વગર તડકે પણ સોલાર પેનલ વીજળી કેવી રીતે બનાવે છે? જાણો તેની પાછળની ટેક્નોલોજી અને સાચું રહસ્ય

શું વાદળછાયા વાતાવરણમાં પણ સોલાર પેનલ બનાવે છે વીજળી? જાણો અદ્ભુત ટેક્નોલોજી

જ્યારે પણ આપણે આપણા ઘરની છત પર સોલાર પેનલ લગાવીએ છીએ, ત્યારે આપણા મનમાં અક્ષરસહઃ આ પ્રશ્ન જરૂર થાય છે કે શું તેને કામ કરવા માટે હંમેશાં પ્રખર તડકાની જ જરૂર પડે છે? સામાન્ય રીતે એવું જ માનવામાં આવે છે કે જેટલો તેજ તડકો હશે, પેનલ તેટલી જ વધુ વીજળી ઉત્પન્ન કરશે. આ વાત અમુક અંશે સાચી પણ છે, કારણ કે મહત્તમ આઉટપુટ માટે સોલાર પેનલને ડાયરેક્ટ સનલાઇટ ગમે છે. પરંતુ તેનો અર્થ એવો બિલકુલ નથી કે તડકો ન નીકળે અથવા આકાશમાં વાદળો છવાયેલા હોય ત્યારે સોલાર પેનલ વીજળી બનાવવાનું બંધ કરી દે છે.

ચોમાસાના દિવસોમાં કે શિયાળાની ધૂમ્સવાળી સવારે જ્યારે સૂર્ય વાદળો પાછળ છુપાઈ જાય છે, ત્યારે પણ આપણા ઘરની સોલાર પેનલ ચૂપચાપ પોતાનું કામ કરી રહી હોય છે. આખરે ડાયરેક્ટ સનલાઇટ વગર આ પેનલ કેવી રીતે વીજળી પેદા કરી લે છે? ચાલો આજે ખૂબ જ સરળ ભાષામાં આ આખી ટેક્નોલોજી અને તેની પાછળના વિજ્ઞાનને ઊંડાણપૂર્વક સમજીએ.

સોલાર પેનલને વાસ્તવમાં શેની જરૂર હોય છે?

ઘણા લોકોને એવું લાગે છે કે સોલાર પેનલને વીજળી બનાવવા માટે સૂર્યની ‘ગરમી’ (હીટ) ની જરૂર પડે છે, પરંતુ વાસ્તવિકતા તેનાથી બિલકુલ વિપરીત છે. સોલાર પેનલની અંદર ફોટોવોલ્ટેઈક (Photovoltaic) સેલ લાગેલા હોય છે. જ્યારે પણ આ સેલ પર સૂર્યના પ્રકાશમાં રહેલા નાના-નાના કણો એટલે કે ‘ફોટોન’ (Photon) અથડાય છે, ત્યારે વીજળી પેદા થાય છે.

એટલે કે સરળ શબ્દોમાં કહીએ તો સોલાર પેનલને કામ કરવા માટે ગરમીની નહીં, પરંતુ વિઝિબલ લાઈટ (દ્રશ્યમાન પ્રકાશ) ની આવશ્યકતા હોય છે. સનલાઇટમાં અલગ-અલગ એનર્જી લેવલ અને અલગ-અલગ વેવલેન્થવાળા ફોટોન મોજૂદ હોય છે. જ્યારે આ ફોટોન સોલાર સેલના સેમિકન્ડક્ટર મટીરિયલ સાથે અથડાય છે, ત્યારે ત્યાં ઈલેક્ટ્રોન્સનો પ્રવાહ શરૂ થઈ જાય છે, અને આ જ પ્રવાહ વીજળીનું રૂપ લઈ લે છે.

ચૂંકી વીજળી સંપૂર્ણપણે ફોટોનિક ઇન્ટરેક્શન પર કામ કરે છે, તેથી વાદળો છવાયેલા હોય ત્યારે પણ જ્યારે વિખેરાયેલો પ્રકાશ (Diffuse Light) પેનલ પર પડે છે, ત્યારે તે વીજળી બનાવી લે છે. જો કે, ઓછો પ્રકાશ હોવા પર પેનલની કાર્યક્ષમતા (Efficiency) થોડી જરૂર ઘટી જાય છે, પરંતુ એનર્જી પ્રોડક્શનનું કામ પૂરી રીતે બંધ થતું નથી.

નવી ટેક્નોલોજીએ બદલી નાખી પૂરી તસવીર

આજના સમયમાં ટેક્નોલોજી એટલી આગળ વધી ચૂકી છે કે એવા એડવાન્સ્ડ સોલાર પેનલ બજારમાં આવી ચૂક્યા છે જે ઓછા પ્રકાશ કે વગર ડાયરેક્ટ તડકે પણ ઉત્તમ પર્ફોર્મન્સ આપે છે. ચાલો જાણીએ આવી જ કેટલીક ખાસ ટેક્નોલોજી વિશે:

1. TOPCon ટેક્નોલોજી: TOPCon (ટનલ ઓક્સાઇડ પેસિવિટેડ કોન્ટેક્ટ) ટેકનિક કેરિયર સિલેક્ટિવિટીને વધારે છે અને રિકોમ્બિનેશન લોસને ઓછો કરે છે. તેનો સૌથી મોટો ફાયદો એ થાય છે કે આ પેનલ ઓછા પ્રકાશ કે વાદળછાયા વાતાવરણમાં પણ પારંપરિક PERC મોડ્યુલના મુકાબલે ક્યાંય વધુ એફિશિયન્ટ સાબિત થાય છે. ઓછી કિંમત અને શાનદાર પર્ફોર્મન્સના કારણે આજે આ ઇન્ડસ્ટ્રીની પહેલી પસંદ બની ચૂક્યા છે.

2. Heterojunction (HJT) પેનલ: એચજેટી (HJT) પેનલ પણ ઓછા પ્રકાશમાં કમાલનું પ્રદર્શન કરે છે. જો તુલના કરવામાં આવે, તો HJT પેનલની એફિશિયન્સી TOPCon કરતા પણ વધુ સારી હોય છે, જોકે તેમની મેન્યુફેક્ચરિંગ પ્રોસેસ થોડી જટિલ હોય છે.

3. Bifacial સોલાર મોડ્યુલ: નામ પરથી જ સ્પષ્ટ છે કે, બાઇફેશિયલ પેનલ બંને બાજુથી કામ કરે છે. આ પેનલ સૂર્યના સીધા પ્રકાશની સાથે-સાથે જમીનથી રિફ્લેક્ટ (પરાવર્તિત) થઈને આવતા પ્રકાશને પણ કેપ્ચર કરીને વીજળી બનાવે છે. જમીનની રિફ્લેક્ટિવિટી અને સાઇટ ડિઝાઇનના હિસાબે તેમની એફિશિયન્સી 5 થી 30 ટકા સુધી વધી જાય છે. આ જ કારણ છે કે ચોમાસા કે શિયાળાના દિવસોમાં આ પેનલ ખૂબ જ ફાયદાકારક સાબિત થાય છે.

સોલાર પેનલ સામે સૌથી મોટો પડકાર કયો છે?

આ વાત જાણીને તમને નવાઈ લાગશે કે ખૂબ જ તેજ તડકો કે ગરમી પણ સોલાર પેનલ માટે નુકસાનકારક સાબિત થઈ શકે છે. હા! અત્યંત તાપમાન (High Temperature) ની એનર્જી પ્રોડક્શન પર સીધી અસર પડે છે.

• આદર્શ તાપમાન: સોલાર પેનલ 25 ડિગ્રી સેલ્સિયસ તાપમાન સુધી પોતાનું શ્રેષ્ઠ પર્ફોર્મન્સ આપે છે.

• તાપમાન વધવાથી નુકસાન: જેમ-જેમ તાપમાન 25 ડિગ્રીથી ઉપર જાય છે, તેમ-તેમ દર એક ડિગ્રી સેલ્સિયસના વધારા સાથે પેનલની કાર્યક્ષમતામાં 0.3 થી 0.5 ટકા સુધીનો ઘટાડો થવા લાગે છે. ઉદાહરણ તરીકે, 35 ડિગ્રી સેલ્સિયસ તાપમાન પર સોલાર પેનલ 25 ડિગ્રીના મુકાબલે 3 થી 5 ટકા ઓછી વીજળી જનરેટ કરશે.

• આયુષ્ય પર અસર: ઉનાળાના દિવસોમાં અક્ષરસહઃ પેનલની સપાટીનું તાપમાન 60 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી પહોંચી જાય છે, જેનાથી તેમની એફિશિયન્સી પ્રભાવિત થાય છે. સતત વધુ તાપમાન રહેવાથી મટીરિયલ ઝડપથી બગડવા લાગે છે, સેલ પર સ્ટ્રેસ વધે છે અને આખા મોડ્યુલનું લાઇફસ્પાન (આયુષ્ય) પણ ઘટી જાય છે.

નિષ્કર્ષ એ છે કે સોલાર પેનલને વીજળી બનાવવા માટે ફક્ત તેજ ગરમીની નહીં, પરંતુ પ્રકાશ (લાઇટ) ની જરૂર હોય છે. તેથી જો આકાશમાં વાદળો પણ છવાયેલા હોય, તો પણ તમને વીજળી મળતી રહે છે, શરત એ છે કે તમારા ઘર પર આધુનિક અને સારી ક્વોલિટીની ટેક્નોલોજીવાળા પેનલ ઇન્સ્ટોલ કરેલા હોવા જોઈએ.