🤟🏽 🐎 👩🏻‍🎤 सौर ऊर्जा एक विशाल, अटूट और स्वच्छ संसाधन है। 👩🏻‍💻 🎭 🏴

सौर ऊर्जा उत्पादन जीवाश्म ईंधन से बिजली, वायु और जल प्रदूषण के बिना, वैश्विक पर्यावरण प्रदूषण की अनुपस्थिति और हमारे सार्वजनिक स्वास्थ्य के लिए किसी भी खतरे के बिना बिजली का एक स्वच्छ विकल्प है। पृथ्वी पर केवल 18 दिनों के सूरज में ऊर्जा की एक ही मात्रा होती है जो ग्रह के कोयला, तेल और प्राकृतिक गैस के सभी भंडार में संग्रहीत होती है। वायुमंडल के बाहर, सौर ऊर्जा में लगभग 1300 वाट प्रति वर्ग मीटर होता है। इसके वायुमंडल में पहुँचने के बाद, इस प्रकाश का लगभग एक तिहाई भाग वापस अंतरिक्ष में परावर्तित हो जाता है, जबकि शेष पृथ्वी की सतह पर चलते रहते हैं।

ग्रह की पूरी सतह पर स्थित, एक वर्ग मीटर प्रति दिन 4.2 किलोवाट-घंटे ऊर्जा एकत्र करता है, या प्रति वर्ष लगभग प्रति बैरल तेल के बराबर अनुमानित ऊर्जा। बहुत शुष्क हवा और थोड़ा बादल कवर के साथ रेगिस्तान, वर्ष के दौरान औसतन प्रति वर्ग मीटर प्रति दिन 6 किलोवाट से अधिक घंटे प्राप्त कर सकते हैं।

सौर ऊर्जा को विद्युत में परिवर्तित करना

फोटोवोल्टिक (पीवी) पैनल और सूर्य के प्रकाश पर कब्जा करने वाली वस्तुओं की सौर ऊर्जा (सीएसपी) की एकाग्रता इसे प्रयोग करने योग्य बिजली में बदल सकती है। पीवी की छतें संयुक्त राज्य के लगभग हर हिस्से में सौर ऊर्जा को व्यवहार्य बनाती हैं। लॉस एंजिल्स या फीनिक्स जैसे धूप वाले स्थानों में, एक 5 किलोवाट सिस्टम प्रति वर्ष औसतन 7,000 से 8,000 किलोवाट घंटे उत्पन्न करता है, जो कि एक सामान्य अमेरिकी घर से बिजली का उपयोग करने के लिए लगभग बराबर है।

2015 में, लगभग 800,000 फोटोवोल्टिक प्रणालियों को पूरे संयुक्त राज्य में छतों पर स्थापित किया गया था। बड़े पैमाने पर पीवी परियोजनाएं सूर्य के प्रकाश को बिजली में बदलने के लिए फोटोवोल्टिक पैनलों का उपयोग करती हैं। इन परियोजनाओं में अक्सर सैकड़ों मेगावाट की सीमा में आउटपुट होते हैं, और ये लाखों सौर पैनल भूमि के एक बड़े क्षेत्र में स्थापित होते हैं।

सोलर पैनल कैसे काम करते हैं

सौर फोटोवोल्टिक (पीवी) पैनल उच्च, लेकिन आश्चर्यजनक रूप से सरल तकनीक पर आधारित हैं जो सीधे सूर्य के प्रकाश को बिजली में परिवर्तित करते हैं।

1839 में, फ्रांसीसी वैज्ञानिक एडमंड बेकरेल ने पाया कि कुछ सामग्री सूरज की रोशनी के साथ बिजली की चिंगारी का उत्सर्जन करेगी। शोधकर्ताओं ने पता लगाया है कि निकट भविष्य में फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव नामक इस संपत्ति का उपयोग किया जा सकता है; 1800 के अंत में सेलेनियम से पहला फोटोवोल्टिक (पीवी) सेल बनाया गया था। 1950 में, बेल लैब्स के वैज्ञानिकों ने प्रौद्योगिकी को संशोधित किया और, सौर कोशिकाओं में बने सिलिकॉन का उपयोग करते हुए, सूर्य की ऊर्जा को सीधे बिजली में परिवर्तित करने में सक्षम थे।

पीवी सेल घटक

पीवी सेल के सबसे महत्वपूर्ण घटक सेमीकंडक्टर सामग्री की दो परतें हैं, जो आमतौर पर सिलिकॉन क्रिस्टल से बनी होती हैं। खुद को सिलिकॉन का आकार देना विद्युत का अच्छा संवाहक नहीं है, इसलिए अशुद्धियों को जानबूझकर इसमें जोड़ा जाता है - एक प्रक्रिया जिसे डोपिंग चरण कहा जाता है।

सौर कोशिकाओं की निचली परत में आमतौर पर डोपेड बोरान होता है, जो सिलिकॉन के साथ मिलकर एक सकारात्मक चार्ज (p) बनाता है, जबकि फॉस्फोरस के साथ डोप की गई ऊपरी परत, सिलिकॉन के साथ मिलकर एक नकारात्मक चार्ज (n) बनाती है।

एन-लेयर से अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन अपने परमाणुओं को छोड़ सकते हैं, जबकि पी-परत इन इलेक्ट्रॉनों को पकड़ती है। प्रकाश की किरणें एन-लेयर के परमाणुओं से इलेक्ट्रॉनों को "नॉक आउट" करती हैं, जिसके बाद वे खाली स्थानों पर कब्जा करने के लिए पी-लेयर में उड़ जाते हैं। इस तरह, इलेक्ट्रॉन एक सर्कल में चलते हैं, पी-लेयर को छोड़ते हुए, भार से गुजरते हुए और एन-लेयर पर लौटते हैं।

सौर ऊर्जा से चलने वाले ड्रोन

प्रत्येक सेल बहुत कम ऊर्जा (कुछ वाट) उत्पन्न करते हैं, इसलिए उन्हें मॉड्यूल या पैनल में वर्गीकृत किया जाता है। तब पैनल अलग इकाइयों के रूप में उपयोग किए जाते हैं या बड़े सरणियों में समूहीकृत होते हैं।

सौर ऊर्जा के साथ विद्युत प्रणाली में स्विच करने से कई लाभ मिलते हैं।

सौर पैनलों की लागत तेजी से कम हो रही है (1970 -1 kWh में बिजली की मदद से उनकी लागत $ 60 उत्पन्न हुई, 1980 में - $ 1, अब -20-30 सेंट)। इसके कारण, सौर पैनलों की मांग प्रति वर्ष 25% बढ़ रही है, और बेची गई बैटरी की वार्षिक मात्रा (शक्ति में) 40WW से अधिक है। 70 के दशक के मध्य में प्रयोगशाला परिस्थितियों में 18% तक पहुंचने वाली सौर कोशिकाओं की दक्षता, वर्तमान में क्रिस्टलीय सिलिकॉन से बने तत्वों के लिए 28.5% और गैलियम आर्सेनाइड और गैलियम एंटीमोड से बनी दो-परत प्लेटों के लिए 35% है। होनहार तत्वों को पतली फिल्म (1-2 माइक्रोन मोटी) अर्धचालक सामग्रियों से विकसित किया गया है: हालांकि उनकी दक्षता कम है (16% से अधिक नहीं), लागत बहुत कम है (आधुनिक सौर पैनलों की लागत का 10% से अधिक नहीं)। जल्द ही, वैज्ञानिकों का सुझाव है कि 1 kWh की लागत 10 सेंट होगी,जो कई देशों की ऊर्जा स्वतंत्रता में पहले स्थान पर सौर ऊर्जा डालेगा।

Perovskite सौर ऊर्जा की लागत को कम करेगा

2013 में वापस, खबर नेटवर्क के विशाल विस्तार में फैल गई: पेरोव्साइट खनिज सौर उद्योग में क्रांति लाएगा। सिलिकॉन के बजाय पर्कोव्साइट का उपयोग सौर पैनलों का उपयोग करके बिजली उत्पादन की लागत को कम करेगा। 19 वीं शताब्दी की शुरुआत में यूराल पर्वत में स्थित पेर्कोव्साइट (कैल्शियम टाइटनेट) की खोज की गई थी, जिसका नाम एल.ए. पेरोव्स्की (खनिजों का एक प्रसिद्ध प्रेमी)। 2009 में फोटोकेल के एक घटक के रूप में इस्तेमाल किया जाने लगा।

बैटरियों को एक अभिनव कम लागत वाली फोटोकेल द्वारा कवर किया जाता है, जिसका मुख्य लाभ यह है कि यह सूर्य के प्रकाश के बहुत अधिक हिस्सों को ऊर्जा में परिवर्तित कर सकता है। पर्कोव्साइट्स एक क्रिस्टलीय संरचना है जो अधिकतम दक्षता के साथ सूर्य के प्रकाश को अवशोषित करती है। प्रारंभिक अनुमानों के अनुसार, पर्कोवसाइट-आधारित बैटरी के उपयोग से एक किलोवाट ऊर्जा की लागत को सात गुना तक कम किया जा सकता है।

“नई सौर कोशिकाओं का मुख्य लाभ दक्षता में इतना नहीं है कि तथ्य यह है कि सामग्री सस्ती है। पर्कोव्इट-आधारित बैटरी जो सिलिकॉन का उपयोग नहीं करती हैं, सौर ऊर्जा को वास्तव में बड़े पैमाने पर बना सकती हैं। "

डेटा सेंटर के लिए सौर ऊर्जा

दुनिया में पैदा होने वाली सभी बिजली का 10% सर्वर खेतों से खपत होता है। चूंकि ऊर्जा-कुशल नेटवर्क और नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत अब सभी क्षेत्रों में लागू हो रहे हैं, इसलिए डेटा सेंटरों को नहीं छोड़ा गया है। पर्यावरण पर सर्वर खेतों का नकारात्मक प्रभाव लंबे समय से पर्यावरणविदों के होंठों पर पड़ा है। इसलिए, डेटा केंद्रों के मालिक बिजली पैदा करने के लिए उन्नत ऊर्जा-बचत और "ग्रीन" तकनीकों का सहारा लेते हुए, अपने डेटा केंद्रों के नकारात्मक प्रभाव को कम करना चाहते हैं, इसमें फ्री कूलिंग, नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के आधार पर स्थानीय उत्पादन क्षमता की प्रणालियाँ शामिल हैं।

एक मार्ग के रूप में - सर्वर खेत के बगल में एक सौर ऊर्जा स्टेशन, उन देशों में जहां जलवायु परिस्थितियां इसकी अनुमति देती हैं। यह सर्वर फ़ार्म के लिए आदर्श है जो ट्रॉपिक्स या सबप्रोपिक्स में तैनात हैं। आखिरकार, डेटा सेंटर की छत पर सौर पैनलों का उपयोग, "हरी ऊर्जा" प्रदान करने के अलावा, इमारत पर गर्मी भार को कम करने में भी मदद करेगा, क्योंकि वे जो छाया बनाते हैं, वह छत द्वारा अवशोषित गर्मी की मात्रा को कम करता है। सौर ऊर्जा संयंत्र पर्यावरण पर डेटा केंद्र के समग्र नकारात्मक प्रभाव को कम करेगा, और उन क्षेत्रों में स्थित डेटा केंद्रों की विश्वसनीयता बढ़ाएगा जहां केंद्रीय पावर ग्रिड के संचालन में रुकावटें देखी जाती हैं।

उत्तरी केरोलिना (यूएसए) के मेडेन में Apple डेटा सेंटर के पास एक बड़ा अक्षय ऊर्जा ऊर्जा संयंत्र

स्विच, ऊर्जा कंपनी नेवादा पावर के साथ मिलकर लास वेगास के पास एक 100 मेगावाट के स्विच स्टेशन सौर स्टेशन का निर्माण शुरू कर दिया है। अमेरिकी मीडिया में, वाणिज्यिक डेटा केंद्रों के लिए बाजार में स्विच को "संकटमोचक" कहा जाता है, यह इस उद्योग के सबसे बड़े खिलाड़ियों में से एक है। कंपनी डेटासेंटर सुविधाओं के निर्माण और समर्थन में लगी हुई है - उचित कंप्यूटिंग उपकरण के बिना भवन और इंजीनियरिंग अवसंरचना, ग्राहक संपर्क का मुख्य मॉडल कॉलोकेशन है।

दुनिया का सबसे बड़ा 400 मेगावाट का थर्मल पावर प्लांट, इवानपा

2015 में, संयुक्त राज्य अमेरिका और जापान ने सौर ऊर्जा के माध्यम से डेटा सेंटर को शक्ति प्रदान करने के लिए एक नया तंत्र विकसित करना शुरू किया। परियोजना में नई संभावनाओं की खोज करना शामिल है "... सौर ऊर्जा पर आधारित कैपेसिटी बनाने की क्षमता का उपयोग करते हुए और डेटा सेंटर स्तर पर सौर पैनलों द्वारा उत्पन्न ऊर्जा को वितरित करने के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले वर्ग एचवीडीसी (हाई डीसी वोल्टेज) की प्रणाली।" एचवीडीसी और सौर पैनलों का ऐसा संयोजन पूंजी और परिचालन लागतों को बचाने के साथ-साथ एकल बैटरी बैकअप प्रणाली को तैनात करना संभव बनाता है।

सुहावना होते हुए

रावलेमोन के जर्मन वास्तुकार आंद्रे ब्रोसल ने चलती कांच की गेंद के आकार में एक सौर बैटरी बनाई है। वह इसे एक नई पीढ़ी का जनरेटर कहते हैं जो अधिकतम किरणों को पकड़ेगा, क्योंकि यह एक सन ट्रैकिंग सिस्टम और मौसम परिवर्तन सेंसर से लैस है, जो मानक सौर पैनलों की तुलना में 35% अधिक प्रभावी है।

जापानी ऊर्जा कंपनी शिमिजू कॉरपोरेशन ने 2015 में हमारे ग्रह - चंद्रमा के प्राकृतिक उपग्रह पर एक बड़े सौर ऊर्जा संयंत्र के निर्माण के अपने इरादे की घोषणा की। सौर पैनलों के साथ छल्ले के रूप में एक बिजली संयंत्र, शनि ग्रह के उदाहरण के बाद चंद्रमा को घेरेगा, और पृथ्वी पर ऊर्जा संचारित करेगा। शिमिजु निगम को इस तरह के सौर स्टेशन से 13 हजार टन ऊर्जा / वर्ष की उम्मीद है। ऐसे अंतरिक्ष निर्माण की लागत और शुरुआत की तारीख अभी तक ज्ञात नहीं है।

कैटेलोनिया में उन्नत वास्तुकला संस्थान ने एक सौर पैनल विकसित किया है जो पौधों, काई और मिट्टी पर कार्य कर सकता है। इस तकनीक का लाभ सौर पैनलों के उत्पादन में विषाक्त विषाक्त पदार्थों और भारी धातुओं की अस्वीकृति है। यह पौधों की जड़ों के नीचे जमीन में स्थित छोटे ईंधन कोशिकाओं में विशेष बैक्टीरिया का उपयोग करता है। मिनी बैटरियों में सस्ती ऊर्जा पैदा करने के लिए बैक्टीरिया की जरूरत होती है। पौधे जीवाणुओं के जीवन चक्र को प्रदान करेंगे, और पानी पूरे सिस्टम के लिए ईंधन के रूप में काम करेगा। इस तरह की एक अभिनव प्रणाली उन क्षेत्रों में काम कर सकती है जहां धूप नहीं होती है यदि आप पौधों को काई से बदल देते हैं, क्योंकि यह छाया में बढ़ सकता है।