घर के लिए सौर ऊर्जा: प्रकार और फायदे
फोटोवोल्टिक या तापीय ऊर्जा? उनके बीच अंतर के बारे में सब कुछ समझें और अपने मामले के लिए सबसे उपयुक्त प्रकार खोजें
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तेल और कोयले व्यापक रूप से ऊर्जा स्रोत हैं, लेकिन अत्यधिक प्रदूषणकारी हैं। इस प्रकार, ऊर्जा दक्षता और ग्रह पर कम प्रभावों को एकजुट करने के लिए, अक्षय ऊर्जा के उपयोग की मांग तेजी से बढ़ रही है। इस माहौल में, सौर ऊर्जा बाहर खड़ी हो गई है और व्यापार क्षेत्र और आवासीय प्रणालियों में उत्पादन के लिए तेजी से खोज की जा रही है।
सौर ऊर्जा क्या है?
सौर ऊर्जा विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा है जिसका स्रोत सूर्य है। इस कारण से, इसे एक स्थायी और स्वच्छ ऊर्जा स्रोत माना जाता है, जो किट घटकों से परे अपशिष्ट का उत्पादन नहीं करता है और ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करने के मामले में पर्यावरणीय लाभ भी लाता 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 (मुख्य रूप से बिजली संयंत्रों में उपयोग किया जाता है और इसलिए, चर्चा नहीं की जाएगी); और फोटोवोल्टिक, जिसमें सौर विकिरण सीधे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है। सौर तापीय ऊर्जा, बदले में, विद्युत चुम्बकीय विकिरण के कब्जे के माध्यम से प्राप्त की जाती है, इसके बाद गर्मी में, यानी तापीय ऊर्जा में इसका परिवर्तन होता है। इसके साथ यह आवासीय, भवन और वाणिज्यिक प्रणालियों में जल तापन प्रदान करता है।
नीचे आप घरों के लिए दो मुख्य प्रकार की सौर ऊर्जा के बीच विशेषताओं और अंतरों का सारांश पा सकते हैं: फोटोवोल्टिक ऊर्जा और थर्मल ऊर्जा।
फोटोवोल्टिक
फोटोवोल्टिक ऊर्जा की अवधारणा एक अपरंपरागत तरीके से विद्युत ऊर्जा का उत्पादन है, अर्थात सौर विकिरण के माध्यम से, थर्मल ऊर्जा चरण से गुजरे बिना।
साथ ही हेलियोथर्मिक में, फोटोवोल्टिक सौर ऊर्जा प्रणाली में कलेक्टरों (या सौर पैनल) के कई मॉडल होते हैं जो अधिक या कम ऊर्जा दक्षता पेश करते हैं। सबसे आम मोनोक्रिस्टलाइन, पॉलीक्रिस्टलाइन और पतली फिल्म हैं।
एक फोटोवोल्टिक ऊर्जा प्रणाली के मुख्य घटक पैनल, सहायक संरचना, चार्ज नियंत्रक, इनवर्टर और बैटरी हैं।
यह सुनिश्चित करने के लिए याद रखें कि उपयोग किए गए घटक राष्ट्रीय मेट्रोलॉजी, गुणवत्ता और प्रौद्योगिकी संस्थान (इनमेट्रो) द्वारा प्रमाणित हैं, जिसने 2014 में अध्यादेश संख्या 357 को उत्पादन उपकरण के लिए नियम स्थापित करने के उद्देश्य से लागू किया था। फोटोवोल्टिक।
लौटाने का समय परिवर्तनशील है और संपत्ति की ऊर्जा की मात्रा पर निर्भर करता है। इसके बावजूद, होम सिस्टम का लाभ इस बात से संबंधित है कि उपयोगकर्ता कितना बचा सकता है: एक बार भुगतान का समय पूरा हो जाने के बाद, ऊर्जा बिल का भुगतान करने की आवश्यकता नहीं होगी।
यह काम किस प्रकार करता है?
सौर पैनल या पैनल फोटोवोल्टिक कोशिकाओं से बने सूक्ष्म ऊर्जा उत्पादन प्रणाली हैं। पैनलों का एक सेट एक सौर मॉड्यूल बनाता है। फोटोवोल्टिक सेल सिलिकॉन जैसे अर्धचालक पदार्थों से बने होते हैं। जब एक प्लेट सेल प्रकाश के संपर्क में आता है और उसकी ऊर्जा को पकड़ लेता है, तो प्रबुद्ध सामग्री में इलेक्ट्रॉनों का हिस्सा फोटॉन (सूर्य के प्रकाश में मौजूद ऊर्जा कण) को अवशोषित करता है।
अर्धचालक द्वारा मुक्त इलेक्ट्रॉनों को प्रवाह में ले जाया जाता है जब तक कि वे एक विद्युत क्षेत्र द्वारा खींचे नहीं जाते हैं, जो इन अर्धचालक पदार्थों के बीच मौजूद विद्युत संभावित अंतर से सामग्री के जंक्शन क्षेत्र में बनता है। फिर मुक्त इलेक्ट्रॉनों को सौर सेल से निकाल लिया जाता है और विद्युत ऊर्जा के रूप में उपयोग करने के लिए उपलब्ध कराया जाता है।
हेलियोथर्मल प्रणाली के विपरीत, फोटोवोल्टिक प्रणाली को इसके संचालन 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 सूर्य के प्रकाश के परावर्तन की घटना के कारण पूरी तरह से खुले आकाश के दिनों की तुलना में अधिक 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। वर्तमान में, सबसे कुशल सेल लगभग 25% दक्षता प्रदान करते हैं।
पर्यावरण मंत्रालय के अनुसार, वर्तमान में, सरकार ग्रामीण और अलग-थलग समुदायों की ऊर्जा मांगों को पूरा करने के लिए फोटोवोल्टिक ऊर्जा उत्पादन परियोजनाओं का विकास कर रही है। ये परियोजनाएं जैसे क्षेत्रों पर ध्यान केंद्रित करती हैं:
- घरेलू आपूर्ति के लिए पम्पिंग पानी;
- सिंचाई और मछली पालन;
- सड़क प्रकाश;
- सामूहिक उपयोग के लिए सिस्टम (स्कूलों, स्वास्थ्य चौकियों और सामुदायिक केंद्रों का विद्युतीकरण);
- घर की देखभाल।
दो अलग-अलग प्रकार के फोटोवोल्टिक सिस्टम भी हैं: जो ग्रिड से जुड़े हैं (ग्रिड पर या ग्रिड से बंधी प्रणाली) या नेटवर्क से अलग-थलग (तरीके से अलग या स्वरोजगार)। उनके बीच मुख्य अंतरों में से एक किट की संरचना है, क्योंकि पहले में ऊर्जा भंडारण उपकरण नहीं होते हैं, अर्थात इसमें बैटरी और चार्ज नियंत्रक के उपयोग की आवश्यकता नहीं होती है। उनके बीच एक और महत्वपूर्ण अंतर यह है कि पहले को पारंपरिक बिजली वितरण नेटवर्क से जोड़ा जाना चाहिए, जबकि दूसरा अधिक दूरस्थ क्षेत्रों में स्थापित किया जा सकता है।
ग्रिड से जुड़े सिस्टम के लिए, कानून 10,438/02 उन लोगों को ऊर्जा क्रेडिट के रूप में आर्थिक लाभ प्रदान करता है जो अपने घर में मांग से अधिक ऊर्जा का उत्पादन करते हैं, यानी भुगतान से संबंधित धन में तत्काल बचत उन महीनों के लिए बिजली बिल का जब आवास जरूरत से कम ऊर्जा उत्पन्न करता है।
दुर्भाग्य से, ब्राजील में इस प्रकार की ऊर्जा के लिए अभी भी कुछ प्रोत्साहन और वित्तपोषण लाइनें हैं, जिनका उपयोग करना अभी भी मुश्किल है और इनकी प्रयोज्यता बहुत कम है। यह उम्मीद की जाती है कि फोटोवोल्टिक ऊर्जा प्रणालियों की खपत में वृद्धि के साथ, आम आवास के लिए अधिक लागू और सुलभ प्रोत्साहन सामने आएंगे।
थर्मल शोषण
सौर विकिरण का लाभ उठाने का दूसरा तरीका थर्मल हीटिंग है। थर्मल हीटिंग कलेक्टरों द्वारा सूरज की रोशनी के अवशोषण की प्रक्रिया के माध्यम से किया जा सकता है, जो आम तौर पर इमारतों, कॉन्डोमिनियम और आवासों की छतों पर स्थापित होते हैं।
चूंकि पृथ्वी की सतह पर सौर विकिरण की घटना कम है, इसलिए कुछ वर्ग मीटर संग्राहक स्थापित करना आवश्यक है। प्रत्येक कलेक्टर मॉडल (जो खुली योजना, बंद, या वैक्यूम ट्यूबलर हो सकता है) में एक विशिष्ट ऊर्जा दक्षता होती है, और विशिष्ट तापमान पर पानी गर्म कर सकती है। इसलिए, गर्म पानी के इच्छित उपयोग के आधार पर हमेशा एक अधिक उपयुक्त मॉडल होता है (जो स्नान, स्विमिंग पूल, अंतरिक्ष हीटिंग, दूसरों के बीच में हो सकता 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 वाणिज्यिक क्षेत्र से भी रुचि है, जैसे कि सार्वजनिक भवन, अस्पताल, रेस्तरां, होटल और अन्य कंपनियां।
सौर तापीय ऊर्जा में निवेश पर लौटाने का समय अलग-अलग होता है, आमतौर पर 18 से 36 महीनों के बीच के अंतराल में। सौर हीटर का उपयोगी जीवन लगभग 240 महीने होने का अनुमान है, जिससे प्रणाली बहुत फायदेमंद और किफायती हो जाती है।
यह काम किस प्रकार करता है?
थर्मल उपयोग का कार्य सिद्धांत सरल है: पैनल की सतह में तांबे या एल्यूमीनियम से बने पंख होते हैं, जो आमतौर पर सौर विकिरण के अधिक अवशोषण के लिए गहरे रंग में चित्रित होते हैं। इस प्रकार, ये पंख सौर विकिरण को पकड़ लेते हैं और इसे गर्मी में बदल देते हैं। गर्मी को पैनलों (आमतौर पर पानी) के अंदर मौजूद तरल पदार्थ द्वारा अवशोषित किया जाता है, जिसे तब गर्म पानी की टंकी (थर्मल जलाशय या बॉयलर) तक पहुंचने तक इंसुलेटेड पाइपों के माध्यम से पंप करके ले जाया जाता है।
गर्म पानी की टंकी इंसुलेटिंग सामग्री से बनी होती है, जो पानी को ठंडा होने से रोकती है और बिना धूप के भी सुखद तापमान पर इसकी आपूर्ति करने देती है।
सौर ऊर्जा के पक्ष और विपक्ष क्या हैं?
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 इसके लिए कम व्यापक क्षेत्रों की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, सौर ऊर्जा में त्वरित, त्वरित स्थापना और पूरी तरह से मूक प्रणाली 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। के अनुसार ग्रीन बिल्डिंग काउंसिल (GBC Brasil), सौर ऊर्जा स्थापित करने का एक अन्य लाभ अचल संपत्ति मूल्यांकन है (टिकाऊ संपत्ति 30% तक बढ़ जाती है)।
फोटोवोल्टिक ऊर्जा के मामले में, सबसे अधिक बार उल्लेख किया गया नुकसान इसका कार्यान्वयन है, जो अभी भी अपेक्षाकृत महंगा है। लागत के अलावा, प्रक्रिया की कम दक्षता भी होती है, जो 15% से 25% तक भिन्न होती है। हालांकि, फोटोवोल्टिक प्रणाली की उत्पादन श्रृंखला में विचार करने के लिए एक और अत्यंत महत्वपूर्ण बिंदु, फोटोवोल्टिक कोशिकाओं, सिलिकॉन के निर्माण में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले कच्चे माल के कारण होने वाला सामाजिक और पर्यावरणीय प्रभाव 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 बीमारियों के विकास से बचने के लिए श्रमिकों को अच्छी काम करने की स्थिति प्रदान की जाए। इंटरनेशनल एजेंसी फॉर रिसर्च ऑन कैंसर (IARC) बताती है कि क्रिस्टलीय सिलिका कार्सिनोजेनिक है और लंबे समय तक साँस 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 उचित रूप से निपटाया जाना चाहिए, क्योंकि वे संभावित विषाक्तता पेश करते हैं; और फोटोवोल्टिक पैनलों का पुनर्चक्रण अब तक संतोषजनक स्तर पर नहीं पहुंचा है।
एक अन्य महत्वपूर्ण बिंदु यह है कि, ब्राजील धात्विक सिलिकॉन का एक बड़ा उत्पादक होने के बावजूद, सौर स्तर पर सिलिकॉन के शुद्धिकरण की तकनीक अभी भी विकास के चरण में 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 कीमतों में कमी के साथ, और संपूर्ण उत्पादन प्रक्रिया को शामिल करने वाली प्रौद्योगिकियों में सुधार के लिए अनुसंधान में निवेश के साथ आर्थिक रूप से व्यवहार्य हो जाएगी।
