नवीनतम फोटोवोल्टिक मॉड्यूल दक्षता के आधार पर प्रति वर्ग मीटर प्रतिदिन सौर ऊर्जा उत्पादन की गणना कैसे करें

फोटोवोल्टिक (पीवी) तकनीक में लगातार हो रही प्रगति के साथ, वाणिज्यिक सौर पैनलों की दक्षता में काफी सुधार हुआ है, जिससे समान क्षेत्र से अधिक ऊर्जा उत्पादन की संभावना हुई है। इस लेख में नवीनतम पीवी मॉड्यूल दक्षता का उपयोग करके प्रति वर्ग मीटर अनुमानित दैनिक ऊर्जा उत्पादन की गणना करने के लिए चरण-दर-चरण मार्गदर्शिका दी गई है।

1. गणना में मुख्य कारक

• फोटोवोल्टिक मॉड्यूल दक्षता (η): सूर्य के प्रकाश का वह प्रतिशत जो बिजली में परिवर्तित होता है। हाल के आंकड़ों (2024–2025) के अनुसार, आम एकल-क्रिस्टलीय सिलिकॉन मॉड्यूल के लिए वाणिज्यिक पैनलों की दक्षता सीमा 18% से 24% है, जबकि कुछ उच्च-प्रदर्शन वाले मॉडल 25% से अधिक तक पहुंचते हैं।

• सौर विकिरण: जमीन पर पहुंचने वाले सूर्य के प्रकाश की मात्रा, जिसे प्रति वर्ग मीटर प्रति दिन किलोवाट-घंटा (kWh/m²/day) में मापा जाता है। यह स्थान, मौसम और मौसम की स्थिति के अनुसार भिन्न होता है।

• प्रदर्शन अनुपात (PR): एक गुणांक जो प्रणाली की हानि को ध्यान में रखता है (जैसे, तापमान, वायरिंग, धूल, इन्वर्टर की अक्षमता)। आमतौर पर, PR की सीमा होती है 0.75 से 0.85 अच्छी तरह से रखरखाव वाली प्रणालियों के लिए।

• पीक सन आवर्स (PSH): मानक परीक्षण स्थितियों (STC: 1000 W/m²) पर सौर विकिरण के समतुल्य घंटे। PSH संख्यात्मक रूप से kWh/m²/दिन में दैनिक सौर विकिरण के बराबर होता है।

2. गणना सूत्र

प्रति वर्ग मीटर दैनिक ऊर्जा उत्पादन का अनुमान इस प्रकार लगाया जा सकता है:

$${ई}_{\text{दैनिक}}=G\times \eta \times \text{Pr}$$Edaily​=G×η×PR

जहाँ:

• ${ई}_{\text{दैनिक}}$Edaily​ = प्रति वर्ग मीटर प्रतिदिन ऊर्जा उत्पादन (kWh/m²/दिन)

• $G$G = प्रतिदिन सौर विकिरण (kWh/m²/दिन)

• $\eta$η = फोटोवोल्टिक मॉड्यूल दक्षता (दशमलव में, उदाहरणार्थ, 22% के लिए 0.22)

• $\text{Pr}$Pr = प्रदर्शन अनुपात (अज्ञात होने पर डिफ़ॉल्ट 0.80)

3. चरण-दर-चरण उदाहरण

मान लीजिए निम्नलिखित परिस्थितियाँ हैं:

• स्थान: मैड्रिड, स्पेन

• औसत दैनिक सौर विकिरण (G): 5.2 kWh/m²/दिन (वार्षिक औसत)

• फोटोवोल्टिक मॉड्यूल दक्षता (η): 22% (0.22)

• प्रदर्शन अनुपात (PR):  0.82

गणना:

$${ई}_{\text{दैनिक}}=5.2\text{kWh/m²/day}\times 0.22\times 0.82=0.938\text{kWh/m²/day}$$Edaily​ = 5.2kWh/m²/day × 0.22 × 0.82 = 0.938kWh/m²/day

इस प्रकार, पीवी मॉड्यूल क्षेत्र के प्रत्येक वर्ग मीटर इन स्थितियों में लगभग उत्पन्न करता है 0.94 kWh प्रति दिन इन स्थितियों के तहत।

4. उच्च दक्षता वाले हालिया मॉड्यूल का प्रभाव

उच्च दक्षता वाले मॉड्यूल (η = 25% या 0.25) का उपयोग उन्हीं स्थितियों में करने पर:

$${ई}_{\text{दैनिक}}=5.2\times 0.25\times 0.82=1.066\text{kWh/m²/day}$$Edaily​ = 5.2 × 0.25 × 0.82 = 1.066kWh/m²/day

यह एक में 13.6% वृद्धि 22% दक्षता वाले मॉड्यूल की तुलना में दैनिक उत्पादन में।

5. महत्वपूर्ण विचार

• तापमान के कारण होने वाली हानि: उच्च तापमान पैनल की दक्षता को कम कर सकता है। अधिकांश पैनलों में STC (25°C) से ऊपर प्रति °C लगभग -0.3% से -0.4% का तापमान गुणांक होता है।

• छाया और दिशा: गणना आदर्श झुकाव और दिशा को मानकर की गई है। इससे विचलन उत्पादन को कम कर देगा।

• खराब होना: आधुनिक पैनल प्रति वर्ष लगभग 0.5% की दर से कमजोर होते हैं, जिससे समय के साथ उत्पादन में थोड़ी कमी आती है।

• स्पेक्ट्रल और परावर्तन हानि: इन्हें आमतौर पर प्रदर्शन अनुपात में शामिल किया जाता है।

6. संक्षिप्त संदर्भ तालिका: प्रति m² अनुमानित दैनिक उत्पादन

7. निष्कर्ष

प्रति वर्ग मीटर दैनिक सौर ऊर्जा उत्पादन की सटीक गणना के लिए अद्यतन मॉड्यूल दक्षता डेटा, स्थानीय विकिरण मान और वास्तविक हानि कारकों की आवश्यकता होती है। वर्तमान उच्च-दक्षता वाले पैनलों के साथ, जो 24% से अधिक की दक्षता प्रदान करते हैं, धूप वाले क्षेत्रों में सौर प्रणालियाँ प्रति वर्ग मीटर प्रतिदिन 1 किलोवाट-घंटे से अधिक ऊर्जा उत्पन्न कर सकती हैं, जिससे सौर स्थापनाओं के आर्थिक और पर्यावरणीय लाभ बढ़ जाते हैं।

फोटोवोल्टिक (पीवी) तकनीक में लगातार हो रही प्रगति के साथ, वाणिज्यिक सौर पैनलों की दक्षता में काफी सुधार हुआ है, जिससे समान क्षेत्र से अधिक ऊर्जा उत्पादन की संभावना हुई है। इस लेख में नवीनतम पीवी मॉड्यूल दक्षता का उपयोग करके प्रति वर्ग मीटर अनुमानित दैनिक ऊर्जा उत्पादन की गणना करने के लिए चरण-दर-चरण मार्गदर्शिका दी गई है।

1. गणना में मुख्य कारक

• फोटोवोल्टिक मॉड्यूल दक्षता (η): सूर्य के प्रकाश का वह प्रतिशत जो बिजली में परिवर्तित होता है। हाल के आंकड़ों (2024–2025) के अनुसार, आम एकल-क्रिस्टलीय सिलिकॉन मॉड्यूल के लिए वाणिज्यिक पैनलों की दक्षता सीमा 18% से 24% है, जबकि कुछ उच्च-प्रदर्शन वाले मॉडल 25% से अधिक तक पहुंचते हैं।

• सौर विकिरण: जमीन पर पहुंचने वाले सूर्य के प्रकाश की मात्रा, जिसे प्रति वर्ग मीटर प्रति दिन किलोवाट-घंटा (kWh/m²/day) में मापा जाता है। यह स्थान, मौसम और मौसम की स्थिति के अनुसार भिन्न होता है।

• प्रदर्शन अनुपात (PR): एक गुणांक जो प्रणाली की हानि को ध्यान में रखता है (जैसे, तापमान, वायरिंग, धूल, इन्वर्टर की अक्षमता)। आमतौर पर, PR की सीमा होती है 0.75 से 0.85 अच्छी तरह से रखरखाव वाली प्रणालियों के लिए।

• पीक सन आवर्स (PSH): मानक परीक्षण स्थितियों (STC: 1000 W/m²) पर सौर विकिरण के समतुल्य घंटे। PSH संख्यात्मक रूप से kWh/m²/दिन में दैनिक सौर विकिरण के बराबर होता है।

2. गणना सूत्र

प्रति वर्ग मीटर दैनिक ऊर्जा उत्पादन का अनुमान इस प्रकार लगाया जा सकता है:

$${ई}_{\text{दैनिक}}=G\times \eta \times \text{Pr}$$Edaily​=G×η×PR

जहाँ:

• ${ई}_{\text{दैनिक}}$Edaily​ = प्रति वर्ग मीटर प्रतिदिन ऊर्जा उत्पादन (kWh/m²/दिन)

• $G$G = प्रतिदिन सौर विकिरण (kWh/m²/दिन)

• $\eta$η = फोटोवोल्टिक मॉड्यूल दक्षता (दशमलव में, उदाहरणार्थ, 22% के लिए 0.22)

• $\text{Pr}$Pr = प्रदर्शन अनुपात (अज्ञात होने पर डिफ़ॉल्ट 0.80)

3. चरण-दर-चरण उदाहरण

मान लीजिए निम्नलिखित परिस्थितियाँ हैं:

• स्थान: मैड्रिड, स्पेन

• औसत दैनिक सौर विकिरण (G): 5.2 kWh/m²/दिन (वार्षिक औसत)

• फोटोवोल्टिक मॉड्यूल दक्षता (η): 22% (0.22)

• प्रदर्शन अनुपात (PR):  0.82

गणना:

$${ई}_{\text{दैनिक}}=5.2\text{kWh/m²/day}\times 0.22\times 0.82=0.938\text{kWh/m²/day}$$Edaily​ = 5.2kWh/m²/day × 0.22 × 0.82 = 0.938kWh/m²/day

इस प्रकार, पीवी मॉड्यूल क्षेत्र के प्रत्येक वर्ग मीटर इन स्थितियों में लगभग उत्पन्न करता है 0.94 kWh प्रति दिन इन स्थितियों के तहत।

4. उच्च दक्षता वाले हालिया मॉड्यूल का प्रभाव

उच्च दक्षता वाले मॉड्यूल (η = 25% या 0.25) का उपयोग उन्हीं स्थितियों में करने पर:

$${ई}_{\text{दैनिक}}=5.2\times 0.25\times 0.82=1.066\text{kWh/m²/day}$$Edaily​ = 5.2 × 0.25 × 0.82 = 1.066kWh/m²/day

यह एक में 13.6% वृद्धि 22% दक्षता वाले मॉड्यूल की तुलना में दैनिक उत्पादन में।

5. महत्वपूर्ण विचार

• तापमान के कारण होने वाली हानि: उच्च तापमान पैनल की दक्षता को कम कर सकता है। अधिकांश पैनलों में STC (25°C) से ऊपर प्रति °C लगभग -0.3% से -0.4% का तापमान गुणांक होता है।

• छाया और दिशा: गणना आदर्श झुकाव और दिशा को मानकर की गई है। इससे विचलन उत्पादन को कम कर देगा।

• खराब होना: आधुनिक पैनल प्रति वर्ष लगभग 0.5% की दर से कमजोर होते हैं, जिससे समय के साथ उत्पादन में थोड़ी कमी आती है।

• स्पेक्ट्रल और परावर्तन हानि: इन्हें आमतौर पर प्रदर्शन अनुपात में शामिल किया जाता है।

6. संक्षिप्त संदर्भ तालिका: प्रति m² अनुमानित दैनिक उत्पादन

7. निष्कर्ष

प्रति वर्ग मीटर दैनिक सौर ऊर्जा उत्पादन की सटीक गणना के लिए अद्यतन मॉड्यूल दक्षता डेटा, स्थानीय विकिरण मान और वास्तविक हानि कारकों की आवश्यकता होती है। वर्तमान उच्च-दक्षता वाले पैनलों के साथ, जो 24% से अधिक की दक्षता प्रदान करते हैं, धूप वाले क्षेत्रों में सौर प्रणालियाँ प्रति वर्ग मीटर प्रतिदिन 1 किलोवाट-घंटे से अधिक ऊर्जा उत्पन्न कर सकती हैं, जिससे सौर स्थापनाओं के आर्थिक और पर्यावरणीय लाभ बढ़ जाते हैं।