फोटोवोल्टाइक विद्युत उत्पादन नामक तकनीक अर्धचालक इंटरफ़ेस पर फोटोवोल्टाइक प्रभाव का उपयोग करके प्रकाश ऊर्जा को सीधे बिजली में परिवर्तित करती है। सौर सेल पैनल (मॉड्यूल), नियंत्रक और इन्वर्टर इसके तीन प्राथमिक घटक हैं। इसके अधिकांश भाग इलेक्ट्रॉनिक घटकों से बने होते हैं। एक बड़े क्षेत्रफल वाले सौर सेल मॉड्यूल को सौर सेलों को श्रृंखला में जोड़कर, सुरक्षा के लिए उन्हें आवरण में बंद करके और विद्युत नियंत्रक और अन्य पुर्जे जोड़कर बनाया जाता है।
1. सौर ऊर्जा उत्पन्न करने की प्रक्रिया क्या है?
फोटोवोल्टाइक विद्युत उत्पादन सौर ऊर्जा को सीधे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने की प्रक्रिया है।
फोटोवोल्टाइक ऊर्जा वर्तमान में सौर बिजली उत्पादन का सबसे प्रचलित तरीका है। परिणामस्वरूप, सौर ऊर्जा को अब आमतौर पर फोटोवोल्टाइक ऊर्जा उत्पादन के रूप में जाना जाता है।
2. सौर सेल बिजली कैसे उत्पन्न करते हैं?
फोटोवोल्टाइक सेल फोटोवोल्टाइक ऊर्जा उत्पादन इकाई का सबसे बुनियादी प्रकार है, क्योंकि यह एक अर्धचालक उपकरण है जो सौर विकिरण ऊर्जा से प्रकाश और बिजली को सीधे प्रत्यक्ष धारा में परिवर्तित करता है।
क्रिस्टलीय सिलिकॉन को विशिष्ट तत्वों (जैसे फास्फोरस, बोरॉन आदि) के साथ डोप करने से पदार्थ के आणविक आवेश में लगातार असंतुलन पैदा होता है, जिसके परिणामस्वरूप अद्वितीय विद्युत गुणों वाला एक अर्धचालक पदार्थ बनता है जो फोटोवोल्टिक कोशिकाओं की विशिष्ट विद्युत विशेषताओं के लिए जिम्मेदार होता है।
सूर्य के प्रकाश के संपर्क में आने पर, अद्वितीय विद्युत गुणों वाले अर्धचालक मुक्त आवेश उत्पन्न कर सकते हैं। जब इनके सिरे बंद होते हैं, तो मुक्त आवेश एकत्रित होकर एक निश्चित दिशा में गति करते हैं, जिससे विद्युत ऊर्जा उत्पन्न होती है।
3. फोटोवोल्टाइक विद्युत उत्पादन से क्या लाभ मिलते हैं?
1). चौड़ाई
पृथ्वी की सतह सूर्य के प्रकाश से प्रकाशित होती है, और इसका उपयोग भौगोलिक स्थिति की परवाह किए बिना किया जा सकता है—चाहे वह भूमि हो, समुद्र हो, पहाड़ हो या समतल भूमि। हालांकि विकिरण की अवधि और तीव्रता भिन्न-भिन्न होती है, लेकिन यह व्यापक रूप से फैली होती है और मौसम या स्थान से प्रभावित नहीं होती है।
2). स्थिरता और अनंतता
इस दर से सूर्य इतनी परमाणु ऊर्जा उत्पन्न करता है कि उससे अरबों वर्षों तक हाइड्रोजन का भंडारण किया जा सकता है। आज के गंभीर पारिस्थितिक क्षरण को देखते हुए, सौर ऊर्जा एक पूरी तरह से स्वच्छ, नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत है जिसकी आपूर्ति असीमित है।
3). अनुकूलनीय स्थापना स्थल
खुली छत का लाभ यह है कि इमारत की दिशा से उस पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता, जिससे लंबे समय तक अंदरूनी हिस्से में रोशनी पहुंचती है और छाया का व्यवधान कम होता है। आवासीय भवनों की छतों के अलावा, सौर ऊर्जा का उपयोग औद्योगिक भवनों में भी किया जाता है, जहां सौर ऊर्जा का उपयोग संयंत्र की विद्युत आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए ऊर्जा उत्पन्न करने में किया जाता है। ग्रामीण पुनर्वास के संदर्भ में, छत पर वितरित सौर ऊर्जा प्रौद्योगिकी का विकास काउंटी-व्यापी बिजली खपत की समस्या का प्रभावी ढंग से समाधान भी कर सकता है।
4). हरा-भरा
स्वाभाविक रूप से, टीवी की तेज़ आवाज़ और चमकदार स्क्रीन से बिजली की खपत अधिक होती है। चमक और आवाज़ कम करने से न केवल आँखों और कानों की सुरक्षा होती है, बल्कि बिजली की बचत भी होती है।
5) देश की ऊर्जा सुरक्षा को बढ़ाना
जीवाश्म ईंधन से बिजली उत्पादन पर निर्भरता कम करके और इस प्रकार ऊर्जा संकट और ईंधन बाजार की अस्थिरता को रोककर लोग राष्ट्रीय ऊर्जा सुरक्षा में सुधार कर सकते हैं। यह सौर ऊर्जा उत्पादन के उपयोग के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है।
6). न्यूनतम रखरखाव और संचालन व्यय
फोटोवोल्टाइक विद्युत उत्पादन प्रणाली मजबूत और भरोसेमंद है, और इसमें यांत्रिक संचरण भागों की आवश्यकता नहीं होती है। स्वचालित नियंत्रण तकनीक के व्यापक उपयोग के साथ, फोटोवोल्टाइक विद्युत उत्पादन प्रणालियों का एक समूह सौर सेल मॉड्यूल की उपलब्धता तक बिजली का उत्पादन कर सकता है। इसके परिणामस्वरूप रखरखाव लागत काफी कम हो जाती है और इसे बिना किसी पर्यवेक्षण के पूरा किया जा सकता है।
4. सौर ऊर्जा उत्पादन की कितनी प्रकार की परियोजनाएं हैं?
सौर ऊर्जा परियोजनाओं को उनके लेआउट के आधार पर "वितरित" या "केंद्रीकृत" के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है।
वितरित: उपयोगकर्ता के स्थान पर स्थापित या बिजली ग्रिड से जुड़े विशिष्ट आकार के फोटोवोल्टिक विद्युत संयंत्रों को वितरित फोटोवोल्टिक विद्युत संयंत्र कहा जाता है। इस प्रकार का विद्युत संयंत्र आस-पास के लोगों को सीधे बिजली प्रदान कर सकता है और आमतौर पर इसे जमीन, दीवार या छत पर लगाया जाता है।
केंद्रीकृत: मुख्य रूप से पहाड़ों और रेगिस्तानों जैसे विशाल क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। कई फोटोवोल्टिक पैनलों या सौर ट्रैकिंग प्रणालियों के उपयोग से, इस प्रकार का विद्युत संयंत्र सौर ऊर्जा को एकत्रित करता है और उसे बिजली में परिवर्तित करता है, जिसे बिजली उत्पादन स्थल से दूर रहने वाले उपभोक्ताओं तक भेजा जाता है।
भवन-एकीकृत फोटोवोल्टिक विद्युत संयंत्र: ये सौर ऊर्जा उत्पादन तकनीक को भवन की वास्तुकला के साथ एकीकृत करके बनाए जाते हैं, जिससे सौर प्रणाली संरचना का अभिन्न अंग बन जाती है। इस प्रकार के विद्युत संयंत्र को भवन की बालकनी, कर्टेन वॉल, छत या अन्य स्थानों पर स्थापित किया जा सकता है।
सौर ऊर्जा संयंत्रों को तकनीकी विशेषताओं और अनुप्रयोग परिदृश्यों के आधार पर निम्नलिखित समूहों में भी विभाजित किया जा सकता है:
घरेलू उपयोग के लिए सौर ऊर्जा स्टेशन: मुख्य रूप से आवासीय भवनों में उपयोग किया जाने वाला यह एक लघु-स्तरीय वितरित सौर ऊर्जा उत्पादन प्रणाली है। अपनी बिजली की जरूरतों को पूरा करने के लिए, गृहस्वामी अपनी छतों पर सौर पैनल लगा सकते हैं और नवीकरणीय ऊर्जा उत्पन्न कर सकते हैं।
वाणिज्यिक सौर ऊर्जा विद्युत स्टेशन: आकार के मामले में ये केंद्रीकृत और आवासीय सौर ऊर्जा विद्युत स्टेशनों के बीच आते हैं, और ये वाणिज्यिक भवनों, औद्योगिक पार्कों और अन्य स्थानों में उपयोग के लिए उपयुक्त हैं।
ग्रामीण क्षेत्रों में सौर ऊर्जा संयंत्र: इनका उपयोग मुख्य रूप से ग्रामीण क्षेत्रों में किया जाता है, जहां ये किसानों को स्वच्छ ऊर्जा प्रदान करते हैं और बिजली की कमी की समस्या का समाधान करते हैं।
ग्रामीण क्षेत्रों में सौर ऊर्जा संयंत्र: इनका उपयोग मुख्य रूप से ग्रामीण क्षेत्रों में किया जाता है, जहां ये किसानों को स्वच्छ ऊर्जा प्रदान करते हैं और बिजली की कमी की समस्या का समाधान करते हैं।
सार्वजनिक सुविधा वाला सौर ऊर्जा विद्युत स्टेशन: यह उन स्थानों पर सौर ऊर्जा उत्पादन प्रौद्योगिकी के उपयोग का वर्णन करता है जहां आम जनता मौजूद होती है, जैसे बस टर्मिनल, स्कूल और अस्पताल।
तैरता हुआ फोटोवोल्टिक पावर स्टेशन: इस प्रकार की बिजली उत्पादन प्रणाली का उपयोग मुख्य रूप से जलाशयों, झीलों और पानी के अन्य निकायों में किया जाता है जहां फोटोवोल्टिक पैनल पानी की सतह पर स्थापित किए जाते हैं।
5. फोटोवोल्टाइक ऊर्जा को कम कार्बन उत्सर्जन वाला और हरित ऊर्जा स्रोत क्या बनाता है?
वर्ल्ड वाइड फंड फॉर नेचर (डब्ल्यूडब्ल्यूएफ) के शोध परिणामों के अनुसार, 1 किलोवाट का फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन तंत्र स्थापित करने से एक वर्ष में 1200 किलोवाट-घंटे बिजली का उत्पादन हो सकता है, कोयले (मानक कोयले) की खपत लगभग 400 किलोग्राम कम हो सकती है और कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन लगभग 1 टन कम हो सकता है। फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन से ऊर्जा, पर्यावरण संरक्षण और आर्थिक दृष्टि से महत्वपूर्ण लाभ मिलते हैं। यह हमारे देश में सर्वोत्तम गुणवत्ता वाली हरित ऊर्जा स्रोतों में से एक है।
सौर ऊर्जा उत्पादन जैसे नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों का विकास, धुंध और अम्लीय वर्षा जैसी पर्यावरणीय समस्याओं से निपटने के प्रभावी तरीकों में से एक है। वर्ल्ड वाइड फंड फॉर नेचर (डब्ल्यूडब्ल्यूएफ) के शोध परिणामों के अनुसार, एक वर्ग मीटर का सौर ऊर्जा उत्पादन प्रणाली स्थापित करना 100 वर्ग मीटर के पेड़ लगाने के बराबर है।
