सौर ऊर्जा: यह क्या है, फायदे और नुकसान
समझें कि सौर ऊर्जा क्या है, प्रत्येक प्रकार के अंतरों को जानें और जानें कि कौन सा सबसे अधिक फायदेमंद है
सौर ऊर्जा क्या है?
सौर ऊर्जा विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा है जिसका स्रोत सूर्य है। इसे थर्मल या विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है और विभिन्न उपयोगों के लिए लागू किया जा सकता है। सौर ऊर्जा का उपयोग करने के दो मुख्य तरीके बिजली उत्पादन और सौर जल तापन हैं।
विद्युत ऊर्जा के उत्पादन के लिए, दो प्रणालियों का उपयोग किया जाता है: हेलियोथर्मल, जिसमें विकिरण को पहले तापीय ऊर्जा में और बाद में विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है; और फोटोवोल्टिक, जिसमें सौर विकिरण सीधे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है।
हेलियोथर्मल ऊर्जा या केंद्रित सौर ऊर्जा (सीएसपी)
खान और ऊर्जा मंत्रालय के अनुसार, ब्राजील में हाइड्रोलिक ऊर्जा पर आधारित अपने विद्युत मैट्रिक्स का लगभग 70% है, और हाल ही में अन्य ऊर्जा स्रोत, जैसे कि बायोमास, पवन और परमाणु, को प्रोत्साहन मिल रहा है।
- जल विद्युत क्या है?
प्रतिकूल हाइड्रोलॉजिकल परिस्थितियों को देखते हुए, लंबे समय तक सूखे की अवधि के साथ, हेलियोथर्मल ऊर्जा खुद को एक विकल्प के रूप में प्रस्तुत करती है। इससे भी अधिक यदि हम मानते हैं कि शुष्क अवधि कम बादल हस्तक्षेप और अधिक तीव्र सौर विकिरण के कारण बढ़ी हुई सौर क्षमता से जुड़ी है।
संग्राहक कई प्रकार के होते हैं और उपयुक्त प्रकार का चुनाव आवेदन पर निर्भर करता है। सबसे अधिक उपयोग किया जाता है: परवलयिक सिलेंडर, केंद्रीय टॉवर और परवलयिक डिस्क।
यह काम किस प्रकार करता है?
हेलियोथर्मल सौर ऊर्जा संग्राहक ऐसे उपकरण हैं जो सौर विकिरण को पकड़ते हैं और इसे गर्मी में परिवर्तित करते हैं, इस गर्मी को एक तरल पदार्थ (वायु, पानी या तेल, सामान्य रूप से) में स्थानांतरित करते हैं। संग्राहकों में एक परावर्तक सतह होती है, जो प्रत्यक्ष विकिरण को उस फोकस की ओर निर्देशित करती है, जहां एक रिसीवर स्थित होता है। एक बार गर्मी अवशोषित हो जाने के बाद, द्रव रिसीवर के माध्यम से बहता है।
फोटोवोल्टिक सौर ऊर्जा
फोटोवोल्टिक सौर ऊर्जा वह है जिसमें सौर विकिरण सीधे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है, बिना तापीय ऊर्जा चरण से गुजरे (जैसा कि यह हेलियोथर्मल सिस्टम में होगा)।
यह काम किस प्रकार करता है?
फोटोवोल्टिक सेल (या सौर ऊर्जा सेल) सेमीकंडक्टर सामग्री (आमतौर पर सिलिकॉन) से बने होते हैं। जब कोशिका प्रकाश के संपर्क में आती है, तो प्रबुद्ध सामग्री में इलेक्ट्रॉनों का हिस्सा फोटॉन (सूर्य के प्रकाश में मौजूद ऊर्जा कण) को अवशोषित करता है।
अर्धचालक द्वारा मुक्त इलेक्ट्रॉनों का परिवहन तब तक किया जाता है जब तक कि वे एक विद्युत क्षेत्र द्वारा खींचे नहीं जाते। यह विद्युत क्षेत्र इन अर्धचालक पदार्थों के बीच विद्यमान विद्युत विभवान्तर द्वारा, पदार्थों के जंक्शन क्षेत्र में बनता है। सौर ऊर्जा कोशिकाओं से मुक्त इलेक्ट्रॉन निकाले जाते हैं और विद्युत ऊर्जा के रूप में उपयोग के लिए उपलब्ध होते हैं।
हेलियोथर्मल प्रणाली के विपरीत, फोटोवोल्टिक प्रणाली को काम करने के लिए उच्च सौर विकिरण की आवश्यकता नहीं होती है। हालांकि, उत्पन्न ऊर्जा की मात्रा बादलों के घनत्व पर निर्भर करती है, इसलिए बादलों की कम संख्या के परिणामस्वरूप पूरी तरह से खुले आकाश के दिनों की तुलना में कम बिजली उत्पादन हो सकता है।
रूपांतरण दक्षता को सेल की सतह पर सौर विकिरण घटना के अनुपात से मापा जाता है जिसे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। आमतौर पर, सबसे कुशल कोशिकाएं 25% दक्षता प्रदान करती हैं।
पर्यावरण मंत्रालय के अनुसार, सरकार ग्रामीण और पृथक समुदायों की ऊर्जा मांगों को पूरा करने के लिए फोटोवोल्टिक सौर ऊर्जा उत्पादन परियोजनाओं का विकास करती है। ये परियोजनाएं कुछ क्षेत्रों पर ध्यान केंद्रित करती हैं जैसे: घरेलू आपूर्ति, सिंचाई और मछली पालन के लिए पानी पंप करना; सड़क प्रकाश; सामूहिक उपयोग के लिए सिस्टम (स्कूलों, स्वास्थ्य चौकियों और सामुदायिक केंद्रों का विद्युतीकरण); घर की देखभाल।
थर्मल शोषण
सौर विकिरण का उपयोग करने का दूसरा तरीका थर्मल हीटिंग है। सौर ऊर्जा से थर्मल हीटिंग कलेक्टरों द्वारा सूर्य के प्रकाश के अवशोषण की प्रक्रिया के माध्यम से किया जा सकता है, जो आमतौर पर इमारतों और घरों की छतों (सौर पैनल के रूप में जाना जाता है) पर स्थापित होते हैं।
चूंकि पृथ्वी की सतह पर सौर विकिरण की घटना कम है, इसलिए कुछ वर्ग मीटर संग्राहक स्थापित करना आवश्यक है।
राष्ट्रीय विद्युत ऊर्जा एजेंसी (अनील) के अनुसार, तीन से चार निवासियों के घर में गर्म पानी की आपूर्ति को पूरा करने के लिए 4 वर्ग मीटर कलेक्टरों की आवश्यकता होती है। हालांकि इस तकनीक की मांग मुख्य रूप से आवासीय है, लेकिन सार्वजनिक भवनों, अस्पतालों, रेस्तरां और होटलों जैसे अन्य क्षेत्रों से भी रुचि है।
यदि आप अपने घर में सौर ताप प्रणाली स्थापित करने में रुचि रखते हैं, तो घर पर सौर ऊर्जा स्थापित करने के लिए मार्गदर्शिका देखें।
सौर ऊर्जा के फायदे और नुकसान?
सौर ऊर्जा को ऊर्जा का अक्षय और अक्षय स्रोत माना जाता है। जीवाश्म ईंधन के विपरीत, सौर ऊर्जा से बिजली पैदा करने की प्रक्रिया सल्फर डाइऑक्साइड (SO2), नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOx) और कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) का उत्सर्जन नहीं करती है - ये सभी प्रदूषणकारी गैसें हैं जो मानव स्वास्थ्य पर हानिकारक प्रभाव डालती हैं और जो ग्लोबल वार्मिंग में योगदान करती हैं।
सौर ऊर्जा अन्य नवीकरणीय स्रोतों की तुलना में भी फायदेमंद है, जैसे कि हाइड्रोलिक्स, क्योंकि इसमें जलविद्युत शक्ति की तुलना में कम व्यापक क्षेत्रों की आवश्यकता होती है।
ब्राजील में सौर ऊर्जा का प्रोत्साहन देश की क्षमता से उचित है, जिसमें घटना सौर विकिरण वाले बड़े क्षेत्र हैं और भूमध्य रेखा के करीब है।
पूर्वोत्तर ब्राजील के अर्ध-शुष्क क्षेत्र हेलियोथर्मल ऊर्जा के उत्पादन के लिए आदर्श हैं, क्योंकि वे उच्च सौर विकिरण और कम वर्षा की स्थितियों को पूरा करते हैं।
हालांकि, हेलियोथर्मल ऊर्जा का नुकसान यह है कि जलविद्युत संयंत्रों के रूप में बड़े क्षेत्रों की आवश्यकता नहीं होने के बावजूद, इसे अभी भी बड़े स्थान की आवश्यकता होती है। इसलिए, प्रत्यारोपण के लिए सबसे उपयुक्त स्थान का विश्लेषण करना महत्वपूर्ण है, क्योंकि वनस्पति को दबा दिया जाएगा। इसके अलावा, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, हेलियोथर्मल प्रणाली सभी क्षेत्रों के लिए उपयुक्त नहीं है, क्योंकि इसे काफी आंतरायिक माना जाता है।
उच्च विकिरण की गैर-निर्भरता फोटोवोल्टिक प्रणाली का एक बड़ा लाभ है, जो इसके विकल्प होने में योगदान देता है।
फोटोवोल्टिक ऊर्जा के मामले में, सबसे अधिक उल्लिखित नुकसान उच्च कार्यान्वयन लागत और प्रक्रिया की कम दक्षता है, जो 15% से 25% तक है।
हालांकि, फोटोवोल्टिक प्रणाली की उत्पादन श्रृंखला में विचार करने के लिए एक और अत्यंत महत्वपूर्ण बिंदु कच्चे माल के कारण होने वाला सामाजिक और पर्यावरणीय प्रभाव है जो आमतौर पर फोटोवोल्टिक कोशिकाओं, सिलिकॉन की रचना के लिए उपयोग किया जाता है।
सिलिकॉन खनन, किसी भी अन्य खनन गतिविधि की तरह, निष्कर्षण क्षेत्र की मिट्टी और भूजल पर प्रभाव डालता है। इसके अलावा, यह आवश्यक है कि काम की दुर्घटनाओं और व्यावसायिक रोगों के विकास से बचने के लिए श्रमिकों को अच्छी व्यावसायिक स्थिति प्रदान की जाए। इंटरनेशनल एजेंसी फॉर रिसर्च ऑन कैंसर (IARC) ने एक रिपोर्ट में बताया है कि क्रिस्टलीय सिलिका कार्सिनोजेनिक है और लंबे समय तक सांस लेने पर फेफड़ों के कैंसर का कारण बन सकती है।
विज्ञान और प्रौद्योगिकी मंत्रालय की रिपोर्ट फोटोवोल्टिक प्रणाली से संबंधित दो अन्य महत्वपूर्ण बिंदुओं को इंगित करती है: पैनलों के निपटान को ठीक से निपटाया जाना चाहिए, क्योंकि उनमें विषाक्तता की संभावना है; और फोटोवोल्टिक पैनलों का पुनर्चक्रण अब तक संतोषजनक स्तर पर नहीं पहुंचा है।
एक अन्य महत्वपूर्ण बिंदु यह है कि, ब्राजील दुनिया में धातु सिलिकॉन का दूसरा सबसे बड़ा उत्पादक होने के बावजूद, चीन के बाद दूसरा, सौर स्तर पर सिलिकॉन के शुद्धिकरण की तकनीक अभी भी विकास के चरण में है। हाल ही में पहचानी गई समस्या, विशेष रूप से हेलियोथर्मिक पौधों में, इस क्षेत्र से गुजरने वाले पक्षियों का अनजाने में जलना है।
इसलिए, नवीकरणीय होने और गैसों का उत्सर्जन न करने के बावजूद, सौर ऊर्जा अभी भी तकनीकी और आर्थिक बाधाओं का सामना कर रही है। आशाजनक होने के बावजूद, सौर ऊर्जा केवल सार्वजनिक और निजी क्षेत्रों के बीच सहयोग के साथ, और सिलिकॉन के शुद्धिकरण से फोटोवोल्टिक कोशिकाओं के निपटान तक, उत्पादन प्रक्रिया को शामिल करने वाली प्रौद्योगिकियों में सुधार के लिए अनुसंधान में निवेश के साथ आर्थिक रूप से व्यवहार्य हो जाएगी।
