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आजकल औद्योगिक सौर स्थापनाएं आमतौर पर तीन मुख्य घटकों पर निर्भर करती हैं: वे बड़े फोटोवोल्टिक पैनल जिन्हें हम सभी जानते हैं, बिजली रूपांतरण के लिए कोई उपकरण, और मजबूत सहायक संरचनाएं। अधिकांश आधुनिक पैनल सूर्य के प्रकाश को दिष्ट धारा (डीसी) बिजली में बदलने में लगभग 20 से 22 प्रतिशत दक्षता प्राप्त करते हैं। फिर आते हैं स्मार्ट इन्वर्टर जो उस डीसी बिजली को ग्रिड द्वारा वास्तव में आवश्यक प्रत्यावर्ती धारा (एसी) में बदल देते हैं। माउंटिंग के लिए, निर्माता आमतौर पर या तो जस्तीकृत इस्पात या एल्युमीनियम मिश्र धातुओं से बने भारी ढांचे वाली प्रणालियों का उपयोग करते हैं। ये सेटअप काफी गंभीर पवन भार का सामना कर सकते हैं, विशिष्ट रूप से लगभग 140 मील प्रति घंटे तक। ऐसी दृढ़ता तब सार्थक लगती है जब यह ध्यान में रखा जाए कि इन सौर सरणियों को बदले जाने से पहले काफी लंबे समय तक काम करना होता है।
उन्नत इन्वर्टरों में प्रतिक्रियाशील शक्ति नियंत्रण और आवृत्ति विनियमन शामिल है, जो मांग प्रतिक्रिया कार्यक्रमों में भाग लेने की सुविधा प्रदान करता है। सुविधा EMS (ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली) के साथ एकीकृत, वे स्वचालित रूप से सौर स्व-उपभोग और चोटी के मूल्य निर्धारण के दौरान ग्रिड खींचने के बीच स्विच करते हैं, लागत बचत और ग्रिड संपर्क को अनुकूलित करते हैं।
थर्मल प्रबंधन प्रणालियों के साथ जोड़ी गई लिथियम-आयन बैटरी रैक्स कारखानों को रात की पारी या आउटेज के लिए दिन के समय की अतिरिक्त ऊर्जा भंडारित करने की अनुमति देते हैं। 6,000 चक्रों के बाद टियर 1 बैटरी 80% क्षमता बनाए रखती हैं, जबकि एकीकृत BMS (बैटरी प्रबंधन प्रणाली) मांग वाले वातावरण में थर्मल रनअवे के जोखिम को कम करते हैं।
तटीय सुविधाओं में नमक के छींटों का प्रतिरोध करने के लिए MIL-STD-889 कोटिंग्स के साथ समुद्री-ग्रेड एल्युमीनियम रैकिंग। इंजीनियर बैलास्टेड छत माउंट्स के लिए ANSI/SPRI RP-4 मानकों को लागू करते हैं, जिससे छत की झिल्लियों को नुकसान किए बिना 30+ वर्ष की पैनल वारंटी के साथ संगतता सुनिश्चित होती है।
औद्योगिक सौर के लिए कठोर संरचनात्मक विश्लेषण की आवश्यकता होती है। छतों को स्थैतिक भार के 4—8 पाउंड प्रति वर्ग फुट के साथ-साथ गतिशील हवा और बर्फ के बलों का समर्थन करना चाहिए। मूल्यांकन में कोर सैम्पलिंग, इस्पात बीम पर तनाव परीक्षण और परिमित तत्व मॉडलिंग शामिल है। लगभग औद्योगिक सुविधाओं का 20% स्थापना मानकों को पूरा करने के लिए क्रॉस-ब्रेसिंग जैसे दृढ़ीकरण की आवश्यकता होती है।
सौर पैनल 25—30 वर्षों तक चलते हैं, लेकिन लगभग आधी यू.एस. औद्योगिक छतें 20 वर्ष से अधिक पुरानी हैं। सौर स्थापना के बाद छत की मरम्मत की लागत एक साथ अपग्रेड की तुलना में 70% अधिक होती है। जो सुविधाएँ 10 वर्ष से कम पुरानी EPDM या TPO झिल्ली के साथ हैं, वे आदर्श उम्मीदवार हैं; 15 वर्ष से अधिक पुरानी बनी हुई एस्फाल्ट की छतों को आमतौर पर तैनाती से पहले प्रतिस्थापित करने की आवश्यकता होती है।
व्यापक मूल्यांकन में शामिल होना चाहिए:
पूर्ण व्यवहार्यता अध्ययन का उपयोग करने वाली परियोजनाओं ने मूल मूल्यांकन की तुलना में स्थापना के बाद संरचनात्मक समस्याओं में 83% की कमी की। मौसमी छाया सिमुलेशन और पैनल स्पेसिंग के लिए स्थानीय अग्नि सुरक्षा नियमों का पालन प्रभावी योजना के आवश्यक घटक हैं।
सही प्रणाली आकार प्राप्त करना वास्तव में पहले बिजली के बिलों के कम से कम एक या दो साल के आंकड़ों को देखने पर निर्भर करता है। इससे घंटे-दर-घंटा, दिन-दर-दिन और मौसम-दर-मौसम ऊर्जा के उपयोग के पैटर्न को पहचानने में मदद मिलती है। जब हम सामान्य ऊर्जा आवश्यकताओं के साथ-साथ मांग के चरम मूल्यों को समझ लेते हैं, तो इससे हमें यह निर्धारित करने में मदद मिलती है कि कितने सौर पैनल लगाए जाएं और किस प्रकार का इन्वर्टर सब कुछ ठीक से संभाल सकता है। उन व्यवसायों के लिए जो आमतौर पर दोपहर के समय संचालन बढ़ा देते हैं, अपनी अधिकतम भार का लगभग 70 से लेकर शायद 90 प्रतिशत तक कवर करने वाली प्रणाली होना वास्तव में बहुत अंतर लाता है। विभिन्न क्षेत्रों में किए गए विभिन्न अध्ययनों के अनुसार, इस दृष्टिकोण का पालन करने से बिना उचित योजना के मानक तैयार-निर्मित समाधानों को अपनाने की तुलना में मुख्य बिजली ग्रिड पर निर्भरता लगभग एक तिहाई तक कम हो जाती है।
ऊर्जा मॉडलिंग उत्पादन को संचालन के साथ संरेखित करती है। दोपहर के समय अधिक उपयोग वाली सुविधाओं में अक्सर उत्पादन अवधि बढ़ाने के लिए 15—25° पश्चिम की ओर झुकाव वाले पैनल का उपयोग किया जाता है। स्मार्ट इन्वर्टर अतिरिक्त सौर ऊर्जा को HVAC प्री-कूलिंग जैसे गैर-महत्वपूर्ण भारों पर पुनर्निर्देशित करते हैं, जिससे निर्यात निश्चित प्रणालियों की तुलना में स्व-उपभोग में 12—18% की वृद्धि होती है।
ऐरे में विकास की सुविधा के लिए 15—20% अधिक क्षमता और मॉड्यूलर रैकिंग शामिल होनी चाहिए। CAGR प्रोजेक्शन का उपयोग करके 3—5% वार्षिक ऊर्जा मांग वृद्धि के लिए डिजाइन करने से महंगी पुनः स्थापना से बचा जा सकता है। वार्षिक रूप से 50+ kW जोड़ने वाली सुविधाएं सौर क्षमता को क्रमिक रूप से बढ़ाने के लिए ड्यूल MPPT इन्वर्टर का उपयोग कर सकती हैं।
छतों पर सौर पैनल लगाना तर्कसंगत है क्योंकि इससे पहले से मौजूद जगह का उपयोग होता है और आमतौर पर भूमि पर लगाने की तुलना में लगभग 30 से 40 प्रतिशत बचत होती है। हालाँकि, भूमि पर स्थापित सरणियों के लिए अलग से जगह की आवश्यकता होती है, जो महंगी हो सकती है, लेकिन आमतौर पर वे लगभग 15 से 25 प्रतिशत अधिक बिजली उत्पादित करते हैं क्योंकि वे पूर्णतः दक्षिण की ओर अभिमुख हो सकते हैं। NREL के पिछले साल के अनुसंधान के अनुसार, सूर्य का अनुसरण करने वाली भूमि पर स्थापित प्रणालियों को वास्तव में कारखानों या औद्योगिक स्थलों पर स्थापित करने पर उनकी क्षमता का 34 प्रतिशत अधिक लाभ मिलता है। आजकल अधिक से अधिक कंपनियाँ पर्यावरणीय कारकों के बारे में भी सोच रही हैं। भूमि के उपयोग का विशेष महत्व है, विशेष रूप से स्थानीय वन्यजीव आवास के संरक्षण के लिए। सौर स्थापनाओं को कहाँ रखना है, यह निर्णय लेते समय यह चिंता बढ़ती जा रही है।
औद्योगिक छतों को 40—50 PSF लाइव लोड का समर्थन करना चाहिए। कठोर वातावरण में जंगरोधी रैकिंग महत्वपूर्ण है। रासायनिक संयंत्रों में बैलास्टेड प्रणाली झिल्लियों की रक्षा करती है, जबकि तटीय क्षेत्रों में प्रवेशकारी माउंट हवा के प्रति प्रतिरोधकता बढ़ाते हैं। एयरोस्पेस निर्माता ढेर और क्रेन से छाया कम करने के लिए त्रिकोणीय लेआउट का उपयोग करते हैं।
जमीन पर स्थापित प्रणालियाँ सटीक ट्रैकिंग की अनुमति देती हैं। उच्च अक्षांश वाले स्थानों पर एकल-अक्ष प्रणाली उत्पादन में 25—35% की वृद्धि करती है; सनबेल्ट क्षेत्रों में दोहरे-अक्ष ट्रैकर 45% तक की लाभ प्राप्त करते हैं। ऑटोमोटिव परिसर इसका उपयोग चौबीसों घंटे उत्पादन से मेल खाने के लिए करते हैं, जिससे चरम मांग शुल्क में 18—22% की कमी आती है।
ग्राउंड-माउंटेड सिस्टम को प्रति एमडब्ल्यू 5—7 एकड़ की आवश्यकता होती है, लेकिन चरणबद्ध विस्तार के लिए समर्थन करते हैं—जो बढ़ते संचालन के लिए महत्वपूर्ण है। टेक्सास के सेमीकंडक्टर संयंत्र 20-फुट के रखरखाव कॉरिडोर के साथ 10 एमडब्ल्यू मॉड्यूलर एरे का उपयोग करते हैं, जिससे वनस्पति प्रबंधन लागत में 60% की कमी आती है। मिडवेस्ट में दक्षिण की ओर मुख किए स्थिर-झुकाव एरे बर्फबारी के दौरान 6-फुट की ऊंचाई के माध्यम से 85% पहुंच बनाए रखते हैं।
चरम प्रदर्शन के लिए आसपास की संरचनाओं से छाया बचाते हुए आईआरआरएडीएन्स पकड़ को अधिकतम करना आवश्यक है। जीआईएस मैपिंग और कंप्यूटेशनल मॉडलिंग इष्टतम दूरी और एज़ीमथ कोण निर्धारित करती है। उन्नत लेआउट अनुकूलन पारंपरिक डिज़ाइन की तुलना में वार्षिक उत्पादन में 15—30% की वृद्धि करता है।
झुकाव के कोण अक्षांश-विशिष्ट सूर्य की स्थिति के अनुरूप होने चाहिए। मध्य अक्षांश क्षेत्रों में निश्चित-झुकाव प्रणालियों में आमतौर पर स्थल के अक्षांश ±5° के बराबर कोण का उपयोग किया जाता है, जबकि द्वि-अक्षीय ट्रैकर स्वचालित रूप से आदर्श आपतन कोण बनाए रखते हैं, जिससे सर्दियों में उत्पादन बढ़ता है और गर्मियों में उत्पादन की हानि कम होती है।
उच्च-प्रतिबिंबन वाली छत के साथ संयुक्त द्विमुखी मॉड्यूल एक "प्रकाश कैनियन" के प्रभाव का निर्माण करते हैं, जो एकमुखी सेटअप की तुलना में 9—12% तक उपज में वृद्धि करता है। यह रणनीति समतल, हल्के रंग की औद्योगिक छतों पर विशेष रूप से प्रभावी होती है।
न्यूनतम 3-फुट के अंतराल पर व्यवस्थित पंक्तियाँ तकनीशियनों को पैनलों का निरीक्षण, सफाई और मरम्मत सुरक्षित ढंग से करने में सक्षम बनाती हैं। प्रारंभिक डिजाइन के दौरान ही चलने के रास्तों को शामिल करने से बाद में उनके जोड़ने की तुलना में सुधारात्मक कार्यों के दौरान 40% तक बंद रहने के समय में कमी आती है और दीर्घकालिक संचालन दक्षता में सुधार होता है।