ஸ்ப்ரே குளிரூட்டுதல் சரியான காலநிலைகளில் மிதக்கும் சோலார் அமைப்புகளின் செயல்திறனை உயர்த்தலாம்

நீடித்த சோலார் சிக்கலுக்கான நடைமுறை யோசனை

மிதக்கும் புகைப்படமின்கல (photovoltaic) அமைப்புகள், அரிய நிலத்துக்கான போட்டியின்றி, நீர்த்தேக்கங்கள், தொழிற்துறை குளங்கள் மற்றும் பிற நீர்மூலங்களைக் மின் நிலையங்களாக மாற்றும் வாக்குறுதியை அளிக்கின்றன. ஆனால் பாரம்பரிய சோலார் அணிகளைப் போலவே, மிதக்கும் மாட்யூல்களும் வெப்பம் அதிகரிக்கும்போது செயல்திறனை இழக்கின்றன. ஜெர்மனியின் FH Aachen University of Applied Sciences-இல் உள்ள ஒரு ஆராய்ச்சி குழு, ஒப்பீட்டளவில் எளிய ஸ்ப்ரே-குளிரூட்டும் அமைப்பு இந்தப் பிரச்சினையைத் தீர்க்க உதவலாம் எனக் கூறுகிறது; அந்த அணுகுமுறை எப்போது சிறப்பாக செயல்படும் என்பதை காட்ட இப்போது ஒரு गतிசில மாதிரியை உருவாக்கியுள்ளது.

ஆராய்ச்சியாளர்கள் இதை மிதக்கும் PV-க்கான ஸ்ப்ரே குளிரூட்டலின் ஒரு அமைப்பு-நிலை மாதிரியாக விவரிக்கின்றனர்; இதில் வெப்ப நடத்தை, மின்உற்பத்தி, மற்றும் செயலில் இயங்கும் குளிரூட்டல் கட்டுப்பாடு ஆகியவை ஒரே கட்டமைப்பில் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. இந்தப் பணியின் நோக்கம் அசாதாரணமான அல்லது மிக அதிக பொறியியல் தேவைப்படும் குளிரூட்டும் முறையல்ல. மாறாக, நடைமுறையில் பயன்படுத்தக் கூடிய குறைந்த செலவு ஸ்ப்ரே அமைப்பில் கவனம் செலுத்தப்பட்டது.

அந்த நடைமுறை வலியுறுத்தல் முக்கியமானது. சோலார் மாட்யூல்களுக்கான பல குளிரூட்டல் கருத்துகள் கோட்பாட்டில் நம்பிக்கையளிப்பவையாகத் தோன்றுகின்றன, ஆனால் செலவு, சிக்கலான அமைப்பு, பராமரிப்பு, மற்றும் நிஜ செயல்பாட்டு நிலைமைகள் ஆகியவற்றை கருத்தில் கொள்ளும் போது அவற்றை நியாயப்படுத்துவது கடினமாகிறது. ஒப்பீட்டளவில் நேரடியான பம்ப்-மற்றும்-ஸ்பிரிங்கிளர் அமைப்பை மையமாக வைத்து ஆய்வை நடத்துவதன் மூலம், குழு ஸ்ப்ரே குளிரூட்டலை ஆய்வுகூடச் சிறப்பம்சமாக அல்ல, இலக்குப்படுத்தப்பட்ட வெளிப்பயன்பாட்டுக்கான ஒரு வாய்ப்பாக நிலைநிறுத்துகிறது.

750 kW மிதக்கும் PV தளத்துடன் ஒப்பிட்டு மாதிரி சரிபார்ப்பு

ஜெர்மன் குழு சிமுலேஷனில் மட்டுமே நிற்கவில்லை. மூலம் அறிக்கையின்படி, நான்கு பம்ப்-ஸ்பிரிங்கிளர் அலகுகளுடன் அமைக்கப்பட்ட 750 kW மிதக்கும் PV நிறுவலுடன் ஒப்பிட்டு இந்த மாதிரி சரிபார்க்கப்பட்டது. சோலார் அமைப்புகளில் குளிரூட்டல் செயல்திறன், வெப்பநிலை, கதிர்வீச்சு, ஈரப்பதம், காற்று, மற்றும் உள்ளூர் செயல்பாட்டு அட்டவணைகள் போன்ற வேகமாக மாறும் சூழல் காரணிகளின் மீது சார்ந்திருப்பதால், இந்தச் சரிபார்ப்பு படி முக்கியமானது.

உண்மையான நிறுவலுடன் மாதிரியை ஒப்பிட்டு, சிறந்த நிலைகளில் அல்லாமல் நடைமுறை நிலைமைகளில் செயலில் இயங்கும் குளிரூட்டல் அமைப்பின் நடத்தையை அவர்களின் கட்டமைப்பு பிடிக்க முடியுமா என்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் சோதிக்க முடிந்தது. தெரிவிக்கப்பட்ட முடிவு, வெவ்வேறு காலநிலைகளில் மாட்யூல் செயல்திறனை குளிரூட்டல் எவ்வளவு மேம்படுத்த முடியும் என்பதை மதிப்பிடுவதற்கான நம்பகமான அடிப்படையாகும்.

முன்னணி எண்ணிக்கைகள் குறிப்பிடத்தக்கவை. நான்கு காலநிலைகளில் செய்யப்பட்ட சிமுலேஷன்கள், ஸ்ப்ரே குளிரூட்டல் மாட்யூல் வெப்பநிலையை 42% வரை குறைத்து, ஆற்றல் உற்பத்தியை 3.8% வரை உயர்த்த முடியும் என்பதை கண்டறிந்தன. ஆனால் இந்த லாபங்கள் அனைத்திடத்தும் ஒரே மாதிரியாக இல்லை. உள்ளூர் நிலைமைகளின் மீது பலன் பெரிதும் சார்ந்திருப்பதை ஆய்வு வலியுறுத்துகிறது; இதனால் புவியியல் மற்றும் வானிலை முறைகள் இந்தக் கருத்து பொருளாதார ரீதியில் பொருந்துமா என்பதை தீர்மானிக்கும்.

மிதக்கும் PV-யில் வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு ஏன் முக்கியம்

சோலார் மாட்யூல்கள் பொதுவாக அதிக வெப்பமடைந்தால் மின்திறன் குறைகிறது. சூரிய ஒளி வலுவாக இருந்தாலும், உயர்ந்த வெப்பநிலை உற்பத்தியை குறைக்க முடியும். மிதக்கும் அணிகள் நீரின் மேல் நிறுவப்படுவதால் ஏற்கனவே சில நன்மைகளைப் பெறுகின்றன; ஆனால் அது வெப்ப அழுத்தத்தை முற்றிலும் நீக்குவதில்லை. சில செயல்பாட்டு நிலைமைகளில், செயலில் இயங்கும் குளிரூட்டல் வெப்பநிலையை மேலும் குறைத்து, இல்லையெனில் இழக்கப்படும் உற்பத்தியை மீட்டெடுக்க உதவலாம்.

ஸ்ப்ரே குளிரூட்டலின் ஈர்ப்பு நேரடியானது: நீரும் எளிய விநியோக அமைப்பும் பயன்படுத்தி பலகை மேற்பரப்பிலிருந்து வெப்பத்தை அகற்றுவது. கோட்பாட்டில், இந்த கருத்து மிதக்கும் PV-க்கு இயல்பாக பொருந்துகிறது, ஏனெனில் நீர் தளத்தில் ஏற்கனவே கிடைக்கிறது. ஆனால் அந்த வெளிப்படையான நன்மையை, அதிகமான ஆற்றல் பயன்பாடு, பராமரிப்பு சுமை, அல்லது செயல்பாட்டு செலவுகள் இல்லாமல் நம்பகமாக இயங்கும் அமைப்பாக மாற்றுவதே சவால்.

இந்த மாதிரி பணியில், குளிரூட்டலை தனித்த வெப்பச் சிகிச்சையாக அல்லாமல் முழு மின்உற்பத்தி அமைப்பின் ஒரு பகுதியாகக் கருதி அந்தச் சவாலை அணுகுகிறது. இந்த விரிவான பார்வை, பம்புகளை இயக்க தேவையான மின்சாரம் மற்றும் குளிர்ந்த மாட்யூல்களால் உருவாகும் கூடுதல் உற்பத்தி ஆகியவற்றுக்கிடையிலான சமநிலையை டெவலப்பர்கள் மதிப்பிட உதவும்.

காலநிலையே பலனை நிர்ணயிக்கிறது

மிகவும் முக்கியமான கண்டுபிடிப்பு, ஸ்ப்ரே குளிரூட்டல் காலநிலை சார்புடையது என்பதாக இருக்கலாம். ஒரு பகுதியில் மதிப்புள்ள பலனை வழங்கும் குளிரூட்டல் உத்தி, மற்றொரு பகுதியில் மிகச் சிறிய மேம்பாடே அளிக்கலாம். அதனால், மிதக்கும் PV இயக்குநர்கள் இத்தகைய அமைப்புகளை நிறுவ முடிவெடுக்குமுன் ஒரு பொது விதியை மட்டும் நம்பி இருக்க முடியாது.

திட்ட உருவாக்குநர்களுக்கு, இது மேலும் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட பயன்பாட்டு மாதிரியை சுட்டிக்காட்டுகிறது. அதிக கதிர்வீச்சும் நிலையான வெப்ப அழுத்தமும் இணைந்து அளவிடக்கூடிய செயல்திறன் இழப்பை உருவாக்கும் தளங்களுக்கு ஸ்ப்ரே குளிரூட்டல் சிறப்பாக பொருந்தலாம். மிதமான சூழல்களில், கூடுதல் உபகரணங்களும் செயல்பாட்டு சிக்கல்களும் நியாயப்படுத்தப்படுவது கடினமாக இருக்கலாம்.

இந்த வேறுபாடு, மிதக்கும் சோலார் துறை மேம்படுத்தலை எப்படி சிந்திக்கிறது என்பதையும் வடிவமைக்கலாம். குளிரூட்டலை ஒரு பொதுவான மேம்பாடாகக் கருதுவதற்கு பதிலாக, உருவாக்குநர்கள் அதனை இடத்திற்கே உரிய கருவியாக அதிகம் பார்க்கலாம்; சிமுலேஷன் மற்றும் களத் தரவு போதுமான திருப்பை காட்டும் இடங்களில் மட்டுமே அதைப் பயன்படுத்தலாம்.

இந்த ஆராய்ச்சி என்ன மாற்றுகிறது

ஸ்ப்ரே குளிரூட்டல் தன்னிச்சையாக மிதக்கும் சோலாரின் பொருளாதாரத்தை மாற்றிவிடும் என இந்த ஆய்வு கூறவில்லை. 3.8% வரை கிடைக்கும் உற்பத்தி உயர்வு முக்கியமானது, ஆனால் அது புரட்சிகரமானதல்ல; படிப்படியான முன்னேற்றம். இருந்தாலும், பயன்பாட்டு-அளவிலான ஆற்றல் திட்டங்களில், குறைந்த செலவில் தொடர்ந்து கிடைத்தால் சிறிய சதவீத மேம்பாடுகளும் முக்கியமாகும்.

மிக நீடிக்கும் பங்களிப்பு முறைமையியல் சார்ந்ததாக இருக்கலாம். வெப்ப மற்றும் மின் நடத்தையை செயலில் இயங்கும் குளிரூட்டல் கட்டுப்பாடுகளுடன் இணைத்து, இயங்கும் நிலையிலுள்ள ஒரு நிலையுடன் மாதிரியை சரிபார்த்ததன் மூலம் FH Aachen குழு, குளிரூட்டலை எப்போது பயன்படுத்துவது மதிப்புடையது என்பதைப் பகுப்பாய்வு செய்ய மேலும் தரைநிலையான முறையைக் கொடுத்துள்ளது. இது சிறந்த திட்ட வடிவமைப்பு, அதிக நிஜமான செலவு-லாப மதிப்பீடுகள், மற்றும் உள்ளூர் காலநிலைகளுக்கு சிறந்த உகப்பாக்கம் ஆகியவற்றை ஆதரிக்கலாம்.

பரந்த ஆற்றல் துறைக்குப் பார்த்தால், இந்த வேலை சோலார் புதுமையில் பரிச்சயமான ஒரு வடிவத்தை பிரதிபலிக்கிறது. மிகப்பெரிய முன்னேற்றங்கள் இப்போது புதிய மாட்யூல் வேதியியலிலிருந்தோ, பெரிய ஹார்ட்வேர் மாற்றங்களிலிருந்தோ மட்டுமே வரவில்லை. அதிகரித்து வருவதாக, அவை அமைப்பு-சரிசெய்தலிலிருந்தும் வருகின்றன: சிறந்த கட்டுப்பாடுகள், தளத்திற்கே உரிய புத்திசாலியான பொறியியல், மற்றும் ஏற்கனவே உள்ள அமைப்புகளிலிருந்து அதிக உற்பத்தியைப் பிழிந்து எடுக்கும் இலக்குப்படுத்தப்பட்ட தலையீடுகள்.

மிதக்கும் சோலார் இன்னும் PV சந்தையின் ஒப்பீட்டளவில் இளம் பகுதியே, மேலும் பல்வேறு சூழல்களில் அதைச் சிறப்பாக எவ்வாறு மேம்படுத்துவது என்பதை உருவாக்குநர்கள் தொடர்ந்து சோதித்து வருகின்றனர். இந்த புதிய மாதிரி வேலை, செயலில் இயங்கும் ஸ்ப்ரே குளிரூட்டல் அந்த உரையாடலில் இடம் பெற வேண்டும் என்பதை சுட்டிக்காட்டுகிறது; அது அனைத்துக்கும் பொருந்தும் தீர்வாக அல்ல, உள்ளூர் செயல்பாட்டு நிலைமைகளின் பேரில் அதன் மதிப்பு உயர்வதோ குறைவதோ செய்யும் ஒரு நடைமுறை விருப்பமாகும்.

முக்கிய குறிப்புகள்

• ஆராய்ச்சியாளர்கள், வெப்ப மற்றும் மின் விளைவுகள் உட்பட முழு மிதக்கும் PV அமைப்பின் ஒரு பகுதியாக ஸ்ப்ரே குளிரூட்டலை மாதிரியாக்கினர்.
• இந்த அணுகுமுறை நான்கு பம்ப்-ஸ்பிரிங்கிளர் அலகுகளுடன் உள்ள 750 kW நிறுவலுக்கு எதிராக சரிபார்க்கப்பட்டது.
• சிமுலேஷன்களில் மாட்யூல் வெப்பநிலை 42% வரை குறைந்ததும், ஆற்றல் உற்பத்தி 3.8% வரை உயர்ந்ததும் காணப்பட்டது.
• ஸ்ப்ரே குளிரூட்டல் பயனளிக்குமா என்பதை உள்ளூர் காலநிலையே பெரிதும் தீர்மானிக்கிறது என்பதை ஆய்வு கண்டறிந்தது.

இந்தக் கட்டுரை PV Magazine-ன் அறிக்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டது. மூலக் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.