सौर ऊर्जा के फायदों में शामिल हैं: रूस में सौर ऊर्जा: विकास की संभावनाएँ और समस्याएँ

प्राचीन काल से, लोगों ने सूर्य को शक्तिशाली और महान बताया है, अपने धर्मों में इसे एक चेतन वस्तु की श्रेणी में रखा है। प्रकाशमान की पूजा की जाती थी, उसकी प्रशंसा की जाती थी, उससे समय मापा जाता था और उसे हमेशा सांसारिक आशीर्वाद का प्राथमिक स्रोत माना जाता था।

सौर ऊर्जा की आवश्यकता

सहस्राब्दियाँ बीत गईं। मानवता अपने विकास के एक नए युग में प्रवेश कर चुकी है और तेजी से विकसित हो रही तकनीकी प्रगति का लाभ उठा रही है। हालाँकि, आज तक, यह सूर्य ही है जो गर्मी के मुख्य प्राकृतिक स्रोत का प्रतिनिधित्व करता है, और परिणामस्वरूप, जीवन का।

मानवता अपनी दैनिक गतिविधियों में सूर्य का उपयोग कैसे करती है? आइए इस मुद्दे पर अधिक विस्तार से विचार करें।

सूर्य का "कार्य"।

आकाशीय पिंड पौधों में प्रकाश संश्लेषण के लिए आवश्यक ऊर्जा के एकमात्र स्रोत के रूप में कार्य करता है। सूर्य जल चक्र को गति प्रदान करता है, और यह केवल उसके लिए धन्यवाद है कि हमारे ग्रह पर मानव जाति के लिए ज्ञात सभी जीवाश्म ईंधन मौजूद हैं। और लोग इस चमकीले तारे की शक्ति का उपयोग अपनी विद्युत और तापीय ऊर्जा की जरूरतों को पूरा करने के लिए भी करते हैं। इसके बिना, ग्रह पर जीवन असंभव होगा।

ऊर्जा का मुख्य स्रोत

प्रकृति बुद्धिमानी से यह सुनिश्चित करती है कि मानवता को स्वर्गीय शरीर से उसके उपहार प्राप्त हों। महाद्वीपों और जल की सतह पर विकिरण तरंगों को संचारित करके सौर ऊर्जा पृथ्वी तक पहुंचाई जाती है। इसके अलावा, पूरे भेजे गए स्पेक्ट्रम से, केवल निम्नलिखित ही हम तक पहुँचते हैं:

1. पराबैंगनी तरंगें। वे मानव आंखों के लिए अदृश्य हैं और कुल स्पेक्ट्रम का लगभग 2% बनाते हैं।

2. प्रकाश तरंगें. यह सूर्य से पृथ्वी की सतह तक पहुँचने वाली ऊर्जा का लगभग आधा है। प्रकाश तरंगों के कारण व्यक्ति अपने चारों ओर की दुनिया के सभी रंगों को देखता है।

3. इन्फ्रारेड तरंगें। वे लगभग 49% स्पेक्ट्रम बनाते हैं और पानी और भूमि की सतह को गर्म करते हैं। पृथ्वी पर सौर ऊर्जा के उपयोग में इन्हीं तरंगों की सबसे अधिक माँग है।

अवरक्त तरंग रूपांतरण का सिद्धांत

पृथ्वी पर सौर ऊर्जा के उपयोग की प्रक्रिया कैसे होती है? किसी भी अन्य समान क्रिया की तरह, यह प्रत्यक्ष परिवर्तन के सिद्धांत के अनुसार किया जाता है। ऐसा करने के लिए, आपको केवल एक विशेष सतह की आवश्यकता है। जब सूर्य का प्रकाश इस पर पड़ता है तो यह ऊर्जा में परिवर्तित होने की प्रक्रिया से गुजरता है। गर्मी प्राप्त करने के लिए, इस सर्किट में एक कलेक्टर शामिल होना चाहिए। यह अवरक्त तरंगों को अवशोषित करता है। इसके अलावा, सौर ऊर्जा का उपयोग करने वाले उपकरण में निश्चित रूप से भंडारण उपकरण होते हैं। अंतिम उत्पाद को गर्म करने के लिए विशेष हीट एक्सचेंजर्स स्थापित किए जाते हैं।

सौर ऊर्जा द्वारा अपनाया गया लक्ष्य मानवता के लिए अत्यंत आवश्यक ऊष्मा और प्रकाश प्राप्त करना है। नए उद्योग को कभी-कभी सौर ऊर्जा भी कहा जाता है। आख़िरकार, ग्रीक से अनुवादित हेलिओस का अर्थ सूर्य है।

कॉम्प्लेक्स का संचालन

सैद्धांतिक रूप से, हम में से प्रत्येक सौर स्थापना की गणना कर सकता है। आखिरकार, यह ज्ञात है कि, हमारी आकाशगंगा प्रणाली के एकमात्र तारे से पृथ्वी तक का रास्ता पार करते हुए, प्रकाश किरणों की एक धारा अपने साथ 1367 W प्रति वर्ग मीटर के बराबर ऊर्जा आवेश लेकर आएगी। यह तथाकथित सौर स्थिरांक है, जो वायुमंडलीय परतों के प्रवेश द्वार पर मौजूद होता है। यह विकल्प तभी संभव है जब आदर्श स्थितियाँ, जो प्रकृति में मौजूद ही नहीं है। वायुमंडल से गुजरने के बाद सूर्य की किरणें भूमध्य रेखा पर 1020 वाट प्रति वर्ग मीटर ले आएंगी। लेकिन दिन और रात के बदलाव के कारण हमें तीन गुना कम मूल्य मिल सकता है। जहाँ तक समशीतोष्ण अक्षांशों की बात है, यहाँ न केवल दिन के उजाले की लंबाई बदलती है, बल्कि मौसम भी बदलता है। इस प्रकार, गणना करते समय भूमध्य रेखा से दूर के स्थानों में बिजली उत्पादन को दो के अन्य कारक से कम करने की आवश्यकता होगी।

आकाशीय पिंड के विकिरणों का भूगोल

सौर ऊर्जा कहाँ काफी कुशलता से काम कर सकती है? इस विकासशील उद्योग में पौधे लगाने की प्राकृतिक परिस्थितियाँ महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।
पृथ्वी की सतह पर सौर विकिरण का वितरण असमान है। कुछ क्षेत्रों में, सूर्य की किरण एक लंबे समय से प्रतीक्षित और दुर्लभ अतिथि है, दूसरों में यह सभी जीवित चीजों पर निराशाजनक प्रभाव डाल सकती है।

किसी विशेष क्षेत्र को प्राप्त होने वाले सौर विकिरण की मात्रा उसके अक्षांश पर निर्भर करती है। प्राकृतिक प्रकाश ऊर्जा की सबसे बड़ी खुराक भूमध्य रेखा के पास स्थित राज्यों द्वारा प्राप्त की जाती है। लेकिन वह सब नहीं है। सौर प्रवाह की मात्रा मात्रा पर निर्भर करती है साफ़ दिन, जो एक जलवायु क्षेत्र से दूसरे जलवायु क्षेत्र में संक्रमण के दौरान बदलते हैं। वायु प्रवाह और क्षेत्र की अन्य विशेषताएं विकिरण की डिग्री को बढ़ा या घटा सकती हैं। सौर ऊर्जा के लाभ सबसे अधिक परिचित हैं:

पूर्वोत्तर अफ़्रीका के देश और महाद्वीप के कुछ दक्षिण-पश्चिमी और मध्य क्षेत्र;
- अरब प्रायद्वीप के निवासी;
- अफ़्रीका का पूर्वी तट;
- उत्तर-पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया और इंडोनेशिया के कुछ द्वीप;
- दक्षिण अमेरिका का पश्चिमी तट।

जहां तक ​​रूस का सवाल है, जैसा कि उसके क्षेत्र पर किए गए माप से पता चलता है, चीन की सीमा से लगे क्षेत्र, साथ ही उत्तरी क्षेत्र, सौर विकिरण की उच्चतम खुराक का आनंद लेते हैं। और हमारे देश में सूर्य पृथ्वी को सबसे कम कहाँ गर्म करता है? यह उत्तर-पश्चिमी क्षेत्र है, जिसमें सेंट पीटर्सबर्ग और आसपास के क्षेत्र शामिल हैं।

बिजली संयंत्रों

पृथ्वी पर सूर्य की ऊर्जा का उपयोग किए बिना हमारे जीवन की कल्पना करना कठिन है। इसे कैसे लागू करें? प्रकाश किरणों का उपयोग बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है। इसकी आवश्यकता हर साल बढ़ रही है, और गैस, तेल और कोयले के भंडार तेजी से घट रहे हैं। इसीलिए हाल के दशकों में लोगों ने सौर ऊर्जा संयंत्र बनाना शुरू कर दिया है। आख़िरकार, ये प्रतिष्ठान वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों के उपयोग की अनुमति देते हैं, जिससे प्राकृतिक संसाधनों की काफी बचत होती है।

सौर ऊर्जा संयंत्र उनकी सतह में निर्मित फोटोकल्स की बदौलत संचालित होते हैं। इसके अलावा, हाल के वर्षों में ऐसी प्रणालियों की दक्षता में उल्लेखनीय वृद्धि करना संभव हो गया है। से सौर प्रतिष्ठानों का उत्पादन शुरू हुआ नवीनतम सामग्रीऔर रचनात्मक इंजीनियरिंग समाधानों का उपयोग करना। इससे उनकी शक्ति में काफी वृद्धि हुई।

कुछ शोधकर्ताओं के अनुसार, निकट भविष्य में मानवता बिजली पैदा करने के मौजूदा पारंपरिक तरीकों को छोड़ सकती है। लोगों की ज़रूरतें स्वर्गीय शरीर द्वारा पूरी तरह से संतुष्ट होंगी।

सौर ऊर्जा संयंत्र विभिन्न आकारों में आ सकते हैं। उनमें से सबसे छोटे निजी हैं। इन प्रणालियों में केवल कुछ ही सौर पैनल हैं। सबसे बड़ी और सबसे जटिल स्थापनाएँ दस वर्ग किलोमीटर से अधिक क्षेत्र पर कब्जा करती हैं।

सभी सौर ऊर्जा संयंत्रों को छह प्रकारों में विभाजित किया गया है। उनमें से:

मीनार;
- फोटोकल्स के साथ स्थापना;
- डिस्क के आकार का;
- परवलयिक;
- सौर-वैक्यूम;
- मिश्रित।

सबसे सामान्य प्रकार का बिजली संयंत्र टावर है। यह एक ऊंची संरचना है. बाह्य रूप से, यह एक मीनार जैसा दिखता है जिसके ऊपर एक जलाशय स्थित है। कंटेनर को पानी से भर दिया जाता है और काले रंग से रंग दिया जाता है। टावर के चारों ओर दर्पण हैं, जिनका क्षेत्रफल 8 वर्ग मीटर से अधिक है। यह पूरा सिस्टम एक ही नियंत्रण कक्ष से जुड़ा है, जिसकी बदौलत आप दर्पणों के कोण को निर्देशित कर सकते हैं ताकि वे लगातार सूर्य के प्रकाश को प्रतिबिंबित करें। टैंक पर निर्देशित किरणें पानी को गर्म करती हैं। यह प्रणाली भाप उत्पन्न करती है, जिसका उपयोग बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जाता है।

फोटोकेल-प्रकार के बिजली संयंत्रों का संचालन करते समय, सौर बैटरी का उपयोग किया जाता है। आज, ऐसी स्थापनाएँ विशेष रूप से लोकप्रिय हो गई हैं। आखिरकार, सौर पैनलों को छोटे ब्लॉकों में स्थापित किया जा सकता है, जो उन्हें न केवल औद्योगिक उद्यमों के लिए, बल्कि निजी घरों के लिए भी उपयोग करने की अनुमति देता है।

अगर आप देखें पूरी लाइनविशाल सैटेलाइट डिश, चालू अंदरकौन सी मिरर प्लेटें लगी हैं तो जान लें कि ये सौर विकिरण पर चलने वाले परवलयिक विद्युत संयंत्र हैं। उनके संचालन का सिद्धांत समान टावर-प्रकार प्रणालियों के समान है। वे प्रकाश की किरण को पकड़ते हैं और रिसीवर को तरल से गर्म करते हैं। इसके बाद, भाप उत्पन्न होती है, जिसका उपयोग बिजली उत्पादन के लिए किया जाता है।

डिश स्टेशन उसी तरह संचालित होते हैं जैसे टावर और पैराबॉलिक प्रकार के रूप में वर्गीकृत होते हैं। अंतर केवल स्थापना की डिज़ाइन सुविधाओं में हैं। पहली नज़र में यह एक विशाल धातु के पेड़ जैसा दिखता है, जिसकी पत्तियाँ सपाट गोल दर्पण जैसी होती हैं। इनमें सौर ऊर्जा केंद्रित है।

सौर-वैक्यूम ऊर्जा संयंत्र में ऊष्मा उत्पन्न करने की एक असामान्य विधि का उपयोग किया जाता है। इसका डिज़ाइन गोल छत से ढका ज़मीन का एक टुकड़ा है। इस संरचना के केंद्र में एक खोखला टावर उगता है, जिसके आधार पर टर्बाइन स्थापित होते हैं। ऐसे बिजली संयंत्र के ब्लेडों का घूमना वायु प्रवाह के कारण होता है जो तापमान अंतर के कारण होता है। कांच की छत सूर्य की किरणों को अंदर आने देती है। वे पृथ्वी को गर्म करते हैं। घर के अंदर हवा का तापमान बढ़ जाता है। अंदर और बाहर थर्मामीटर रीडिंग में अंतर वायु ड्राफ्ट बनाता है।

सौर ऊर्जा में बिजली संयंत्रों का भी उपयोग किया जाता है मिश्रित प्रकार. हम ऐसी प्रणालियों के बारे में उन मामलों में बात कर सकते हैं, जहां, उदाहरण के लिए, टावरों पर अतिरिक्त फोटोकल्स का उपयोग किया जाता है।

सौर ऊर्जा के फायदे और नुकसान

राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के प्रत्येक क्षेत्र के अपने सकारात्मक और नकारात्मक पक्ष हैं। वे प्रकाश प्रवाह का उपयोग करते समय भी उपलब्ध होते हैं। सौर ऊर्जा के लाभ इस प्रकार हैं:

पर्यावरण के अनुकूल, क्योंकि यह प्रदूषित नहीं करता पर्यावरण;
- मुख्य घटकों की उपलब्धता - फोटोकल्स, जो न केवल बेचे जाते हैं औद्योगिक अनुप्रयोग, बल्कि व्यक्तिगत छोटे बिजली संयंत्र बनाने के लिए भी;
- स्रोत की अटूटता और आत्म-नवीकरण;
-लगातार घटती लागत.

सौर ऊर्जा के नुकसानों में से हैं:

बिजली संयंत्रों के प्रदर्शन पर दिन के समय और मौसम की स्थिति का प्रभाव;
- ऊर्जा भंडारण की आवश्यकता;
- जिस अक्षांश पर क्षेत्र स्थित है और वर्ष के समय के आधार पर उत्पादकता में कमी;
- हवा का बड़ा ताप, जो बिजली संयंत्र में ही होता है;
- संदूषण की आवधिक सफाई की आवश्यकता, जिसकी सौर पैनल प्रणाली को आवश्यकता होती है, जो कि उन विशाल क्षेत्रों के कारण समस्याग्रस्त है जिन पर फोटोकल्स स्थापित हैं;
- उपकरणों की अपेक्षाकृत उच्च लागत, जो हालांकि हर साल कम हो रही है, फिर भी बड़े पैमाने पर उपभोक्ता के लिए दुर्गम है।

विकास की संभावनाएं

पृथ्वी पर सौर ऊर्जा के उपयोग की और क्या संभावनाएँ हैं? आज, इस वैकल्पिक परिसर के लिए एक महान भविष्य की भविष्यवाणी की गई है।

सौर ऊर्जा की संभावनाएं उज्ज्वल हैं। आख़िरकार, इस दिशा में पहले से ही बड़े पैमाने पर काम चल रहा है। हर साल, दुनिया के विभिन्न देशों में अधिक से अधिक सौर ऊर्जा संयंत्र दिखाई देते हैं, जिनका आकार इसके तकनीकी समाधान और पैमाने में अद्भुत है। इसके अलावा, इस उद्योग के विशेषज्ञ वैज्ञानिक अनुसंधान करना बंद नहीं करते हैं, जिसका लक्ष्य गुणांक को कई गुना बढ़ाना है। उपयोगी क्रियाऐसी स्थापनाओं में उपयोग किए जाने वाले फोटोकल्स।

वैज्ञानिकों ने एक दिलचस्प गणना की है. यदि पृथ्वी ग्रह की भूमि पर फोटोकल्स स्थापित किए गए, जो इसके क्षेत्र के सात सौवें हिस्से पर स्थित होगा, तो वे, यहां तक ​​​​कि 10% की दक्षता के साथ, पूरी मानवता को वह गर्मी और प्रकाश प्रदान करेंगे जिनकी उन्हें आवश्यकता है। और यह इतनी दूर की संभावना नहीं है. आख़िरकार, आज उपयोग किए जाने वाले फोटोकल्स की दक्षता 30% है। वहीं, वैज्ञानिकों को इस मूल्य को 85% तक बढ़ाने की उम्मीद है।

सौर ऊर्जा का विकास काफी तेज़ गति से चल रहा है। लोग प्राकृतिक संसाधनों की कमी की समस्या के बारे में गंभीरता से चिंतित हैं और गर्मी और प्रकाश के वैकल्पिक स्रोतों की पहचान कर रहे हैं। ऐसा समाधान मानवता के लिए अपरिहार्य ऊर्जा संकट, साथ ही आसन्न पर्यावरणीय तबाही को रोकेगा।

हाल के वर्षों में, वैज्ञानिकों की वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों में विशेष रुचि रही है। तेल और गैस देर-सवेर ख़त्म हो जाएंगे, इसलिए हमें सोचना होगा कि अब हम इस स्थिति में कैसे जीवित रहेंगे। यूरोप में, पवन टर्बाइनों का सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है, कोई समुद्र से ऊर्जा निकालने की कोशिश कर रहा है, और हम सौर ऊर्जा के बारे में बात करेंगे। आख़िरकार, वह तारा जिसे हम लगभग हर दिन आकाश में देखते हैं, पर्यावरण की स्थिति को बचाने और सुधारने में हमारी मदद कर सकता है। पृथ्वी के लिए सूर्य के महत्व को कम करना कठिन है - यह गर्मी, प्रकाश प्रदान करता है और ग्रह पर सभी जीवन को कार्य करने की अनुमति देता है। तो इसका कोई अन्य उपयोग क्यों न खोजा जाए?

थोड़ा इतिहास

19वीं सदी के मध्य में, भौतिक विज्ञानी एलेक्जेंडर एडमंड बेकरेल ने फोटोवोल्टिक प्रभाव की खोज की। और सदी के अंत तक, चार्ल्स फ्रिट्स ने पहला उपकरण बनाया जो सौर ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करने में सक्षम था। इस प्रयोजन के लिए, सोने की एक पतली परत से लेपित सेलेनियम का उपयोग किया गया था। प्रभाव कमज़ोर था, लेकिन यह वह आविष्कार है जो अक्सर सौर ऊर्जा के युग की शुरुआत से जुड़ा होता है। कुछ वैज्ञानिक इस सूत्रीकरण से सहमत नहीं हैं। वे विश्व प्रसिद्ध वैज्ञानिक अल्बर्ट आइंस्टीन को सौर ऊर्जा के युग का संस्थापक कहते हैं। 1921 में उन्हें बाह्य फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव के नियमों की व्याख्या के लिए नोबेल पुरस्कार मिला।

ऐसा प्रतीत होता है कि सौर ऊर्जा विकास का एक आशाजनक मार्ग है। लेकिन हर घर में इसके प्रवेश में कई बाधाएं हैं - मुख्य रूप से आर्थिक और पर्यावरणीय। हम नीचे जानेंगे कि सौर पैनलों की लागत क्या है, वे पर्यावरण को क्या नुकसान पहुंचा सकते हैं और ऊर्जा पैदा करने के अन्य कौन से तरीके मौजूद हैं।

बचत के तरीके

सूर्य की ऊर्जा को वश में करने से जुड़ा सबसे महत्वपूर्ण कार्य न केवल इसकी प्राप्ति है, बल्कि इसका संचय भी है। और यही वास्तव में सबसे कठिन है। वर्तमान में, वैज्ञानिकों ने सौर ऊर्जा को पूरी तरह से नियंत्रित करने के लिए केवल 3 तरीके विकसित किए हैं।

पहला एक परवलयिक दर्पण के उपयोग पर आधारित है और एक आवर्धक कांच के साथ खेलने जैसा है, जिससे हर कोई बचपन से परिचित है। प्रकाश लेंस से होकर गुजरता है, एक बिंदु पर एकत्रित होता है। यदि आप इस स्थान पर कागज का एक टुकड़ा रखते हैं, तो यह आग पकड़ लेगा, क्योंकि सूर्य की पार की गई किरणों का तापमान अविश्वसनीय रूप से अधिक है। परवलयिक दर्पण एक अवतल डिस्क है जो एक उथले कटोरे जैसा दिखता है। यह दर्पण, एक आवर्धक कांच के विपरीत, संचारित नहीं करता है, बल्कि सूर्य के प्रकाश को प्रतिबिंबित करता है, इसे एक बिंदु पर एकत्रित करता है, जो आमतौर पर पानी के साथ एक काले पाइप पर निर्देशित होता है। इस रंग का उपयोग इसलिए किया जाता है क्योंकि यह प्रकाश को सर्वोत्तम रूप से अवशोषित करता है। पाइप में पानी सूरज की किरणों से गर्म होता है और इसका उपयोग बिजली पैदा करने या छोटे घरों को गर्म करने के लिए किया जा सकता है।

फ्लैट हीटर

यह विधि पूरी तरह से अलग प्रणाली का उपयोग करती है। सौर ऊर्जा रिसीवर एक बहुपरत संरचना जैसा दिखता है। इसके संचालन का सिद्धांत इस प्रकार है।

कांच से गुजरते हुए, किरणें गहरे रंग की धातु से टकराती हैं, जो प्रकाश को बेहतर ढंग से अवशोषित करने के लिए जानी जाती है। सौर विकिरण लोहे की प्लेट के नीचे स्थित पानी में बदल जाता है और उसे गर्म कर देता है। फिर सब कुछ पहली विधि की तरह ही होता है। गर्म पानी का उपयोग या तो अंतरिक्ष हीटिंग के लिए या उत्पादन के लिए किया जा सकता है विद्युतीय ऊर्जा. सच है, इस पद्धति की प्रभावशीलता इतनी अधिक नहीं है कि इसे हर जगह इस्तेमाल किया जा सके।

एक नियम के रूप में, इस तरह से प्राप्त सौर ऊर्जा गर्मी है। बिजली उत्पन्न करने के लिए तीसरी विधि का प्रयोग अधिक किया जाता है।

सौर कोशिकाएं

हम ऊर्जा प्राप्त करने की इस विधि से सबसे अधिक परिचित हैं। इसमें विभिन्न बैटरियों या सौर पैनलों का उपयोग शामिल है, जो कई आधुनिक घरों की छतों पर पाए जा सकते हैं। यह विधि पहले वर्णित की तुलना में अधिक जटिल है, लेकिन अधिक आशाजनक है। यही वह चीज़ है जो औद्योगिक पैमाने पर सूर्य को बिजली में परिवर्तित करना संभव बनाती है।

किरणों को पकड़ने के लिए डिज़ाइन किए गए विशेष पैनल समृद्ध सिलिकॉन क्रिस्टल से बनाए जाते हैं। सूर्य का प्रकाश उन पर पड़ने से इलेक्ट्रॉन कक्षा से बाहर चला जाता है। दूसरा तुरंत उसकी जगह लेने का प्रयास करता है, इस प्रकार एक निरंतर गतिशील श्रृंखला बनाता है, जो एक धारा बनाता है। यदि आवश्यक हो, तो इसका उपयोग तुरंत बिजली उपकरणों के लिए किया जाता है या विशेष बैटरियों में बिजली के रूप में जमा किया जाता है।

इस पद्धति की लोकप्रियता इस तथ्य से उचित है कि यह आपको केवल एक वर्ग मीटर सौर बैटरी से 120 डब्ल्यू से अधिक प्राप्त करने की अनुमति देती है। साथ ही, पैनलों की मोटाई अपेक्षाकृत छोटी होती है, जो उन्हें लगभग कहीं भी रखने की अनुमति देती है।

सिलिकॉन पैनलों के प्रकार

सोलर पैनल कई प्रकार के होते हैं. पहले वाले मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन का उपयोग करके बनाए जाते हैं। उनकी दक्षता लगभग 15% है। ये सबसे महंगे हैं.

पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन से बने तत्वों की दक्षता 11% तक पहुँच जाती है। उनकी लागत कम है क्योंकि उनके लिए सामग्री सरलीकृत तकनीक का उपयोग करके प्राप्त की जाती है। तीसरा प्रकार सबसे किफायती है और इसकी दक्षता न्यूनतम है। ये अनाकार सिलिकॉन यानी गैर-क्रिस्टलीय से बने पैनल हैं। कम दक्षता के अलावा, उनमें एक और महत्वपूर्ण कमी है - नाजुकता।

दक्षता बढ़ाने के लिए, कुछ निर्माता सौर पैनल के दोनों किनारों - पीछे और सामने - का उपयोग करते हैं। यह आपको बड़ी मात्रा में प्रकाश कैप्चर करने की अनुमति देता है और प्राप्त ऊर्जा की मात्रा को 15-20% तक बढ़ा देता है।

घरेलू उत्पादक

पृथ्वी पर सौर ऊर्जा तेजी से व्यापक होती जा रही है। हमारे देश में भी वे इस उद्योग का अध्ययन करने में रुचि रखते हैं। इस तथ्य के बावजूद कि रूस में वैकल्पिक ऊर्जा का विकास बहुत सक्रिय नहीं है, कुछ सफलता हासिल हुई है। वर्तमान में, कई संगठन सौर ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए पैनलों के निर्माण में लगे हुए हैं - मुख्य रूप से विभिन्न क्षेत्रों के वैज्ञानिक संस्थान और विद्युत उपकरणों के उत्पादन के लिए कारखाने।

1. एनपीएफ "क्वार्क"
2. ओजेएससी कोवरोव मैकेनिकल प्लांट।
3. कृषि के विद्युतीकरण के लिए अखिल रूसी अनुसंधान संस्थान।
4. एनपीओ मशीनोस्ट्रोएनिया।
5. जेएससी वियन।
6. ओजेएससी रियाज़ान मेटल-सिरेमिक डिवाइसेस प्लांट।
7. JSC Pravdinsky विद्युत स्रोतों का प्रायोगिक संयंत्र "पॉज़िट"।

यह विकल्प के विकास में सक्रिय भाग लेने वाले उद्यमों का केवल एक छोटा सा हिस्सा है

पर्यावरणीय प्रभाव

कोयले और तेल ऊर्जा स्रोतों का परित्याग केवल इस तथ्य के कारण नहीं है कि ये संसाधन देर-सबेर ख़त्म हो जायेंगे। तथ्य यह है कि वे पर्यावरण को बहुत नुकसान पहुंचाते हैं - वे मिट्टी, हवा और पानी को प्रदूषित करते हैं, लोगों में बीमारियों के विकास में योगदान करते हैं और प्रतिरक्षा को कम करते हैं। इसीलिए वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत पर्यावरणीय दृष्टि से सुरक्षित होने चाहिए।

सिलिकॉन, जिसका उपयोग सौर कोशिकाओं के उत्पादन के लिए किया जाता है, स्वयं सुरक्षित है क्योंकि यह है प्राकृतिक सामग्री. लेकिन इसे साफ करने के बाद कचरा बच जाता है. अगर गलत तरीके से उपयोग किया जाए तो ये मनुष्यों और पर्यावरण को नुकसान पहुंचा सकते हैं।

इसके अलावा, पूरी तरह से सौर पैनलों से भरे क्षेत्र में, प्राकृतिक प्रकाश व्यवस्था बाधित हो सकती है। इससे मौजूदा पारिस्थितिकी तंत्र में बदलाव आएगा। लेकिन सामान्य तौर पर, सौर ऊर्जा को परिवर्तित करने के लिए डिज़ाइन किए गए उपकरणों का पर्यावरणीय प्रभाव न्यूनतम होता है।

किफ़ायती

उच्चतम लागत कच्चे माल की उच्च लागत से जुड़ी है। जैसा कि हम पहले ही पता लगा चुके हैं, सिलिकॉन का उपयोग करके विशेष पैनल बनाए जाते हैं। इस तथ्य के बावजूद कि यह खनिज प्रकृति में व्यापक है, इसका निष्कर्षण बड़ी चुनौतियों का सामना करता है। तथ्य यह है कि सिलिकॉन, जो पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान का एक चौथाई से अधिक हिस्सा बनाता है, सौर कोशिकाओं के उत्पादन के लिए उपयुक्त नहीं है। इन उद्देश्यों के लिए, केवल औद्योगिक रूप से प्राप्त शुद्धतम सामग्री उपयुक्त है। दुर्भाग्य से, रेत से शुद्ध सिलिकॉन प्राप्त करना अत्यंत कठिन है।

इस संसाधन की कीमत परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में प्रयुक्त यूरेनियम के बराबर है। यही कारण है कि सौर पैनलों की लागत वर्तमान में काफी ऊंचे स्तर पर बनी हुई है।

आधुनिक प्रौद्योगिकियाँ

सौर ऊर्जा को वश में करने का पहला प्रयास काफी समय पहले सामने आया था। तब से, कई वैज्ञानिक सक्रिय रूप से सबसे प्रभावी उपकरण की खोज कर रहे हैं। यह न केवल लागत प्रभावी होना चाहिए, बल्कि कॉम्पैक्ट भी होना चाहिए। इसकी दक्षता अधिकतम होनी चाहिए।

सौर ऊर्जा प्राप्त करने और परिवर्तित करने के लिए एक आदर्श उपकरण की दिशा में पहला कदम सिलिकॉन बैटरी के आविष्कार के साथ उठाया गया था। बेशक, कीमत काफी अधिक है, लेकिन पैनलों को घरों की छतों और दीवारों पर रखा जा सकता है, जहां वे किसी को परेशान नहीं करेंगे। और ऐसी बैटरियों की प्रभावशीलता निर्विवाद है।

लेकिन सबसे अच्छा तरीकासौर ऊर्जा की लोकप्रियता बढ़ाएँ - इसे सस्ता बनाएँ। जर्मन वैज्ञानिकों ने पहले से ही सिलिकॉन को सिंथेटिक फाइबर से बदलने का प्रस्ताव दिया है जिसे कपड़े या अन्य सामग्रियों में एकीकृत किया जा सकता है। ऐसी सौर बैटरी की दक्षता बहुत अधिक नहीं होती है। लेकिन सिंथेटिक फाइबर से बनी शर्ट कम से कम एक स्मार्टफोन या प्लेयर को बिजली प्रदान कर सकती है। नैनोटेक्नोलॉजी के क्षेत्र में भी सक्रियता से कार्य किया जा रहा है। संभावना है कि वे सूर्य को इस सदी में ऊर्जा का सबसे लोकप्रिय स्रोत बनने देंगे। नॉर्वे के स्केट्स एएस के विशेषज्ञ पहले ही कह चुके हैं कि नैनो टेक्नोलॉजी सौर पैनलों की लागत को 2 गुना कम कर देगी।

घर के लिए सौर ऊर्जा

बहुत से लोग शायद ऐसे आवास का सपना देखते हैं जो स्वयं के लिए प्रदान करेगा: केंद्रीकृत हीटिंग पर कोई निर्भरता नहीं है, बिलों का भुगतान करने में कोई कठिनाई नहीं है और पर्यावरण को कोई नुकसान नहीं है। पहले से ही, कई देशों में, ऐसे आवास सक्रिय रूप से बनाए जा रहे हैं जो केवल वैकल्पिक स्रोतों से प्राप्त ऊर्जा का उपभोग करते हैं। इसका ज्वलंत उदाहरण तथाकथित सौर गृह है।

निर्माण प्रक्रिया के दौरान, इसमें पारंपरिक की तुलना में बड़े निवेश की आवश्यकता होगी। लेकिन कई वर्षों के संचालन के बाद, सभी लागतों की भरपाई हो जाएगी - आपको हीटिंग के लिए भुगतान नहीं करना पड़ेगा, गर्म पानीऔर बिजली. एक सौर घर में, ये सभी संचार छत पर रखे गए विशेष फोटोवोल्टिक पैनलों से बंधे होते हैं। इसके अलावा, इस तरह से प्राप्त ऊर्जा संसाधनों को न केवल वर्तमान जरूरतों पर खर्च किया जाता है, बल्कि रात और बादल मौसम में उपयोग के लिए भी जमा किया जाता है।

वर्तमान में, ऐसे घरों का निर्माण न केवल भूमध्य रेखा के करीब के देशों में किया जाता है, जहां सौर ऊर्जा निकालना सबसे आसान है। इन्हें कनाडा, फ़िनलैंड और स्वीडन में भी बनाया जा रहा है।

फायदे और नुकसान

सौर ऊर्जा के व्यापक उपयोग की अनुमति देने वाली प्रौद्योगिकियों का विकास अधिक सक्रिय रूप से किया जा सकता है। लेकिन कुछ कारण हैं कि यह अभी भी प्राथमिकता नहीं है। जैसा कि हमने ऊपर कहा, पैनलों के उत्पादन से पर्यावरण के लिए हानिकारक पदार्थ पैदा होते हैं। इसके अलावा, तैयार उपकरण में गैलियम, आर्सेनिक, कैडमियम और सीसा होता है।

फोटोवोल्टिक पैनलों के पुनर्चक्रण की आवश्यकता भी कई सवाल उठाती है। 50 वर्षों के ऑपरेशन के बाद वे सेवा के लिए अयोग्य हो जाएंगे और उन्हें किसी तरह नष्ट करना होगा। क्या इससे प्रकृति को भारी नुकसान नहीं होगा? यह भी विचारणीय है कि सौर ऊर्जा एक अस्थिर संसाधन है, जिसकी दक्षता दिन के समय और मौसम पर निर्भर करती है। और यह एक महत्वपूर्ण कमी है.

लेकिन, निस्संदेह, इसके फायदे भी हैं। सौर ऊर्जा का उत्पादन पृथ्वी पर लगभग कहीं भी किया जा सकता है, और इसे प्राप्त करने और परिवर्तित करने के उपकरण इतने छोटे हो सकते हैं कि यह स्मार्टफोन के पीछे फिट हो सकते हैं। यह भी महत्वपूर्ण है कि यह एक नवीकरणीय संसाधन है, जिसका अर्थ है कि सौर ऊर्जा की मात्रा कम से कम हजारों वर्षों तक समान रहेगी।

संभावनाओं

सौर ऊर्जा प्रौद्योगिकियों के विकास से सेल बनाने की लागत कम होनी चाहिए। खिड़कियों पर लगाए जा सकने वाले ग्लास पैनल पहले से ही दिखाई देने लगे हैं। नैनोटेक्नोलॉजी के विकास ने एक ऐसे पेंट का आविष्कार करना संभव बना दिया है जिसे सौर पैनलों पर छिड़का जाएगा और सिलिकॉन परत की जगह ले सकता है। यदि सौर ऊर्जा की लागत वास्तव में कई गुना कम हो जाएगी, तो इसकी लोकप्रियता भी कई गुना बढ़ जाएगी।

व्यक्तिगत उपयोग के लिए छोटे पैनल बनाने से लोग किसी भी वातावरण में - घर पर, कार में या शहर के बाहर भी सौर ऊर्जा का उपयोग कर सकेंगे। उनके वितरण के लिए धन्यवाद, केंद्रीकृत बिजली ग्रिड पर भार कम हो जाएगा, क्योंकि लोग छोटे इलेक्ट्रॉनिक्स को स्वयं चार्ज करने में सक्षम होंगे।

शेल विशेषज्ञों का मानना ​​है कि 2040 तक दुनिया की लगभग आधी ऊर्जा नवीकरणीय संसाधनों से उत्पन्न होगी। जर्मनी में पहले से ही, सौर ऊर्जा की खपत सक्रिय रूप से बढ़ रही है, और बैटरी क्षमता 35 गीगावाट से अधिक है। जापान भी इस उद्योग को सक्रिय रूप से विकसित कर रहा है। ये दोनों देश दुनिया में सौर ऊर्जा खपत में अग्रणी हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका संभवतः जल्द ही उनमें शामिल हो जाएगा।

अन्य वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत

वैज्ञानिक इस बात पर माथापच्ची कर रहे हैं कि बिजली या गर्मी पैदा करने के लिए और क्या इस्तेमाल किया जा सकता है। आइए हम सबसे आशाजनक वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों का उदाहरण दें।

पवन टरबाइन अब लगभग हर देश में पाए जा सकते हैं। यहां तक ​​​​कि कई रूसी शहरों की सड़कों पर भी लालटेन लगाए गए हैं जो पवन ऊर्जा का उपयोग करके खुद को बिजली प्रदान करते हैं। निश्चित रूप से उनकी लागत औसत से अधिक है, लेकिन समय के साथ वे इस अंतर की भरपाई कर लेंगे।

काफी समय पहले, एक ऐसी तकनीक का आविष्कार किया गया था जो समुद्र की सतह और गहराई पर पानी के तापमान में अंतर का उपयोग करके ऊर्जा प्राप्त करना संभव बनाती है। चीन सक्रिय रूप से इस क्षेत्र को विकसित करने की योजना बना रहा है। आने वाले वर्षों में, वे चीन के तट पर इस तकनीक का उपयोग करके सबसे बड़ा बिजली संयंत्र बनाने की योजना बना रहे हैं। समुद्र का उपयोग करने के अन्य तरीके भी हैं। उदाहरण के लिए, ऑस्ट्रेलिया में वे एक बिजली संयंत्र बनाने की योजना बना रहे हैं जो धाराओं की शक्ति से ऊर्जा उत्पन्न करता है।

वहाँ कई अन्य या गर्मी हैं. लेकिन कई अन्य विकल्पों की तुलना में, सौर ऊर्जा विज्ञान के विकास में वास्तव में एक आशाजनक दिशा है।

सौर ऊर्जा- यह वह ऊर्जा है जो सूर्य द्वारा ऊष्मा और प्रकाश के रूप में उत्पन्न होती है। यह सबसे नवीकरणीय और आसानी से सुलभ ऊर्जा स्रोतों में से एक है। यह तथ्य कि सूरज की रोशनी और गर्मी स्वतंत्र रूप से, बड़ी मात्रा में उपलब्ध हैं और किसी के स्वामित्व में नहीं हैं, उन्हें सबसे महत्वपूर्ण वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों में से एक बनाता है। प्राचीन काल से ही लोगों द्वारा सौर ऊर्जा का उपयोग किया जाता रहा है - किंवदंती के अनुसार, महान यूनानी वैज्ञानिक आर्किमिडीज़ ने सिरैक्यूज़ को घेरने वाले दुश्मन के बेड़े को जलाने के लिए दर्पणों की एक प्रणाली का उपयोग किया था।

प्रकाश ऊर्जा का उपयोग तापीय या विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए किया जा सकता है। सौर फोटोवोल्टिक सेल का उपयोग करके, सौर विकिरण को प्रत्यक्ष धारा में परिवर्तित किया जाता है, जिसका उपयोग घड़ियों, कैलकुलेटर या ट्रैफिक लाइट को बिजली देने के लिए किया जाता है। सौर तापीय ऊर्जा का उपयोग विभिन्न उपकरणों को बिजली देने के लिए किया जा सकता है।

निष्क्रिय और सक्रिय सौर मंडल

सामान्य तौर पर, सौर ऊर्जा को कैसे एकत्र और उपयोग किया जाता है, इसके आधार पर, सौर ऊर्जा प्रणालियों को सक्रिय या निष्क्रिय के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। सक्रिय सौर प्रणालियाँ सौर ऊर्जा को तापीय ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए फोटोवोल्टिक सेल, सौर तापीय संग्राहक, पंप और पंखे जैसे यांत्रिक और विद्युत उपकरणों का उपयोग करती हैं। निष्क्रिय सौर प्रणालियों में, कोई यांत्रिक उपकरण नहीं होता है; सौर ऊर्जा को तापीय ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए खिड़कियां, दीवारें, पेड़, भवन की दिशा और अन्य का उपयोग किया जाता है। सरल तरीकेसूरज की रोशनी और गर्मी को निर्देशित करना और कैप्चर करना। निष्क्रिय सौर तापन ऊर्जा संरक्षण और इसके उपयोग को अधिकतम करने का एक शानदार तरीका है। गर्मी के दिनों में एक कार निष्क्रिय सौर तापन का एक उदाहरण है।

पर्यावरणीय प्रभाव

भले ही सौर ऊर्जा एक नवीकरणीय संसाधन है और इसे उपलब्ध सबसे स्वच्छ ऊर्जा स्रोतों में से एक माना जाता है, लेकिन इसका पर्यावरण पर प्रभाव पड़ता है। सौर ऊर्जा से बिजली उत्पन्न करने के लिए फोटोवोल्टिक कोशिकाओं का उपयोग किया जाता है, जो सिलिकॉन का उपयोग करते हैं, जिसके उत्पादन में अपशिष्ट का उत्पादन शामिल होता है। इन सामग्रियों के अनुचित प्रबंधन से मनुष्यों और पर्यावरण के लिए खतरनाक जोखिम पैदा हो सकता है। सौर ऊर्जा संयंत्र स्थापित करने के लिए एक बड़े क्षेत्र की आवश्यकता हो सकती है, और भूमि की सतह को ढालने से मौजूदा पारिस्थितिकी तंत्र प्रभावित हो सकता है। हालाँकि, बिजली में परिवर्तित होने पर, सौर ऊर्जा हवा को प्रदूषित नहीं करती है, और सौर ऊर्जा स्वयं प्रचुर मात्रा में पृथ्वी तक पहुँचती है, खासकर गर्म देशों में।

सौर ऊर्जा का भविष्य

भविष्य में, नए विकासों के लिए धन्यवाद, जिससे लागत कम होगी और दक्षता बढ़ेगी, सौर प्रौद्योगिकी अब की तुलना में कहीं अधिक महत्वपूर्ण होगी। मोबाइल उपकरणों के लिए अधिक से अधिक सौर ऊर्जा चालित चार्जर सामने आ रहे हैं, जो वास्तव में बहुत सुविधाजनक है। दुनिया भर में, अधिक से अधिक आर्किटेक्ट सक्रिय और निष्क्रिय का उपयोग कर रहे हैं सौर मंडलऔर उन्हें बिल्डिंग डिज़ाइन में शामिल करना सीखें। कुछ क्षेत्रों में, आर्थिक दृष्टिकोण से, सौर गर्म जल प्रणालियाँ पारंपरिक प्रणालियों के साथ प्रतिस्पर्धा कर सकती हैं।

शेल का अनुमान है कि 2040 तक दुनिया की 50% ऊर्जा नवीकरणीय स्रोतों से आएगी। अच्छे वित्तीय प्रोत्साहनों की बदौलत जर्मनी और जापान सौर ऊर्जा में विश्व में अग्रणी बन गए हैं। , और यह संभावना है कि सौर पैनल जल्द ही देश की आधे से अधिक बिजली की जरूरतों को पूरा करेंगे। उम्मीद है कि अगले कुछ वर्षों में दुनिया भर के लाखों घरों में सौर ऊर्जा का उपयोग शुरू हो जाएगा, खासकर अमेरिका और जापान में।

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पिछले 35 वर्षों में सौर पैनलों की लागत 100 गुना कम हो गई है। विश्व परमाणु ऊर्जा संयंत्र। 2014 तक परमाणु ऊर्जा उत्पादन इको-प्रौद्योगिकियां जो दुनिया को स्वच्छ बना सकती हैं। 9 आधुनिक रुझान पवन ऊर्जा की मूल बातें. पवन जनरेटर कैसे काम करता है?

सूर्य नवीकरणीय वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों में से एक है। आज, वैकल्पिक ताप स्रोतों का व्यापक रूप से कृषि और आबादी की घरेलू जरूरतों के लिए उपयोग किया जाता है।

पृथ्वी पर सौर ऊर्जा का उपयोग मानव जीवन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। अपनी ऊष्मा का उपयोग करके, सूर्य, ऊर्जा के स्रोत के रूप में, हमारे ग्रह की पूरी सतह को गर्म करता है। इसकी तापीय शक्ति के कारण हवाएँ चलती हैं, समुद्र, नदियाँ, झीलें गर्म होती हैं और पृथ्वी पर सारा जीवन मौजूद है।

लोगों ने कई साल पहले, जब नवीकरणीय ताप स्रोतों का उपयोग करना शुरू किया था आधुनिक प्रौद्योगिकियाँअभी तक अस्तित्व में नहीं था. सूर्य आज पृथ्वी पर तापीय ऊर्जा का सबसे सुलभ आपूर्तिकर्ता है।

सौर ऊर्जा उपयोग के क्षेत्र

हर साल सौर ऊर्जा का उपयोग अधिक से अधिक लोकप्रियता प्राप्त कर रहा है। कुछ साल पहले इसका उपयोग देश के घरों और गर्मियों की फुहारों के लिए पानी गर्म करने के लिए किया जाता था, और अब नवीकरणीय ताप स्रोतों का उपयोग आवासीय भवनों और औद्योगिक सुविधाओं के लिए बिजली और गर्म पानी की आपूर्ति उत्पन्न करने के लिए किया जाता है।

आज, नवीकरणीय ताप स्रोतों का उपयोग निम्नलिखित क्षेत्रों में किया जाता है:

• कृषि में, ग्रीनहाउस, हैंगर और अन्य इमारतों की बिजली आपूर्ति और हीटिंग के उद्देश्य से;
• खेल सुविधाओं और चिकित्सा संस्थानों की बिजली आपूर्ति के लिए;
• विमानन और अंतरिक्ष उद्योग के क्षेत्र में;
• सड़कों, पार्कों और अन्य शहरी सुविधाओं में प्रकाश व्यवस्था में;
• आबादी वाले क्षेत्रों के विद्युतीकरण के लिए;
• आवासीय भवनों के ताप, बिजली और गर्म पानी की आपूर्ति के लिए;
• घरेलू जरूरतों के लिए.

आवेदन की विशेषताएं

सूर्य पृथ्वी पर जो प्रकाश उत्सर्जित करता है उसे निष्क्रिय और सक्रिय प्रणालियों का उपयोग करके तापीय ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। निष्क्रिय प्रणालियों में वे इमारतें शामिल हैं जिनके निर्माण में ऐसी निर्माण सामग्री का उपयोग किया जाता है जो सौर विकिरण ऊर्जा को सबसे प्रभावी ढंग से अवशोषित करती है। बदले में, सक्रिय प्रणालियों में संग्राहक शामिल होते हैं जो सौर विकिरण को ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं, साथ ही फोटोकल्स जो इसे बिजली में परिवर्तित करते हैं। आइए नवीकरणीय ताप स्रोतों का उचित उपयोग कैसे करें, इस पर करीब से नज़र डालें।

निष्क्रिय प्रणालियाँ

ऐसी प्रणालियों में सौर भवन शामिल हैं। ये स्थानीय जलवायु क्षेत्र की सभी विशेषताओं को ध्यान में रखकर बनाई गई इमारतें हैं। उनके निर्माण के लिए, ऐसी सामग्रियों का उपयोग किया जाता है जो आवासीय और औद्योगिक परिसरों को गर्म करने, ठंडा करने और प्रकाश व्यवस्था के लिए सभी तापीय ऊर्जा का अधिकतम उपयोग करना संभव बनाती हैं। इनमें निम्नलिखित निर्माण प्रौद्योगिकियां और सामग्रियां शामिल हैं: इन्सुलेशन, लकड़ी के फर्श, प्रकाश-अवशोषित सतहें, और इमारत का दक्षिण की ओर उन्मुखीकरण।

ऐसे सौर सिस्टम सौर ऊर्जा के अधिकतम उपयोग की अनुमति देते हैं, और वे ऊर्जा लागत को कम करके अपने निर्माण की लागत का तुरंत भुगतान करते हैं। वे पर्यावरण के अनुकूल हैं और आपको ऊर्जा स्वतंत्रता बनाने की भी अनुमति देते हैं। यही कारण है कि ऐसी प्रौद्योगिकियों का उपयोग बहुत आशाजनक है।

सक्रिय प्रणालियाँ

इस समूह में घर में गर्मी की आपूर्ति और गर्म पानी की आपूर्ति के लिए कलेक्टर, बैटरी, पंप, पाइपलाइन शामिल हैं। पहले सीधे घरों की छतों पर स्थापित किए जाते हैं, और बाकी बेसमेंट में स्थित होते हैं जिनका उपयोग गर्म पानी की आपूर्ति और हीटिंग के लिए किया जाता है।

सौर फोटोकल्स

सभी सौर ऊर्जा को अधिक कुशलता से प्राप्त करने के लिए, सौर ऊर्जा स्रोतों जैसे फोटोसेल, या जैसा कि उन्हें सौर सेल भी कहा जाता है, का उपयोग किया जाता है। उनकी सतह पर अर्धचालक होते हैं, जो सूर्य की किरणों के संपर्क में आने पर गति करना शुरू कर देते हैं और इस तरह विद्युत प्रवाह उत्पन्न करते हैं। वर्तमान पीढ़ी के इस सिद्धांत में कोई रासायनिक प्रतिक्रिया नहीं होती है, जो फोटोकल्स को लंबे समय तक संचालित करने की अनुमति देता है।

सौर ऊर्जा स्रोतों के रूप में ऐसे फोटोवोल्टिक कन्वर्टर्स का उपयोग करना आसान है क्योंकि वे वजन में हल्के होते हैं, रखरखाव में आसान होते हैं और सौर ऊर्जा का उपयोग करने में भी बहुत कुशल होते हैं।

आज, पृथ्वी पर सौर ऊर्जा के स्रोत के रूप में सौर पैनलों का उपयोग तुर्की, मिस्र और एशियाई देशों जैसे गर्म देशों में गर्म पानी, हीटिंग और बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। हमारे क्षेत्र में, स्वायत्त विद्युत प्रणालियों, कम-शक्ति वाले इलेक्ट्रॉनिक्स और विमान ड्राइव को बिजली की आपूर्ति करने के लिए सूर्य का उपयोग ऊर्जा स्रोत के रूप में किया जाता है।

सौर संग्राहक

संग्राहकों द्वारा सौर ऊर्जा का उपयोग यह है कि वे विकिरण को ऊष्मा में परिवर्तित करते हैं। इन्हें निम्नलिखित मुख्य समूहों में विभाजित किया गया है:

• फ्लैट सौर संग्राहक. वे सबसे आम हैं. घरेलू हीटिंग आवश्यकताओं के साथ-साथ गर्म पानी की आपूर्ति के लिए पानी गर्म करने के लिए उनका उपयोग करना सुविधाजनक है;
• वैक्यूम संग्राहक. पानी की आवश्यकता होने पर इनका उपयोग घरेलू जरूरतों के लिए किया जाता है उच्च तापमान. इनमें कई कांच की नलियां होती हैं, जिनसे गुजरते हुए सूर्य की किरणें उन्हें गर्म करती हैं, और वे बदले में, पानी को गर्मी देती हैं;
• हवाई सौर संग्राहक. इनका उपयोग वायु तापन, वायु द्रव्यमान पुनर्प्राप्ति और सुखाने वाले प्रतिष्ठानों के लिए किया जाता है;
• एकीकृत संग्राहक. सबसे सरल मॉडल. इनका उपयोग पानी को पहले से गर्म करने के लिए किया जाता है, उदाहरण के लिए, गैस बॉयलर के लिए। रोजमर्रा की जिंदगी में, गर्म पानी को एक विशेष टैंक - भंडारण टैंक में एकत्र किया जाता है और फिर विभिन्न जरूरतों के लिए उपयोग किया जाता है।

संग्राहकों द्वारा सौर ऊर्जा का उपयोग तथाकथित मॉड्यूल में संचय करके किया जाता है। इन्हें इमारतों की छत पर स्थापित किया जाता है और इसमें कांच की ट्यूब और प्लेटें होती हैं, जिन्हें अधिक सूर्य के प्रकाश को अवशोषित करने के लिए काले रंग से रंगा जाता है।

सौर संग्राहकों का उपयोग गर्म पानी की आपूर्ति और आवासीय भवनों को गर्म करने के लिए पानी गर्म करने के लिए किया जाता है।

सौर ऊर्जा संस्थापन के लाभ

• वे पूरी तरह से स्वतंत्र और अटूट हैं;
• उपयोग करने के लिए पूरी तरह से सुरक्षित हैं;
• स्वायत्त;
• किफायती, चूंकि धन केवल स्थापना के लिए उपकरणों की खरीद पर खर्च किया जाता है;
• उनका उपयोग बिजली वृद्धि की अनुपस्थिति के साथ-साथ बिजली आपूर्ति में स्थिरता की गारंटी देता है;
• टिकाऊ;
• उपयोग और रखरखाव में आसान।

ऐसे प्रतिष्ठानों का उपयोग करके सौर ऊर्जा का उपयोग हर साल लोकप्रियता प्राप्त कर रहा है। सौर पैनल हीटिंग और गर्म पानी की आपूर्ति पर बहुत सारा पैसा बचाना संभव बनाते हैं; इसके अलावा, वे पर्यावरण के अनुकूल हैं और मानव स्वास्थ्य को नुकसान नहीं पहुंचाते हैं।

वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत के रूप में सौर ऊर्जा का उपयोग हजारों वर्षों से किया जा रहा है। एकमात्र चीज़ जो बदलती है वह है उपयोग किए गए उपकरणों की तकनीक और दक्षता। सौर ऊर्जा एक नवीकरणीय स्रोत है, जिसका अर्थ है कि इसे पुनर्स्थापित किया जा सकता है सहज रूप में, मानवीय हस्तक्षेप के बिना। फायदे में पर्यावरण मित्रता, असीमित संभावनाएं, सुरक्षा और उपयोग की अद्वितीय दक्षता शामिल हैं।

यह साबित हो चुका है कि "फायर डिस्क" का 1 एम 2 लगभग 63 किलोवाट ऊर्जा जारी करता है, जो दस लाख प्रकाश बल्बों की शक्ति के बराबर है। सामान्य तौर पर, सूर्य पृथ्वी को 80,000 अरब किलोवाट प्रदान करता है, और यह ग्रह पर मौजूद सभी बिजली संयंत्रों की शक्ति से कई गुना अधिक है। यही कारण है कि सौर ऊर्जा का व्यावहारिक अनुप्रयोग आधुनिक समाज के लिए मुख्य चुनौतियों में से एक है।

रूपांतरण सुविधाएँ

आधुनिक विज्ञान का दोष सौर ऊर्जा का सीधे उपभोग करने में असमर्थता है। इस कारण से, सौर ऊर्जा को विद्युत या तापीय ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए विशेष उपकरण विकसित किए गए हैं। पहला उल्लेख बैटरियों का है, और दूसरा उल्लेख संग्राहकों का है।

आज, कई रूपांतरण विकल्प विकसित किए गए हैं:

• तापीय वायु ऊर्जा. यह एक टर्बोजेनरेटर में निर्देशित हवा का प्रवाह उत्पन्न करने के लिए सौर ऊर्जा के उपयोग पर आधारित है। गुब्बारे-प्रकार के बिजली संयंत्र, जिनमें एक विशेष कोटिंग के साथ गुब्बारे की सतह को गर्म करके जल वाष्प उत्पन्न किया जाता है, लोकप्रिय हो रहे हैं। तकनीक का लाभ सूरज की रोशनी की अनुपस्थिति में अंधेरे में भी सिस्टम के संचालन को सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक मात्रा में भाप जमा करने की क्षमता है।
• फोटोवोल्टिक. तकनीक की ख़ासियत फोटोवोल्टिक आधार वाले विशेष पैनलों का उपयोग है। प्रतिनिधि सौर पैनल हैं. उत्पाद सिलिकॉन पर आधारित हैं, और कामकाजी सतह की मोटाई एक मिलीमीटर का कई दसवां हिस्सा है। संरचनाओं को कहीं भी रखा जा सकता है। मुख्य शर्त किरणों का अधिकतम सेवन है।

फोटोग्राफिक प्लेटों के अलावा, पतले-फिल्म पैनलों का उपयोग सौर ऊर्जा को परिवर्तित करने के लिए किया जा सकता है। उनका मुख्य नुकसान उनकी कम दक्षता है।

• हेलियोट्रेमल ऊर्जा- एक दिशा, जिसका सार सतह द्वारा प्रकाश का अवशोषण है जिसके बाद हीटिंग के लिए गर्मी पर ध्यान केंद्रित किया जाता है। घरेलू क्षेत्र में, इस प्रकार के सौर ऊर्जा रूपांतरण का उपयोग हीटिंग के लिए किया जाता है। उद्योग में, इस तकनीक का उपयोग ऊष्मा इंजनों का उपयोग करके बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जाता है।

सौर ऊर्जा का उपयोग कैसे किया जा सकता है?

सौर ऊर्जा का उपयोग दो प्रकार की प्रणालियों - निष्क्रिय और सक्रिय - का उपयोग करके संभव है। आइए उन पर करीब से नज़र डालें।

निष्क्रिय- सिस्टम जो किसी भी जटिल परिवर्तन के लिए प्रदान नहीं करते हैं। एक उदाहरण एक धातु का कंटेनर है जिसे काले रंग से रंगा गया है और पानी से भरा हुआ है। सूर्य की किरणें सतह से टकराती हैं, धातु को गर्म करती हैं, और इसके साथ अंदर के तरल को भी। निष्क्रिय ऊर्जा के उपयोग के अधिक उन्नत तरीके भी हैं, जो संरचनाओं के डिजाइन, निर्माण सामग्री के चयन, जलवायु नियंत्रण और अन्य कार्यों के लिए हैं। अधिकतर, निष्क्रिय प्रणालियों का उपयोग इमारतों को ठंडा करने, गर्म करने या प्रकाश व्यवस्था के लिए किया जाता है।

सक्रिय- ऐसे उपकरण जिनमें सौर ऊर्जा को परिवर्तित करने के लिए विशेष संग्राहकों का उपयोग किया जाता है। उत्तरार्द्ध की ख़ासियत सूर्य की किरणों का अवशोषण और उनके बाद गर्मी में रूपांतरण है, जो शीतलक की मदद से इमारतों या पानी को हीटिंग प्रदान करती है। आज, सौर संग्राहकों का उपयोग गतिविधि के कई क्षेत्रों में किया जाता है - कृषि, घरेलू और अन्य क्षेत्र जहां गर्मी की आवश्यकता होती है।

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सौर कलेक्टर के संचालन के सिद्धांत का अभ्यास में परीक्षण करना आसान है - बस एक वस्तु को खिड़की पर रखें और सुनिश्चित करें कि सूर्य की किरणें उस पर पड़ें। उत्पाद बाहर शून्य से नीचे के तापमान पर भी गर्म होता है। यह कलेक्टर का उपयोग करके सौर ऊर्जा का उपयोग करने की ख़ासियत है।

यह उपकरण एक थर्मल इंसुलेटेड प्लेट पर आधारित है, जो गर्मी-संचालन सामग्री का उपयोग करके बनाया गया है। यह ऊपर से ढका हुआ है गहरा रंग. सूर्य की किरणें मध्यवर्ती तत्व से होकर गुजरती हैं, प्लेट को गर्म करती हैं, और फिर संचित तापीय ऊर्जा का उपयोग इमारत को गर्म करने के लिए किया जाता है। गर्म प्रवाह की दिशा पंखे का उपयोग करके या प्राकृतिक रूप से संभव है।

सिस्टम का नुकसान पंखे की खरीद और स्थापना के लिए अतिरिक्त लागत की आवश्यकता है। इसके अलावा, सौर संग्राहक केवल दिन के उजाले के दौरान ही प्रभावी होते हैं, इसलिए मुख्य ताप स्रोत को पूरी तरह से बदलना संभव नहीं है। डिवाइस की दक्षता बढ़ाने के लिए, कलेक्टर को वेंटिलेशन या गर्मी के मुख्य स्रोत में स्थापित करना आवश्यक है।

ऐसे संग्राहक दो प्रकार के होते हैं:

1. समतल। ऐसे उपकरणों में सौर ऊर्जा अवशोषक, एक कोटिंग (धातु कणों की कम सामग्री वाला ग्लास का उपयोग किया जाता है), एक थर्मल इन्सुलेशन परत और एक पाइपलाइन शामिल होती है। कलेक्टर पकड़ लेता है सूरज की किरणेंऔर तापीय ऊर्जा उत्पन्न करता है। स्थापना स्थान: छत. इस मामले में, बैटरी को सतह में बनाया जा सकता है या एक अलग तत्व का रूप ले सकता है।
2. वैक्यूम। सौर संग्राहकों की ख़ासियत उनकी बहुमुखी प्रतिभा और पूरे वर्ष उपयोग करने की क्षमता है। वे बोरोसिलिकेट ग्लास से युक्त वैक्यूम ट्यूबों पर आधारित हैं। सूर्य के प्रकाश की अनुभूति को बेहतर बनाने के लिए दीवार के अंदर एक विशेष लेप लगाया जाता है। इस डिज़ाइन का उद्देश्य किरणों के परावर्तन को कम करना है। अधिक दक्षता के लिए, ट्यूबों के बीच की जगहों में एक वैक्यूम होता है, जिसे बेरियम-प्रकार के गैस वितरक द्वारा बनाए रखा जाता है। वैक्यूम कलेक्टरों का लाभ यह है कि वे ठंड और बादल वाले मौसम में काम कर सकते हैं। बाद के मामले में, वे अवरक्त किरणों की ऊर्जा को अवशोषित करते हैं।

उद्योग और रोजमर्रा की जिंदगी में सबसे बड़ी मांग सौर पैनलों की है, जो सूर्य की ऊर्जा को गर्मी में परिवर्तित करते हैं। ऐसे उपकरण फाइटोइलेक्ट्रिक कन्वर्टर्स पर आधारित होते हैं।

लाभ- डिजाइन की सादगी, स्थापना में आसानी, न्यूनतम आवश्यकताओंरखरखाव के साथ-साथ संसाधन में भी वृद्धि हुई। सोलर पैनल लगाने के लिए किसी अतिरिक्त जगह की आवश्यकता नहीं होती है। सामान्य संचालन के लिए मुख्य शर्त प्रकाश के प्रति खुलापन और छायांकन का अभाव है। संसाधन दशकों तक चलता है, जो उत्पादों की ऐसी लोकप्रियता की व्याख्या करता है।

सौर ऊर्जा का उपयोग करने वाली बैटरियों के भी कई नुकसान हैं:

• प्रदूषण के प्रति संवेदनशीलता बढ़ी। इस कारण से, बैटरियों को 45 डिग्री के कोण पर स्थापित किया जाता है ताकि बर्फ और बारिश को सतह को साफ करने में मदद मिल सके।
• अत्यधिक ताप से बचें. यदि तापमान 100-125 डिग्री सेल्सियस तक पहुँच जाता है, तो अनुमेय तापमान में वृद्धि के कारण उपकरण बंद हो सकता है। ऐसे में एक खास कूलिंग सिस्टम की जरूरत होगी.
• उच्च कीमत। इस कमी को पूर्ण नहीं कहा जा सकता, क्योंकि सौर बैटरी में है दीर्घकालिकसेवा, और इसकी खरीद और स्थापना की लागत की भरपाई कई वर्षों के भीतर की जाती है।

परिणाम

आधुनिक समाज जानता है कि सौर ऊर्जा का उपयोग कहाँ किया जाता है और संचित अनुभव को व्यवहार में सक्रिय रूप से लागू करता है। विद्युत ऊर्जा, गर्मी और ठंडे कमरे उत्पन्न करने और वेंटिलेशन प्रदान करने के लिए "फायर डिस्क" क्षमताएं आवश्यक हैं। तेल और गैस की बढ़ती लागत के साथ, वैकल्पिक और अधिक किफायती स्रोतों की ओर धीरे-धीरे बदलाव हो रहा है। उदाहरण के लिए, जर्मनी में, लगभग आधे घर पानी गर्म करने के लिए सौर कलेक्टरों से सुसज्जित हैं। कई राज्यों में सौर ऊर्जा का उपयोग करने के उद्देश्य से विशेष कार्यक्रम हैं। और यह प्रवृत्ति हर साल गति पकड़ रही है।