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AGENGG 311 Lecture 09: सौर फोटोवोल्टिक तकनीकें एवं अनुप्रयोग | Hindi Notes

ByRohit Meena
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AGENGG 311 · Renewable Energy in Agriculture
विषय सूची · Quick Navigation02 अधिगम उद्देश्य (Learning Objectives)03 प्रस्तावना एवं मूल अवधारणा (Introduction)04 महत्वपूर्ण वैज्ञानिक परिभाषाएँ (Important Definitions)05 विस्तृत विषय व्याख्या (Detailed Topic Explanation)06 प्रकार एवं वैज्ञानिक वर्गीकरण (Types and Classification)07 महत्वपूर्ण सिद्धांत एवं समीकरण (Important Principles and Concepts)08 वैज्ञानिक एवं व्यावहारिक उदाहरण व गणनाएँ (Scientific & Practical Examples)09 तुलनात्मक सारणियाँ (Comparative Tables)10 महत्वपूर्ण सूत्र एवं तकनीकी मानक (Formulas & Key Metrics)11 व्याख्यान-विशिष्ट माइंड मैप (Lecture-Specific Mind Map)12 प्रक्रिया प्रवाह चित्र एवं आरेख (Flowcharts & Visual Diagrams)13 महत्वपूर्ण तथ्य एवं परीक्षा टिप्स (Important Facts & Exam Tips)14 त्वरित पुनरावृत्ति सारांश (Quick Revision Panel)15 बहुविकल्पीय प्रश्न — उत्तर एवं व्याख्या सहित (10 MCQs with Answers)16 अति-लघु, लघु एवं दीर्घ उत्तरीय प्रश्न व वन-लाइनर्स (Exam Question Bank)
Lecture 09 Source Page Reference in Supplied Pack: 124 (ICAR Theory Lecture 09 – 1 Lecture Weightage)

Lecture 09: सौर फोटोवोल्टिक तकनीकें एवं अनुप्रयोग

Solar photovoltaic techniques and applications

महत्वपूर्ण गणना एवं उपकरण संदर्भ: 0.5 V × 1.5 A = 0.75 W; cell power और efficiency size, technology तथा test conditions पर निर्भर हैं। नीचे पुरानी lamp, pump और fence ratings/costs मूल पाठ के उदाहरण हैं, वर्तमान universal specifications या market quotations नहीं। Electric fence को risk-free न मानें; approved energizer और manufacturer के installation/safety instructions जरूरी हैं। “10 shocks के बाद trip” हर device का standard feature नहीं है; पुराना IS 302-1 उद्धरण current product compliance का प्रमाण नहीं। Electric-fence components · PV basics

02 अधिगम उद्देश्य (Learning Objectives)

इस व्याख्यान (Lecture) के अध्ययन के पश्चात् विद्यार्थी निम्नलिखित में सक्षम होंगे:

  1. फोटोवोल्टिक्स (Photovoltaics – PV), फोटोवोल्टिक प्रभाव (Photovoltaic effect) और सोलर सेल के कार्य सिद्धांत (0.5V पर 1.5A धारा, 0.75W (इस उदाहरण में) प्रति सेल) को समझना।
  2. सोलर सेल → मॉड्यूल → ऐरे, बैलेंस ऑफ सिस्टम (BOS), तथा फ्लैट-प्लेट बनाम सांद्रक (Concentrator) पीवी प्रणालियों को जानना।
  3. विभिन्न अर्धचालक पदार्थों—क्रिस्टलीय सिलिकॉन (c-Si: 200–300 µm मोटाई, 15–20% दक्षता), गैलियम आर्सेनाइड (GaAs: कुछ µm मोटाई, 25–30% दक्षता), अक्रिस्टलीय सिलिकॉन (a-Si: 1 µm मोटाई, 40 गुना प्रकाश अवशोषण), CdTe एवं CIS—का तुलनात्मक अध्ययन करना।
  4. सौर प्रकाश उपकरणों—सौर लालटेन (5W ट्यूब, >30 kHz चोक/इन्वर्टर, 100 गुना चमकदार) तथा सौर स्ट्रीट लाइट (1×11W CFL हेतु 74 Wp / 75Ah और 2×11W CFL हेतु 120 Wp / 100Ah)—के तकनीकी विनिर्देशों को जानना।
  5. कृषि अनुप्रयोगों—सौर पीवी वाटर पंप, लो प्रेशर ड्रिप, सौर पीवी स्प्रेयर (20W पैनल, 12V बैटरी), सौर डस्टर और सौर ऊर्जा चालित विद्युत बाड़ (Solar Electric Fence: 75W पैनल, 12V/40Ah बैटरी, 10,000V पल्स, 1–1.2s अंतराल, 10 झटकों पर ट्रिप, ₹396/m लागत, IS 302-1)—का गहन अध्ययन करना।

03 प्रस्तावना एवं मूल अवधारणा (Introduction)

मूल सामग्री (Core Course Content): फोटोवोल्टिक्स (Photovoltaics – PV) वह प्रौद्योगिकी है जो सूर्य के प्रकाश (Sunlight) को सीधे विद्युत (Electricity) में परिवर्तित करती है। शब्द “Photo” का अर्थ है प्रकाश (Light) और “Voltaic” का अर्थ है विद्युत (Electricity)। एक फोटोवोल्टिक (PV) सेल, जिसे सामान्यतः “सोलर सेल” (Solar cell) कहा जाता है, एक अर्धचालक युक्ति (Semiconductor device / silicon p-n junction diode) है जो उस पर प्रकाश पड़ने पर विद्युत उत्पन्न करती है।

जब सूर्य का प्रकाश पीवी सेल से टकराता है, तो अवशोषित प्रकाश के फोटॉन (Photons) सेल के परमाणुओं से इलेक्ट्रॉनों को विस्थापित (Dislodge) कर देते हैं। ये मुक्त इलेक्ट्रॉन (Free electrons) सेल के माध्यम से गति करते हैं और छिद्रों (Holes) को बनाते व भरते हैं। इलेक्ट्रॉनों और होल्स की यही गति विद्युत उत्पन्न करती है। पीवी सेल के ऊपर और नीचे धातु संपर्क (Metal contacts) लगाकर इस धारा (Current) को बाहरी उपयोग के लिए निकाला जाता है। बैटरी-आधारित एक standalone सौर फोटोवोल्टिक उदाहरण में तीन उप-प्रणालियाँ हैं (हर PV system में battery अनिवार्य नहीं): (1) सोलर पैनल (Solar panel), (2) नियंत्रण इकाई (Control unit), और (3) बैटरी (Battery)।

04 महत्वपूर्ण वैज्ञानिक परिभाषाएँ (Important Definitions)

फोटोवोल्टिक प्रभाव (Photovoltaic Effect)
वह भौतिक प्रक्रिया (Physical process) जिसमें एक पीवी सेल (अर्धचालक p-n संधि डायोड) सूर्य के प्रकाश को सीधे दिष्ट धारा विद्युत (DC Electricity) में परिवर्तित करता है।
सेल, मॉड्यूल एवं ऐरे (Cell, Module & Array)
एक एकल पीवी सेल अधिकतम 0.75 वाट (इस उदाहरण में) (0.5V पर ~1.5A) शक्ति उत्पन्न करता है जो बहुत कम है। पावर आउटपुट बढ़ाने के लिए अनेक पीवी सेलों को श्रेणी/समानांतर क्रम में जोड़कर ‘मॉड्यूल’ (Module/Panel) बनाए जाते हैं, और कई मॉड्यूलों को जोड़कर बड़ी इकाइयाँ बनाई जाती हैं जिन्हें ‘ऐरे’ (Array) कहते हैं।
बैलेंस ऑफ सिस्टम (Balance of System – BOS)
एक पूर्ण पीवी प्रणाली में पीवी मॉड्यूल के अतिरिक्त लगने वाले सभी सहायक घटक—जैसे सपोर्ट स्ट्रक्चर (माउंटिंग ढाँचा), वायरिंग, बैटरी स्टोरेज, चार्ज कंट्रोलर और रूपांतरण उपकरण (Inverter)—को सम्मिलित रूप से ‘बैलेंस ऑफ सिस्टम’ (BOS) कहते हैं।
एनर्जाइज़र (Energizer in Solar Fence)
सौर विद्युत बाड़ (Solar electric fence) का वह मुख्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरण जो 12V बैटरी की निम्न वोल्टेज धारा को उच्च वोल्टेज (10,000 वोल्ट तक) के नियंत्रित (जोखिम-रहित नहीं) स्पंदनों (Pulsating current – प्रत्येक 1 से 1.2 सेकंड में 1 मिलीसेकंड के लिए) में बदलकर बाड़ के तारों में भेजता है।

05 विस्तृत विषय व्याख्या (Detailed Topic Explanation)

1. पीवी प्रणालियों के प्रकार: फ्लैट प्लेट बनाम सांद्रक (Flat Plate vs Concentrator PV Systems)

  • (i) फ्लैट प्लेट पीवी सिस्टम (Flat Plate Systems): इसमें सूर्य का प्रकाश पकड़ने के लिए पीवी मॉड्यूलों को एक कठोर और समतल सतह पर लगाया जाता है। ये कम जटिल होते हैं लेकिन इनमें अधिक संख्या में सेलों का उपयोग होता है।
  • (ii) सांद्रक पीवी सिस्टम (Concentrator Systems): इसमें पीवी सेलों पर सूर्य का प्रकाश केंद्रित करने और सेल का पावर आउटपुट बढ़ाने के लिए लेंसों (Lenses) का उपयोग किया जाता है। इनमें सेल का क्षेत्रफल कम लगता है, परंतु अधिक जटिल और महँगे सन-ट्रैकिंग सिस्टम की आवश्यकता होती है।

2. सोलर सेल के अर्धचालक पदार्थ एवं उनकी तुलना (Semiconductor Materials for Solar Cells)

1. क्रिस्टलीय सिलिकॉन (Crystalline Silicon – c-Si)

• सोलर सेल बनाने का सबसे प्रमुख अर्धचालक पदार्थ।
• वाणिज्यिक रूपांतरण दक्षता (Conversion efficiency): एकल-क्रिस्टल सिलिकॉन (Single-silicon) मॉड्यूल के लिए 15% से 20% के बीच होती है।
• मोटाई: सूर्य के प्रकाश को पर्याप्त रूप से अवशोषित करने के लिए क्रिस्टलीय सिलिकॉन में लगभग 200 से 300 माइक्रोमीटर (µm) मोटे वेफर (Wafer) की आवश्यकता होती है।

2. गैलियम आर्सेनाइड (Gallium Arsenide – GaAs)

• यह दो तत्वों—गैलियम (Ga) और आर्सेनिक (As)—से बना एक यौगिक अर्धचालक (Compound semiconductor) है जिसकी क्रिस्टल संरचना सिलिकॉन जैसी होती है।
• उच्च प्रकाश अवशोषकता (High light absorptivity): समान मात्रा में धूप सोखने के लिए जहाँ सिलिकॉन को 200–300 µm मोटाई चाहिए, वहीं GaAs को केवल कुछ माइक्रोमीटर (Few micrometers) मोटी परत की आवश्यकता होती है।
• उच्चतम दक्षता: इसकी ऊर्जा रूपांतरण दक्षता क्रिस्टल सिलिकॉन से बहुत अधिक, लगभग 25% से 30% तक होती है।
• विशेष उपयोग: उच्च ताप प्रतिरोध के कारण यह सांद्रक प्रणालियों (Concentrator systems) और विकिरण क्षति प्रतिरोध के कारण अंतरिक्ष अनुप्रयोगों (Space applications / Satellites) के लिए आदर्श विकल्प है।

3. अक्रिस्टलीय सिलिकॉन (Amorphous Silicon – a-Si)

• यह सिलिकॉन का गैर-क्रिस्टलीय रूप (Non-crystalline form) है और प्रमुख थिन-फिल्म पीवी सामग्री (Dominant thin-film PV material) है।
• 40 गुना उच्च अवशोषकता: इसका सबसे बड़ा लाभ इसकी उच्च प्रकाश अवशोषकता है, जो सिंगल-क्रिस्टल सिलिकॉन से लगभग 40 गुना अधिक होती है। इसलिए पीवी सेल बनाने के लिए a-Si की केवल 1 माइक्रोमीटर (1 µm) मोटी पतली परत ही पर्याप्त होती है।
• उपयोग: कम उत्पादन लागत और कम पावर आउटपुट वाले उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों (जैसे पॉकेट कैलकुलेटर, कलाई घड़ियाँ) में सर्वाधिक उपयोग होता है।

4. अन्य पॉलीक्रिस्टलाइन यौगिक (CdTe एवं CIS)

सोलर सेल के अन्य थिन-फिल्म विकल्प हैं:
• कैडमियम टेल्यूराइड (Cadmium Telluride – CdTe): कैडमियम और टेल्यूरियम से बना पॉलीक्रिस्टलाइन अर्धचालक यौगिक।
• कॉपर इंडियम डाइसेलेनाइड (Copper Indium Diselenide – CIS): तांबा (Copper), इंडियम (Indium) और सेलेनियम (Selenium) का पॉलीक्रिस्टलाइन अर्धचालक यौगिक।

3. सौर फोटोवोल्टिक प्रकाश उपकरण (Solar PV Lighting Gadgets)

  • (A) सौर लालटेन (Solar Lantern):
    • यह एक पोर्टेबल सौर पीवी प्रकाश प्रणाली है जो दिन भर के चार्ज के आधार पर प्रति रात लगभग 2 से 3 घंटे रोशनी देती है।
    • इसका आकार हरिकेन लालटेन (Hurricane lantern) जैसा होता है और यह उससे लगभग 100 गुना अधिक चमकदार (Hundred times brighter) होती है।
    • इसके 4 मुख्य भाग हैं: (1) सोलर मॉड्यूल, (2) सील्ड मेंटेनेंस-फ्री (SMF) बैटरी, (3) कंट्रोल सर्किट, और (4) लैंप।
    • इसमें 5 वाट (5 W) की ट्यूब होती है जो 30 kHz से अधिक आवृत्ति (Frequency above 30 kHz) पर काम करने वाले विशेष फ्रीक्वेंसी चोक / इन्वर्टर द्वारा संचालित होती है।
  • (B) सौर स्ट्रीट लाइट (Solar Street Light) एवं अन्य लाइटें:
    • सोलर लॉन लाइट (Solar lawn light), सोलर वॉल माउंटेड लाइट और सोलर वाटर फ्लोटिंग लाइट।
    • सौर स्ट्रीट लाइट के मानक तकनीकी विनिर्देश:
      • 1 × 11 W CFL लैंप के लिए: पीवी मॉड्यूल = 74 Wp  |  बैटरी क्षमता = 12 V / 75 Ah
      • 2 × 11 W CFL लैंप के लिए: पीवी मॉड्यूल = 120 Wp  |  बैटरी क्षमता = 12 V / 100 Ah

4. कृषि में सौर फोटोवोल्टिक अनुप्रयोग (Agricultural Applications of Solar PV)

(A) सौर पीवी जल पंपन प्रणाली (Solar PV Water Pumping System & Low Pressure Drip Irrigation)
  • सिद्धांत एवं घटक: सिलिकॉन संधि डायोड (सोलर सेल) सामान्यतः 0.5 V पर 1.5 A के क्रम की धारा देता है; उपयोगी वोल्टेज पाने के लिए कई सेलों को श्रेणीक्रम (Series) में जोड़ा जाता है। एक एसपीवी वाटर पंपिंग सिस्टम में मुख्यतः एक SPV पैनल/ऐरे सीधे वाटर पंप को शक्ति देता है।
  • एसी सबमर्सिबल पंप एवं बैटरी रहित भंडारण: एसी सबमर्सिबल पंपसेट के मामले में पैनल से उत्पन्न डीसी बिजली को एक स्विच और 3-फेज इन्वर्टर (3-phase inverter) के माध्यम से पंप को दिया जाता है। सामान्यतः इसमें कोई स्टोरेज बैटरी नहीं लगाई जाती क्योंकि दिन में पंप किए गए पानी को रात में उपयोग के लिए सीधे ओवरहेड स्टोरेज टैंकों (Storage tanks) में संचित किया जा सकता है।
  • प्रमुख विशेषताएँ: (1) शोर और प्रदूषण रहित संचालन, (2) किसी ईंधन (डीजल) की आवश्यकता नहीं, (3) लगाने, चलाने व रखरखाव में सरल, और (4) कम धूप की अवधि में भी इष्टतम आउटपुट देने हेतु डिजाइन (विशेषकर सन-ट्रैकर युक्त 900 Wp पैनल एवं लो-प्रेशर ड्रिप सिंचाई के साथ)।
(B) सौर फोटोवोल्टिक स्प्रेयर एवं डस्टर (Solar PV Sprayer & Duster)
  • सौर पीवी स्प्रेयर (Solar Photovoltaic Sprayer): फसलों पर तरल कीटनाशकों के छिड़काव हेतु इसमें 20 W क्षमता का सोलर पैनल (जो ऑपरेटर के सिर के ऊपर टोपी/फ्रेम की तरह रहता है), एक 12 V DC बैटरी, एक DC मोटर, एक पंप और कीटनाशक रखने के लिए एक टैंक होता है।
  • सौर पीवी डस्टर (Solar Photovoltaic Duster): पाउडर के रूप में कीटनाशकों और कवकनाशियों के भुरकाव (Dusting) के लिए एक नवीन उपकरण है। इसमें इम्पेलर प्रकार का अपकेंद्रीय ब्लोअर (Impeller type centrifugal blower), गियर रिडक्शन तंत्र (Gear reduction mechanism), डिस्पेंसर और DC मोटर लगी होती है।
(C) सौर ऊर्जा चालित विद्युत बाड़ (Solar Powered Electric Fence)
  • कृषि में आवश्यकता एवं पारंपरिक बाड़ से लागत तुलना: भारतीय कृषि (विशेषकर बागवानी/Orchards) में आवारा व जंगली जानवरों द्वारा फसल को नुकसान और उपज की चोरी एक बड़ा जोखिम है। पारंपरिक कंटीले तार या चैनल लिंक्ड फेंसिंग (1.5 m ऊँचाई, 3 m अंतराल पर 50×50×6 mm एंगल पोस्ट और 75×75×3.15 mm प्लेन वायर चैनल) की लागत लगभग ₹950 प्रति रनिंग मीटर आती है। इसके विपरीत, 7 तारों वाली (7 rows) सौर विद्युत बाड़ की औसत लागत मात्र ₹396 प्रति रनिंग मीटर आती है।
  • तकनीकी विनिर्देश एवं कार्यप्रणाली (Technical Specs & Working):
    • यह किसी भी छेड़छाड़ के विरुद्ध मनोवैज्ञानिक भय (Psychological fear) पैदा करने के लिए एक तेज झटका (Sharp shock) देती है।
    • इसमें विद्युत 75 वाट (75 W) के सोलर पैनल द्वारा उत्पन्न होती है जो 12 वोल्ट, 40 AH बैटरी को चार्ज करता है और सुनिश्चित करता है कि बैटरी हर समय चार्ज रहे।
    • इसमें एक एनर्जाइज़र (Energizer) लगा होता है जो बैटरी के निम्न वोल्टेज करंट को उच्च वोल्टेज (10,000 वोल्ट तक) में बदलता है और बाड़ के तारों में भेजता है।
  • नियंत्रित (जोखिम-रहित नहीं) सुरक्षा तंत्र (Controlled-Pulse Safety & Auto-Trip Mechanism):
    • Safety: compliant energizer में नियंत्रित high-voltage pulses होते हैं। केवल pulse होने से उपकरण जोखिम-रहित नहीं बनता; approved equipment, correct installation, warning signs और manufacturer guidance आवश्यक हैं।
    • Pulse duration/energy और spacing नियंत्रित करना safety design का हिस्सा है; entanglement और contact hazards फिर भी संभव हैं।
    • मूल पाठ का 10-shock auto-trip/alarm एक model-specific feature है, सभी energizers का universal feature नहीं। उस पर life-safety guarantee के रूप में निर्भर न हों।
    • संबंधित वर्तमान product-standard compliance, correct earthing और manufacturer maintenance instructions जाँचें। पुराना IS 302-1 (1979) reference अकेले current energizer approval सिद्ध नहीं करता। Maintenance से पहले सुरक्षित isolation जरूरी है।

06 प्रकार एवं वैज्ञानिक वर्गीकरण (Types and Classification)

सौर फोटोवोल्टिक अनुप्रयोगों का वर्गीकरण:

  • ग्रिड संयोजन के आधार पर: (1) ऑन-ग्रिड पीवी सिस्टम (On-Grid System) और (2) स्टैंड-अलोन / ऑफ-ग्रिड पीवी सिस्टम (Off-Grid Rural System)।
  • सोलर सेल सामग्री के आधार पर: (1) क्रिस्टलीय सिलिकॉन (c-Si: 15–20%), (2) यौगिक अर्धचालक (GaAs: 25–30%), और (3) थिन-फिल्म (a-Si, CdTe, CIS)।
  • कृषि एवं ग्रामीण गैजेट्स के आधार पर: (1) प्रकाश (Solar Lantern, Street Light), (2) सिंचाई (Solar PV Water Pump & Drip), (3) पादप संरक्षण (Solar Sprayer & Duster), (4) फसल सुरक्षा (Solar Electric Fence), और (5) पीवी आधारित सोलर ग्रीनहाउस।

07 महत्वपूर्ण सिद्धांत एवं समीकरण (Important Principles and Concepts)

  • अर्धचालक p-n संधि फोटोवोल्टिक सिद्धांत: जब ऊर्जावान फोटॉन (E=hν) सिलिकॉन p-n संधि डायोड पर आपतित होते हैं, तो वे सहसंयोजक बंध तोड़कर इलेक्ट्रॉन-होल युग्म (Electron-hole pairs) उत्पन्न करते हैं। संधि का आंतरिक विद्युत क्षेत्र इलेक्ट्रॉनों को n-परत की ओर और होल्स को p-परत की ओर धकेलता है, जिससे बाहरी परिपथ जोड़ने पर 0.5 V पर ~1.5 A की दिष्ट धारा (DC) प्रवाहित होती है।

08 वैज्ञानिक एवं व्यावहारिक उदाहरण व गणनाएँ (Scientific & Practical Examples)

व्यावहारिक एवं वैज्ञानिक उदाहरण: सौर पीवी पंपन प्रणाली के मानक विनिर्देश (SPV Pump Specifications)

विभिन्न जल स्रोतों और गहराई (Head) के अनुसार सौर पीवी पंपों का चयन (मूल पाठ्यक्रम सारणी से):

  • 100 m गहरे बोरवेल हेतु: रेसिप्रोकेटिंग पॉजिटिव डिस्प्लेसमेंट पंप (1200 Wp सोलर ऐरे) ➔ 6 m³/दिन जल निकासी।
  • 20 m गहरे बोरवेल हेतु: सबमर्सिबल बोरहोल मोटर पंप ➔ 1200 Wp ऐरे से 40 m³/दिन तथा 800 Wp ऐरे से 25 m³/दिन।
  • 7 m उथले जल स्रोत हेतु: सरफेस मोटर / सबमर्सिबल पंप (840 Wp ऐरे) ➔ 60 m³/दिन।
  • 4 m उथले कुएँ/नहर हेतु: सरफेस सक्शन पंप (350 Wp ऐरे) ➔ 40 m³/दिन।
  • 3 m सतही तालाब/डिग्गी हेतु: फ्लोटिंग मोटर/पंपसेट ➔ 530 Wp ऐरे से 100 m³/दिन तथा 85 Wp ऐरे से 10 m³/दिन।

09 तुलनात्मक सारणियाँ (Comparative Tables)

तुलनात्मक सारणी 9.1: सोलर सेल में प्रयुक्त प्रमुख अर्धचालक पदार्थों की तुलना
अर्धचालक पदार्थ (Material) प्रकार (Type) आवश्यक परत मोटाई (Thickness) रूपांतरण दक्षता एवं प्रमुख विशेषता
1. क्रिस्टलीय सिलिकॉन (c-Si) एकल/बहु-क्रिस्टलीय वेफर 200 – 300 माइक्रोमीटर (µm) 15% – 20% दक्षता; वाणिज्यिक सोलर पैनलों में सर्वाधिक प्रयुक्त।
2. गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) यौगिक अर्धचालक (Ga + As) कुछ माइक्रोमीटर (Few µm) 25% – 30% दक्षता; उच्च ताप व विकिरण सहनशील (Concentrators व Space हेतु आदर्श)।
3. अक्रिस्टलीय सिलिकॉन (a-Si) गैर-क्रिस्टलीय थिन-फिल्म ~ 1 माइक्रोमीटर (1 µm) c-Si से 40 गुना अधिक प्रकाश अवशोषकता; कैलकुलेटर व घड़ियों में प्रयुक्त।
4. CdTe एवं CIS पॉलीक्रिस्टलाइन यौगिक थिन-फिल्म (Thin-film) कैडमियम टेल्यूराइड (Cd+Te) व कॉपर इंडियम डाइसेलेनाइड (Cu+In+Se)।
तुलनात्मक सारणी 9.2: कृषि सौर पीवी गैजेट्स के तकनीकी विनिर्देश (Technical Specs Summary)
सौर पीवी उपकरण (PV Gadget) सोलर पैनल क्षमता (PV Rating) बैटरी विनिर्देश (Battery) प्रमुख तकनीकी एवं परिचालन मानक
1. सौर लालटेन (Solar Lantern) पोर्टेबल मॉड्यूल SMF बैटरी (2–3 घंटे/रात) 5 W ट्यूब, > 30 kHz इन्वर्टर/चोक, हरिकेन लालटेन से 100 गुना चमकदार।
2. सौर स्ट्रीट लाइट (1×11W CFL) 74 Wp 12 V / 75 Ah ग्रामीण सड़कों व फार्म प्रकाश व्यवस्था हेतु।
3. सौर स्ट्रीट लाइट (2×11W CFL) 120 Wp 12 V / 100 Ah दोहरे 11W CFL लैंप संचालन हेतु।
4. सौर पीवी स्प्रेयर (PV Sprayer) 20 W 12 V DC बैटरी DC मोटर + पंप + कीटनाशक टैंक।
5. सौर विद्युत बाड़ (Electric Fence) 75 W 12 V, 40 AH बैटरी एनर्जाइज़र: 10,000 V पल्स (1–1.2s अंतराल, 1 ms अवधि), 10 झटकों पर ट्रिप, लागत ₹396/m, मानक IS 302-1 (1979)।

10 महत्वपूर्ण सूत्र एवं तकनीकी मानक (Formulas & Key Metrics)

महत्वपूर्ण विद्युत एवं तकनीकी मानक (Key Photovoltaic Metrics)
  • एकल सिलिकॉन सोलर सेल आउटपुट: वोल्टेज ≈0.5 V,   धारा ≈1.5 A,   अधिकतम शक्ति 0.75 W (इस उदाहरण में)
  • मॉड्यूल रूपांतरण दक्षता: Single-crystal Silicon = 15–20%  |  Gallium Arsenide (GaAs) = 25–30%
  • अर्धचालक परत मोटाई: c-Si = 200–300 μm  |  GaAs = कुछ μm  |  a-Si = 1 μm (40 गुना अवशोषण)
  • सौर बाड़ (Solar Fence) मानक: पैनल = 75 W  |  बैटरी = 12 V, 40 AH  |  शॉक वोल्टेज = 10,000 V  |  पल्स अंतराल = 1 से 1.2 s (अवधि 1 ms)  |  लागत = ₹396/m (चैनल बाड़ = ₹950/m)

11 व्याख्यान-विशिष्ट माइंड मैप (Lecture-Specific Mind Map)

Lecture 09 Mind Map: सौर फोटोवोल्टिक तकनीकें, अर्धचालक पदार्थ एवं कृषि अनुप्रयोग
  • सौर फोटोवोल्टिक्स (Photo = प्रकाश + Voltaic = विद्युत | एकल सेल: 0.5V, 1.5A, 0.75W (इस उदाहरण में) | Cell ➔ Module ➔ Array + BOS)
    • अर्धचालक पदार्थ (Semiconductor Materials)
      • क्रिस्टलीय सिलिकॉन (c-Si): 200–300 µm मोटाई, 15–20% वाणिज्यिक दक्षता
      • गैलियम आर्सेनाइड (GaAs): कुछ µm मोटाई, 25–30% दक्षता, उच्च ताप व अंतरिक्ष (Space/Concentrator) हेतु
      • अक्रिस्टलीय सिलिकॉन (a-Si): 1 µm थिन-फिल्म, c-Si से 40 गुना प्रकाश अवशोषण, कैलकुलेटर/घड़ी हेतु + CdTe व CIS
    • सौर पीवी प्रकाश उपकरण (PV Lighting)
      • सौर लालटेन: 5W ट्यूब, >30 kHz चोक/इन्वर्टर, SMF बैटरी, 2-3 घंटे/रात, 100 गुना चमकदार
      • सौर स्ट्रीट लाइट: 1×11W CFL (74 Wp पैनल, 12V/75Ah) एवं 2×11W CFL (120 Wp पैनल, 12V/100Ah)
    • कृषि पीवी अनुप्रयोग (Agricultural PV Gadgets)
      • सोलर पीवी वाटर पंप: बिना बैटरी के सीधे पंप संचालन (AC में 3-फेज इन्वर्टर) + ओवरहेड वाटर टैंक स्टोरेज
      • पादप संरक्षण: सोलर स्प्रेयर (20W पैनल, 12V बैटरी, DC मोटर पंप) एवं सोलर डस्टर (Centrifugal blower)
      • सौर विद्युत बाड़ (Electric Fence): 75W पैनल, 12V/40Ah बैटरी, एनर्जाइज़र 10,000V पल्स (1–1.2s में 1 ms), 10 झटकों बाद ट्रिप व अलार्म, ₹396/m, IS 302-1 (1979)

12 प्रक्रिया प्रवाह चित्र एवं आरेख (Flowcharts & Visual Diagrams)

प्रक्रिया प्रवाह चित्र (Process Flowchart): सौर ऊर्जा चालित विद्युत बाड़ (Solar Electric Fence) की कार्यप्रणाली
1. सोलर पैनल (75 W)
(धूप से DC विद्युत उत्पादन) ➔ 2. बैटरी (12 V, 40 AH)
(24×7 ऊर्जा संचयन) ➔ 3. एनर्जाइज़र (IS 302-1)
(12V को 10,000V पल्स में बदलना) ➔ 4. 7-पंक्ति बाड़ तार (₹396/m)
(हर 1–1.2s में 1 ms का पल्स) ➔ 5. पशु स्पर्श व सुरक्षा
(नियंत्रित (जोखिम-रहित नहीं) झटका; 10 शॉक बाद ट्रिप + हूटर)

13 महत्वपूर्ण तथ्य एवं परीक्षा टिप्स (Important Facts & Exam Tips)

  • तीनों अर्धचालक पदार्थों की दक्षता और मोटाई के अंतर पर विशेष ध्यान दें: क्रिस्टलीय सिलिकॉन (c-Si) = 15–20% दक्षता (200–300 µm मोटाई); गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) = 25–30% दक्षता (कुछ µm मोटाई, अंतरिक्ष व सांद्रक हेतु); अक्रिस्टलीय सिलिकॉन (a-Si) = 1 µm मोटाई (c-Si से 40 गुना अधिक प्रकाश अवशोषण)।
  • एक एकल पीवी सेल (संधि डायोड) सामान्यतः 0.5 V पर 1.5 A धारा और इस उदाहरण में 0.75 W शक्ति देता है।
  • सोलर लालटेन में 5 W की ट्यूब होती है जो 30 kHz से अधिक (>30 kHz) आवृत्ति वाले चोक/इन्वर्टर पर चलती है।
  • सोलर पीवी स्प्रेयर में 20 W का सोलर पैनल और 12 V DC बैटरी होती है, जबकि सोलर इलेक्ट्रिक फेंस में 75 W का सोलर पैनल और 12 V, 40 AH की बैटरी होती है।
  • सोलर फेंस का एनर्जाइज़र (IS 302-1, 1979 मानक) बैटरी के करंट को 10,000 वोल्ट तक के स्पंदित करंट (हर 1–1.2 सेकंड में 1 मिलीसेकंड के लिए) में बदलता है और लगातार 10 झटकों के बाद स्वतः ट्रिप होकर हूटर बजा देता है।

14 त्वरित पुनरावृत्ति सारांश (Quick Revision Panel)

  • पीवी के 3 मुख्य उप-तंत्र: सोलर पैनल + कंट्रोल यूनिट + बैटरी (तथा BOS = माउंटिंग, वायरिंग, इन्वर्टर आदि)।
  • सोलर स्ट्रीट लाइट: 1×11W CFL ➔ 74 Wp पैनल, 12V/75Ah बैटरी | 2×11W CFL ➔ 120 Wp पैनल, 12V/100Ah बैटरी।
  • सोलर वाटर पंप: सामान्यतः बैटरी नहीं होती (पानी टैंक में स्टोर होता है); AC पंप में 3-फेज इन्वर्टर लगता है।
  • सोलर फेंस बनाम चैनल फेंस लागत: 7-तार सोलर फेंस = ₹396/मीटर | चैनल लिंक्ड बाड़ = ₹950/मीटर।

15 बहुविकल्पीय प्रश्न — उत्तर एवं व्याख्या सहित (10 MCQs with Answers)

1. एकल-क्रिस्टल सिलिकॉन (Single-crystal silicon) वाणिज्यिक पीवी मॉड्यूल और गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) की ऊर्जा रूपांतरण दक्षता क्रमशः कितनी होती है?
(A) 5–10% और 10–15%
(B) 15–20% और 25–30%
(C) 40–50% और 60–70%
(D) 25–30% और 15–20%
उत्तर एवं व्याख्या देखें (Show Answer & Explanation)
सही उत्तर (Answer): (B) 15–20% और 25–30%
वैज्ञानिक व्याख्या (Explanation): वाणिज्यिक सिंगल-सिलिकॉन मॉड्यूल की दक्षता 15–20% होती है, जबकि गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) की दक्षता 25 से 30% तक पहुँचती है।
2. अक्रिस्टलीय सिलिकॉन (Amorphous silicon – a-Si) की प्रकाश अवशोषकता (Light absorptivity) सिंगल-क्रिस्टल सिलिकॉन की तुलना में लगभग कितने गुना अधिक होती है?
(A) 2 गुना
(B) 10 गुना
(C) 40 गुना
(D) 100 गुना
उत्तर एवं व्याख्या देखें (Show Answer & Explanation)
सही उत्तर (Answer): (C) 40 गुना
वैज्ञानिक व्याख्या (Explanation): a-Si की प्रकाश अवशोषकता सिंगल-क्रिस्टल सिलिकॉन से लगभग 40 गुना अधिक होती है, इसलिए मात्र 1 माइक्रोमीटर मोटी परत पर्याप्त होती है।
3. एक एकल सिलिकॉन सोलर सेल (p-n संधि डायोड) सामान्यतः कितने वोल्टेज व धारा का आउटपुट देता है और अधिकतम कितनी शक्ति (Power) पैदा करता है?
(A) 12 V पर 10 A (120 W)
(B) 0.5 V पर 1.5 A (इस उदाहरण में 0.75 W)
(C) 220 V पर 5 A (1100 W)
(D) 24 V पर 40 A
उत्तर एवं व्याख्या देखें (Show Answer & Explanation)
सही उत्तर (Answer): (B) 0.5 V पर 1.5 A (इस उदाहरण में 0.75 W)
वैज्ञानिक व्याख्या (Explanation): एक एकल सोलर सेल सामान्यतः 0.5V पर 1.5A के क्रम की विद्युत देता है और इस उदाहरण में 0.75 वाट शक्ति उत्पन्न करता है।
4. सौर लालटेन (Solar lantern) में कितने वाट की ट्यूब होती है और उसका इन्वर्टर/चोक किस आवृत्ति (Frequency) पर कार्य करता है?
(A) 100 W बल्ब, 50 Hz
(B) 5 W ट्यूब, 30 kHz से अधिक आवृत्ति पर
(C) 40 W ट्यूब, 10 Hz पर
(D) 1 W LED, 5 Hz पर
उत्तर एवं व्याख्या देखें (Show Answer & Explanation)
सही उत्तर (Answer): (B) 5 W ट्यूब, 30 kHz से अधिक आवृत्ति पर
वैज्ञानिक व्याख्या (Explanation): सोलर लालटेन में 5 वाट की ट्यूब होती है जो 30 kHz से ऊपर कार्य करने वाले विशेष फ्रीक्वेंसी चोक/इन्वर्टर से चलती है।
5. 1 × 11 W CFL लैंप वाली सौर स्ट्रीट लाइट के लिए पीवी मॉड्यूल और बैटरी की मानक क्षमता क्या होती है?
(A) 20 Wp पैनल और 6V/10Ah बैटरी
(B) 74 Wp पैनल और 12V / 75Ah बैटरी
(C) 120 Wp पैनल और 12V / 100Ah बैटरी
(D) 500 Wp पैनल और 24V / 200Ah बैटरी
उत्तर एवं व्याख्या देखें (Show Answer & Explanation)
सही उत्तर (Answer): (B) 74 Wp पैनल और 12V / 75Ah बैटरी
वैज्ञानिक व्याख्या (Explanation): 1 × 11 W CFL स्ट्रीट लाइट हेतु 74 Wp पीवी मॉड्यूल व 12V/75Ah बैटरी तथा 2 × 11 W CFL हेतु 120 Wp मॉड्यूल व 12V/100Ah बैटरी लगती है।
6. सौर फोटोवोल्टिक स्प्रेयर (Solar PV Sprayer) में लगे सोलर पैनल और बैटरी की क्षमता क्या होती है?
(A) 20 W सोलर पैनल और 12 V DC बैटरी
(B) 75 W सोलर पैनल और 40 AH बैटरी
(C) 1200 W पैनल और कोई बैटरी नहीं
(D) 5 W पैनल और 6 V बैटरी
उत्तर एवं व्याख्या देखें (Show Answer & Explanation)
सही उत्तर (Answer): (A) 20 W सोलर पैनल और 12 V DC बैटरी
वैज्ञानिक व्याख्या (Explanation): सोलर पीवी स्प्रेयर में 20 W क्षमता का सोलर पैनल, 12V DC बैटरी, DC मोटर, पंप और कीटनाशक टैंक होता है।
7. सौर ऊर्जा चालित विद्युत बाड़ (Solar powered electric fence) में प्रयुक्त सोलर पैनल, बैटरी और एनर्जाइज़र आउटपुट वोल्टेज के मानक क्या हैं?
(A) 20 W पैनल, 6V बैटरी, 220 V
(B) 75 W पैनल, 12V/40AH बैटरी, 10,000 वोल्ट तक
(C) 500 W पैनल, 24V बैटरी, 440 V
(D) 5 W पैनल, 12V बैटरी, 100 V
उत्तर एवं व्याख्या देखें (Show Answer & Explanation)
सही उत्तर (Answer): (B) 75 W पैनल, 12V/40AH बैटरी, 10,000 वोल्ट तक
वैज्ञानिक व्याख्या (Explanation): सोलर इलेक्ट्रिक फेंस में 75W पैनल 12V, 40AH बैटरी को चार्ज करता है और एनर्जाइज़र इसे 10,000 वोल्ट तक के उच्च वोल्टेज पल्स में बदलता है।
8. दिए पुराने model के वर्णन में, सौर विद्युत बाड़ में लगातार कितने झटकों (Consecutive shocks) के बाद सिस्टम स्वतः ट्रिप हो जाता है और हूटर बजने लगता है?
(A) 2 झटकों के बाद
(B) 5 झटकों के बाद
(C) 10 झटकों के बाद
(D) 100 झटकों के बाद
उत्तर एवं व्याख्या देखें (Show Answer & Explanation)
सही उत्तर (Answer): (C) 10 झटकों के बाद
वैज्ञानिक व्याख्या (Explanation): पशु की मृत्यु रोकने के लिए लगातार 10 झटकों (10 consecutive shocks) के बाद सिस्टम ट्रिप हो जाता है और हूटर बज उठता है।
9. दिए पुराने source में electric-fence energizer के लिए कौन-सा IS reference उद्धृत है? (Current compliance अलग verify करें।)
(A) IS 302-1 (1979)
(B) IS 9001 (2000)
(C) IS 14500
(D) IS 101-2
उत्तर एवं व्याख्या देखें (Show Answer & Explanation)
सही उत्तर (Answer): (A) IS 302-1 (1979)
वैज्ञानिक व्याख्या (Explanation): सुरक्षा के लिए इलेक्ट्रिक फेंस एनर्जाइज़र IS 302-1 (1979) के अनुसार होना चाहिए।
10. 7 पंक्तियों वाली (7 rows) सौर विद्युत बाड़ की प्रति रनिंग मीटर औसत लागत कितनी आती है (पारंपरिक चैनल बाड़ ₹950/m की तुलना में)?
(A) ₹ 100 / मीटर
(B) ₹ 396 / मीटर
(C) ₹ 950 / मीटर
(D) ₹ 1500 / मीटर
उत्तर एवं व्याख्या देखें (Show Answer & Explanation)
सही उत्तर (Answer): (B) ₹ 396 / मीटर
वैज्ञानिक व्याख्या (Explanation): 7 कतारों वाली सोलर फेंस की औसत लागत ₹396/मीटर आती है, जबकि चैनल लिंक्ड बाड़ की लागत ₹950/मीटर होती है।

16 अति-लघु, लघु एवं दीर्घ उत्तरीय प्रश्न व वन-लाइनर्स (Exam Question Bank)

(A) 5 महत्वपूर्ण वन-लाइनर्स (5 Important Exam One-Liners)

  1. वाणिज्यिक सिंगल-क्रिस्टल सिलिकॉन मॉड्यूल की दक्षता 15–20% तथा गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) की दक्षता 25–30% होती है।
  2. अक्रिस्टलीय सिलिकॉन (a-Si) की प्रकाश अवशोषकता सिंगल-क्रिस्टल सिलिकॉन से 40 गुना अधिक होती है (मोटाई मात्र 1 µm)।
  3. सोलर लालटेन में 5 W की ट्यूब (>30 kHz इन्वर्टर) तथा सोलर पीवी स्प्रेयर में 20 W का पैनल व 12 V DC बैटरी होती है।
  4. सोलर इलेक्ट्रिक फेंस में 75 W पैनल, 12V/40AH बैटरी और 10,000 V का स्पंदित एनर्जाइज़र (IS 302-1) होता है।
  5. 7 कतारों वाली सोलर फेंस की लागत ₹396/मीटर आती है और लगातार 10 झटकों के बाद सिस्टम स्वतः ट्रिप होकर हूटर बजाता है।

(B) 5 अति-लघु उत्तरीय प्रश्न (5 Very Short Answer Questions)

1. फोटोवोल्टिक प्रणाली में ‘BOS’ का पूर्ण रूप क्या है और इसमें क्या शामिल होता है?
उत्तर: BOS = Balance of System; इसमें पीवी मॉड्यूल के अलावा सपोर्ट स्ट्रक्चर, वायरिंग, स्टोरेज बैटरी और रूपांतरण उपकरण (इन्वर्टर) शामिल होते हैं।
2. अंतरिक्ष अनुप्रयोगों (Space applications) और सांद्रक प्रणालियों के लिए कौन-सा अर्धचालक पदार्थ आदर्श माना जाता है?
उत्तर: गैलियम आर्सेनाइड (Gallium Arsenide – GaAs), क्योंकि इसकी दक्षता उच्च (25–30%) होती है तथा यह उच्च ताप और विकिरण क्षति के प्रति प्रतिरोधी है।
3. सौर पीवी वाटर पंपिंग सिस्टम में सामान्यतः स्टोरेज बैटरी क्यों नहीं लगाई जाती?
उत्तर: क्योंकि बैटरी लगाने के बजाय दिन में पंप किए गए पानी को रात में उपयोग हेतु सीधे स्टोरेज टैंकों (Water storage tanks) में संचित किया जा सकता है जो अधिक सस्ता व टिकाऊ है।
4. पाउडर रूप में कीटनाशकों के भुरकाव हेतु प्रयुक्त सौर पीवी डस्टर (Solar PV Duster) में किस प्रकार का ब्लोअर लगा होता है?
उत्तर: इम्पेलर प्रकार का अपकेंद्रीय ब्लोअर (Impeller type centrifugal blower)।
5. सोलर सेल बनाने में प्रयुक्त दो पॉलीक्रिस्टलाइन अर्धचालक यौगिकों के नाम लिखिए।
उत्तर: (1) कैडमियम टेल्यूराइड (Cadmium Telluride) और (2) कॉपर इंडियम डाइसेलेनाइड (Copper Indium Diselenide)।

(C) 5 लघु उत्तरीय प्रश्न (5 Short Answer Questions)

1. फोटोवोल्टिक प्रभाव (Photovoltaic Effect) क्या है? सोलर सेल में सूर्य के प्रकाश से विद्युत धारा कैसे उत्पन्न होती है?
उत्तर: पीवी सेल द्वारा सूर्य के प्रकाश को सीधे विद्युत में बदलने की भौतिक प्रक्रिया को फोटोवोल्टिक प्रभाव कहते हैं। जब सूर्य का प्रकाश अर्धचालक पीवी सेल पर पड़ता है, तो अवशोषित प्रकाश के फोटॉन सेल के परमाणुओं से इलेक्ट्रॉनों को विस्थापित (Dislodge) कर देते हैं। मुक्त इलेक्ट्रॉन सेल में गति करते हुए होल्स बनाते और भरते हैं। सेल के ऊपर और नीचे धातु संपर्क लगाकर इस इलेक्ट्रॉन प्रवाह को विद्युत धारा के रूप में बाहर प्राप्त कर लिया जाता है।
2. क्रिस्टलीय सिलिकॉन (c-Si), गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) और अक्रिस्टलीय सिलिकॉन (a-Si) सोलर सेलों की तुलना कीजिए।
उत्तर: क्रिस्टलीय सिलिकॉन में 200–300 µm मोटा वेफर लगता है और इसकी वाणिज्यिक दक्षता 15–20% होती है। गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) में उच्च अवशोषकता के कारण केवल कुछ माइक्रोमीटर मोटी परत लगती है, इसकी दक्षता 25–30% होती है और यह उच्च ताप व अंतरिक्ष के लिए आदर्श है। अक्रिस्टलीय सिलिकॉन (a-Si) की प्रकाश अवशोषकता सिंगल-क्रिस्टल सिलिकॉन से 40 गुना अधिक होती है, अतः मात्र 1 µm की पतली परत लगती है और यह कैलकुलेटर जैसे उपभोक्ता उत्पादों में प्रयुक्त होता है।
3. सौर लालटेन (Solar Lantern) और सौर स्ट्रीट लाइट (Solar Street Light) के मुख्य घटक व तकनीकी विनिर्देश लिखिए।
उत्तर: सोलर लालटेन में 4 घटक—सोलर मॉड्यूल, SMF बैटरी, कंट्रोल सर्किट और 5W लैंप (>30 kHz इन्वर्टर चालित)—होते हैं जो प्रति रात 2–3 घंटे रोशनी देते हैं। सोलर स्ट्रीट लाइट में 1×11W CFL लैंप के लिए 74 Wp पीवी मॉड्यूल व 12V/75Ah बैटरी तथा 2×11W CFL लैंप के लिए 120 Wp पीवी मॉड्यूल व 12V/100Ah बैटरी का उपयोग होता है।
4. सौर पीवी जल पंपन प्रणाली (Solar PV Water Pumping System) के घटक और चार प्रमुख विशेषताएँ लिखिए।
उत्तर: इसमें एक SPV पैनल/ऐरे सीधे वाटर पंप को चलाता है (AC सबमर्सिबल पंप में स्विच और 3-फेज इन्वर्टर के माध्यम से)। विशेषताएँ: (1) शोर और प्रदूषण रहित संचालन, (2) किसी ईंधन की आवश्यकता नहीं, (3) स्थापना, संचालन व रखरखाव में सरल, और (4) कम धूप की अवधि में भी इष्टतम आउटपुट देने में सक्षम।
5. सौर विद्युत बाड़ में controlled pulses के बावजूद safety precautions क्यों जरूरी हैं?
उत्तर: Energizer की pulse energy, timing, installation और earthing महत्वपूर्ण हैं। केवल high-voltage pulse का होना zero-risk safety सिद्ध नहीं करता। Manufacturer-approved setup और applicable compliance आवश्यक हैं; auto-trip/alarm features model-specific होते हैं।

(D) 3 दीर्घ उत्तरीय प्रश्न (3 Long Answer Questions)

1. सौर फोटोवोल्टिक (PV) तकनीक का सिद्धांत स्पष्ट करते हुए सोलर सेल निर्माण में प्रयुक्त विभिन्न अर्धचालक पदार्थों (c-Si, GaAs, a-Si, CdTe, CIS) तथा फ्लैट-प्लेट व सांद्रक पीवी प्रणालियों का विस्तृत वर्णन कीजिए।
उत्तर रूपरेखा एवं मुख्य बिंदु: फोटोवोल्टिक प्रभाव, सेल (0.5V, 1.5A, 0.75W) ➔ मॉड्यूल ➔ ऐरे, BOS तथा c-Si (200-300 µm, 15-20%), GaAs (कुछ µm, 25-30%), a-Si (1 µm, 40x अवशोषण), CdTe व CIS का तुलनात्मक वर्णन करें।
2. कृषि में सौर ऊर्जा चालित विद्युत बाड़ (Solar Powered Electric Fence) की आवश्यकता, तकनीकी विनिर्देशों (75W पैनल, 12V/40AH बैटरी, 10,000V एनर्जाइज़र), सुरक्षा तंत्र, लागत और रखरखाव का सविस्तार वर्णन कीजिए।
उत्तर रूपरेखा एवं मुख्य बिंदु: आवारा पशुओं व चोरी से बचाव, पारंपरिक चैनल बाड़ (₹950/m) बनाम 7-कतार सोलर बाड़ (₹396/m) लागत, 75W पैनल, 12V/40AH बैटरी, 10,000V एनर्जाइज़र (1-1.2s पल्स, 1 ms अवधि), 10 झटकों बाद ऑटो-ट्रिप व हूटर, IS 302-1 (1979) सुरक्षा मानक और रखरखाव बिंदुओं का विस्तार से वर्णन करें।
3. कृषि एवं ग्रामीण क्षेत्र में सौर फोटोवोल्टिक अनुप्रयोगों—सोलर पीवी वाटर पंपिंग सिस्टम (विभिन्न पंप विनिर्देशों सहित), सोलर स्प्रेयर, सोलर डस्टर, सोलर लालटेन एवं सोलर स्ट्रीट लाइट—पर विस्तृत निबंध लिखिए।
उत्तर रूपरेखा एवं मुख्य बिंदु: पाँचों पीवी उपकरणों के तकनीकी विनिर्देशों (पंप सारणी: बोरहोल 1200/800 Wp, सरफेस 840 Wp, रेसिप्रोकेटिंग 100m हेड, फ्लोटिंग 530/85 Wp; स्प्रेयर 20W/12V; डस्टर सेंट्रीफ्यूगल ब्लोअर; लालटेन 5W/>30kHz; स्ट्रीट लाइट 74Wp/120Wp) का पूर्ण विवरण प्रस्तुत करें।

आधार: उपयोगकर्ता द्वारा उपलब्ध AGENGG 311 notes। पुराने उपकरणों के model-specific data को वर्तमान सार्वभौमिक specification न मानें।

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