय कोशिकाओं, encapsulate, बैक शीट, जंक्शन बॉक्स और आखिरी फ्रेम के क्रम में। Encapsulate नमी और प्रदूषक बाहर रखता है जो समस्याओं का कारण बन सकता है।
बैटरी
एक बैटरी आमतौर पर धातु या प्लास्टिक के मामले में रखी जाती है। मामले के अंदर इलेक्ट्रोड हैं जिनमें कैथोड और एनोड्स शामिल हैं जहां रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं। कैथोड और एनोड के बीच एक विभाजक भी मौजूद होता है जो एक ही समय में इलेक्ट्रोड चार्ज को स्वतंत्र रूप से प्रवाह करने की इजाजत देता है, जिससे इलेक्ट्रोड एक साथ प्रतिक्रिया कर रहा है। अंत में, कलेक्टर बैटरी से बाहर चार्ज करता है।
सौर दीपक के अंदर बैटरी आमतौर पर तापमान की चरम सीमाओं में उपयोग को सक्षम करने के लिए गहरी निर्वहन में उच्च प्रदर्शन के साथ जेल इलेक्ट्रोलाइट प्रौद्योगिकी का उपयोग करती है। यह लीड-एसिड, निकल धातु हाइड्राइड, निकल कैडमियम या लिथियम का भी उपयोग कर सकता है।
दीपक का यह हिस्सा सौर पैनल से ऊर्जा बचाता है और रात में आवश्यक होने पर बिजली प्रदान करता है जब कोई प्रकाश ऊर्जा उपलब्ध नहीं होती है।
सामान्य रूप से, फोटोवोल्टिक ऊर्जा रूपांतरण की दक्षता शारीरिक कारणों से सीमित है। एक लंबे तरंगदैर्ध्य के लगभग 24% सौर विकिरण अवशोषित नहीं होता है। 33% आसपास गर्मी में गर्मी खो जाती है, और आगे की हानि लगभग 15-20% होती है। केवल 23% अवशोषित है जिसका मतलब है कि बैटरी सौर दीपक का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है।
प्रभारी नियंत्रक
यह अनुभाग बैटरी चार्ज की सुरक्षा के लिए पूरे कामकाजी सिस्टम को नियंत्रित करता है। यह सुनिश्चित करता है कि किसी भी परिस्थिति में बड़े तापमान के अंतर के साथ अत्यधिक मौसम की स्थिति शामिल है, बैटरी अधिभारित नहीं होती है या डिस्चार्ज से अधिक नहीं होती है और बैटरी को और भी नुकसान पहुंचाती है।
इस खंड में प्रकाश नियंत्रक, समय नियंत्रक, ध्वनि, तापमान मुआवजे, प्रकाश संरक्षण, रिवर्स पोलरिटी सुरक्षा और एसी ट्रांसफर स्विच जैसे अतिरिक्त हिस्सों को भी शामिल किया गया है, जो सुनिश्चित करते हैं कि संवेदनशील बैक-अप लोड सामान्य रूप से आउटेज होने पर काम करते हैं।
कार्य सिद्धांत
एलईडी रोशनी का उपयोग उनकी उच्च चमकदार दक्षता और लंबे जीवन के कारण किया जाता है। डीसी चार्ज नियंत्रक के नियंत्रण में, गैर-संपर्क नियंत्रण स्वचालित रूप से अंधेरे पर प्रकाश को चालू करता है और दिन में बंद हो जाता है। यह कभी-कभी समय-समय पर प्रकाश को चालू और बंद करने के लिए पर्दे के समय को सेट करने के लिए समय नियंत्रकों के साथ भी जोड़ता है।
जैसा चित्रा 3 में दिखाया गया है, चिप में माइक्रोचिप (आर), बी-, बी +, एस- और एस + शामिल है। एस + और एस- तार के साथ सौर पैनलों से जुड़े दोनों हैं, जिनमें से एक प्लस चार्ज और अन्य शून्य शुल्क है। बी- और बी + इस मामले में दो बैटरी से जुड़े हुए हैं। प्रकाश एलईडी प्रकाश के माध्यम से दिखाया जाएगा जब ये सभी जुड़े हुए हैं।
लाभ
ग्राहकों को स्थापित करने और बनाए रखने के लिए सौर दीपक आसान हो सकती हैं क्योंकि उन्हें बिजली केबल की आवश्यकता नहीं होती है। सौर लैंप कम रखरखाव लागत और बिजली के बिलों की लागत वाले मालिकों को लाभ पहुंचा सकता है। सौर लैंप का भी उन इलाकों में उपयोग किया जा सकता है जहां कोई विद्युत ग्रिड या दूरस्थ क्षेत्र नहीं है जिसमें विश्वसनीय बिजली आपूर्ति की कमी है। फेफड़ों की बीमारी, आंखों में गिरावट, जलन और कभी-कभी मौत के कारण लोगों की कई कहानियां हैं क्योंकि उनके पास रात में प्रकाश के लिए स्वस्थ विकल्प नहीं है। अंधेरे के बाद महिलाओं को शौचालय में असुरक्षित चलना पड़ा है। बच्चों को केवल एक मोमबत्ती का उपयोग करके दाइयों द्वारा वितरित किया जा रहा है, और जब प्रकाश प्रकाश की कमी के कारण सूर्य नीचे चला जाता है तो निरक्षरता और निरंतर गरीबी बढ़ने के कारण छात्र अध्ययन नहीं कर सकते हैं। ये दुनिया भर में 1 अरब से अधिक लोगों के लिए वास्तविकता हैं। प्रकाश की कमी दुनिया भर में लगातार गरीबी के बराबर होती है।
सौर ऊर्जा उत्पादन मौसम से सीमित है और यदि बादल, गीला या सर्दी है तो कम प्रभावी हो सकता है।
केरोसिन लैंप से सौर लैंप में स्विच करने वाले परिवार भी केरोसिन उत्सर्जन से जुड़े स्वास्थ्य जोखिम से लाभ प्राप्त करते हैं। केरोसिन का अक्सर मानव फेफड़ों पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है।
सौर ऊर्जा का उपयोग सृजन प्रदूषण के अंदर घर को कम करता है, जहां केरोसिन स्वास्थ्य समस्याओं के मामलों से जुड़ा हुआ है। हालांकि, फोटोवोल्टिक पैनल सिलिकॉन और अन्य विषाक्त धातुओं से बने होते हैं जिनमें लीड शामिल है जिसे निपटाना मुश्किल हो सकता है।
सौर रोशनी का उपयोग उन छात्रों के लिए शिक्षा में सुधार करता है जो बिजली के बिना घरों में रहते हैं। जब गैर-लाभकारी यूनिट-टू-लाइट स्कूलों को सौर-दीपक दान करता है तो दक्षिण अफ्रीका में क्वा ज़ुलू नाताल के एक दूरस्थ क्षेत्र परीक्षण स्कोर और पास दरों में 30% से अधिक की वृद्धि हुई है। प्रकाश छात्रों को अंधेरे के बाद अध्ययन करने के लिए समय देता है।
उत्तरी बांग्लादेश के अनियमित क्षेत्रों में 2017 के प्रयोगात्मक अध्ययन में पाया गया कि सौर लालटेन के उपयोग से कुल घरेलू व्यय में कमी आई है, बच्चों के गृह-अध्ययन के घंटों में वृद्धि हुई है और स्कूल की उपस्थिति में वृद्धि हुई है। हालांकि यह किसी भी बड़ी हद तक बच्चों की शैक्षिक उपलब्धि में सुधार नहीं हुआ।
उपयोग
सौर सड़क प्रकाश
ये रोशनी पैदल चलने वालों और ड्राइवरों के लिए एसी विद्युत ग्रिड की आवश्यकता के बिना रात में सड़कों को हल्का करने के लिए एक सुविधाजनक और लागत प्रभावी तरीका प्रदान करती हैं। उनके पास सिस्टम के प्रत्येक दीपक के लिए अलग-अलग पैनल हो सकते हैं, या कई लैंपों को पावर करने के लिए एक बड़ा केंद्रीय सौर पैनल और बैटरी बैंक हो सकता है।
ग्रामीण
ग्रामीण भारत में, सौर लैंप, जिसे आमतौर पर एलईडी लालटेन या सीएफएल का उपयोग करके सौर लालटेन कहा जाता है, कारोसिन लैंप को बदलने के लिए उपयोग किया जा रहा है। विशेष रूप से उन क्षेत्रों में जहां बिजली को अन्यथा पहुंचना मुश्किल होता है, सौर दीपक बहुत उपयोगी होते हैं और यह ग्रामीण क्षेत्रों में जीवन में भी सुधार करेगा।
एवोल्यूशन्स
इस प्रकार की रोशनी पूर्ण विकास में है। सौर मोमबत्ती विशेष रूप से भूमध्य रेखाओं में सड़कों या पड़ोसों को प्रकाश देने के लिए सिफारिश की जाती है, जहां सौर संसाधन महत्वपूर्ण और नियमित रूप से पूरे वर्ष होता है। बिजली के तारों और खाइयों की अनुपस्थिति के कारण, वे अन्य क्षेत्रों में अलग-अलग साइटों को प्रकाश देने के लिए भी बहुत उपयुक्त हैं।
2013 में, मास्ट पर एकीकृत फोटोवोल्टिक मॉड्यूल के साथ एक डबल लैंप मॉडल नीदरलैंड में उत्पादित होता है।
मुद्दे
वे रात पर्यावरण, जलवायु और ऊर्जा की बचत के लिए सुरक्षा, कम परेशानी और प्रकाश प्रदूषण से संबंधित हैं।
एलईडी रोशनी के उपयोग से, “बस” रोशनी करना आसान हो जाता है; एक समय सारिणी के अनुसार या एक मार्ग डिटेक्टर के लिए servocontrol के माध्यम से रात के दौरान चमकदार शक्ति अधिक आसानी से मॉड्यूल किया जा सकता है। इस प्रकार, बिजली की खपत बहुत कम हो जाती है और अंकन और प्रकाश कार्य हमेशा पूरा होते हैं।
ऊर्जा और ग्रीन हाउस गैस उत्सर्जन की चुनौती महत्वपूर्ण है। इकोफिन एजेंसी के मुताबिक, “संयुक्त राष्ट्र हमें याद दिलाता है कि सार्वजनिक प्रकाश व्यवस्था दुनिया भर में खपत बिजली का 5% है और यह लागत प्रभावी तकनीक इस विशाल ऊर्जा वायुमंडल को बचाने के लिए मौजूद है, जो लगभग एक बड़े शहर की बिजली खपत के अनुरूप है। भारत जैसे देश “।
फायदे: एलईडी लुमिनियर के कई फायदे हैं
ऊर्जावान प्रदर्शन,
कम रोशनी प्रदूषण अगर वे उपस्थिति और परिवेश प्रकाश डिटेक्टरों द्वारा नियंत्रित होते हैं
बहुत सजातीय प्रकाश व्यवस्था,
बहुत लंबा जीवन
लुमिनेयर को सूज़ौ (चीन) के इको-इंडस्ट्रियल पार्क में लुमेनियायर या पास (दीवारों या गतिविधि क्षेत्र की छतों पर) में एकीकृत सौर पैनलों द्वारा भी संचालित किया जा सकता है, लेकिन एक छोटा विद्युत नेटवर्क तब आवश्यक है।
रखरखाव को उनके प्रकार और इनका उपयोग के अनुसार बैटरी के परिवर्तन, प्रत्येक 2 से 10 साल तक सम्मिलित किया जाता है।
सभी घटकों को संभावित रूप से रीसाइक्लिंग स्ट्रीम में एकीकृत किया जा सकता है या फिर भी उपयोग किया जा सकता है।
सभी ऑफ-ग्रिड प्रकाश व्यवस्था की ज़रूरतों में रूचि
इन उत्पादों को ऊर्जा की कीमतों में वृद्धि और विकासशील देश (उदाहरण के लिए, पश्चिम अफ्रीका के अलग-अलग क्षेत्रों), या अलग-अलग साइटों में बिजली नेटवर्क स्थापित करने की लागत को सफलता के लिए नियत माना जाता है। एक मस्तूल को स्थानांतरित किया जा सकता है (उदाहरण के लिए निर्माण स्थलों या उत्सवों के दौरान) जरूरी और दफन या ओवरहेड बिजली नेटवर्क की आवश्यकता के बिना। यह एक समाधान है जो बिना किसी सीमा के विकासशील देशों या हैती को भूकंप के बाद “व्यक्तिगत सौर दीपक” के वितरण के अलावा, या भूकंप या गंभीर दुर्घटना के बाद साइट या बिजली के शहर से वंचित होने के बाद इस्तेमाल किया जा सकता है । उदाहरण के लिए, 2010 में, “प्रोजेक्ट, मुख्य रूप से फोंडेशन डी फ्रांस द्वारा समर्थित, एडमी, मार्टिनिक की क्षेत्रीय परिषद, पेरिस शहर” ने “40 कैंप आवासों में स्थित 350 कैंप आवास में” 350 सौर स्ट्रीट लाइट की स्थापना का प्रस्ताव दिया 80,000 से अधिक शरणार्थियों के साथ पोर्ट-औ-प्रिंस, लेगोने और कैरेफोर का “। लद्दाख से सुलभ अंतिम गांव में स्थानीय पारिस्थितिकता के लिए एक छोटा शिविर एक सौर दीपक, एकल निश्चित प्रकाश स्रोत गांव के साथ सुसज्जित (2010) है। संयुक्त राष्ट्र का मानना है कि सौर रोशनी के साथ “ऑफ-ग्रिड” सौर प्रकाश व्यवस्था लोगों को महत्वपूर्ण लाभ ला सकती है; 80 देशों में यूएनईपी द्वारा किए गए एक अध्ययन में निष्कर्ष निकाला गया कि “ईंधन बचत के लिए ईंधन आधारित प्रकाश प्रतिस्थापन में निवेश की लागत एक वर्ष से भी कम समय में कम हो जाएगी, ईंधन बचत के कारण धन्यवाद; आज 1.3 अरब से अधिक लोग बिना पहुंच के दुनिया में रहते हैं बिजली की रोशनी और लगभग 25 बिलियन लीटर केरोसिन का उपयोग हर साल तेल लैंप को बिजली देने के लिए किया जाता है, जो उपयोगकर्ताओं के लिए लगभग $ 23 बिलियन प्रति वर्ष की लागत का प्रतिनिधित्व करता है। ” अकेले नाइजीरिया में प्रति वर्ष $ 1.4 बिलियन बचाया जाएगा।
ये ऐसे समाधान हैं जो प्रकाश क्षेत्र में कंपनियों के अनुसंधान और विकास का हिस्सा हैं
भावी
फोटोवोल्टिक मॉड्यूल की प्रगति के साथ, कुछ लुमिनियर शायद “ऊर्जा में सकारात्मक” बन सकते हैं और बाद में तीसरे औद्योगिक क्रांति की अवधारणा में जेरेमी रिफकिन द्वारा प्रस्तावित स्मार्ट ग्रिड में अन्य वस्तुओं या अभिनेताओं को खिला सकते हैं। सौर मोमबत्ती के विकास के लिए एल ई डी का विकास आवश्यक है; बैटरी का जीवन भी आवश्यक है। यह जीवनकाल परिवेश के तापमान से दृढ़ता से संबंधित है, आदर्श 20 डिग्री सेल्सियस पर भंडारण स्थान है या बैटरी लीड, लिथियम, निम के प्रकार के बावजूद बैटरी को दफनाने के लिए है।
अजैसीओ विश्वविद्यालय में मर्टे परियोजना के लिए हाइड्रोजन भंडारण सीईए, सीएनआरएस और लुमिन फ्रांस द्वारा किया गया था।