सौर ऊर्जा प्रणाली | सौर ऊर्जा का इतिहास

सौर ऊर्जा प्रणाली

सौर ऊर्जा सूर्य से आने वाली प्रकाश और तापमान होती है जो पृथ्वी के जलवायु और मौसम को नियंत्रित करती है और जीवन को बढ़ावा देती है। यह एक अपशिष्ट ऊर्जा स्रोत है और थर्मोन्यूक्लियर प्रक्रिया से उत्पन्न होती है, जो प्रति सेकंड लगभग 650,000,000 टन हाइड्रोजन को हीलियम में परिवर्तित करती है। इस कार्य से बहुत सारा ताप और विद्युत-चुंबकीय विकिरण उत्पन्न होता है। उत्पन्न ताप सूर्य में रहता है और थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया और विद्युत-चुंबकीय विकिरण, दृश्य, इन्फ्रारेड और अल्ट्रावायलेट विकिरण अंतरिक्ष में सभी दिशाओं में प्रवाहित होता है। सौर ऊर्जा वास्तव में नाभिकीय ऊर्जा है। सभी तारों की तरह, सूर्य एक बड़ा गैसीय गोला है जो अधिकांशतः हाइड्रोजन और हीलियम गैस से बना है। सूर्य के आंतरिक सतह पर 25% हाइड्रोजन प्रति सेकंड 7 × 1011 किग्रा हाइड्रोजन की दर से हीलियम में फ्यूज हो रहा है।

केंद्र से ताप पहले फैलता है, फिर सूर्य की सतह पर भेजा जाता है, जहाँ यह 5800 K के तापमान पर बना रहता है। स्टेफन-बोल्ट्जमैन के नियम के अनुसार, सूर्य द्वारा छोड़ी गई कुल ऊर्जा, और इसलिए, पृथ्वी पर प्राप्त सौर ऊर्जा की मात्रा, इस सतह तापमान पर बहुत निर्भर करती है। आजकल सौर ऊर्जा प्रणाली बिजली उत्पादन या अन्य घरेलू उपयोग जैसे पानी को गर्म करने, खाना पकाने आदि में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। जैसा कि हम जानते हैं, उत्पन्न बिजली का बड़ा हिस्सा या बिजली थर्मल विद्युत संयंत्र (भारत में कुल शक्ति का 65% थर्मल विद्युत संयंत्र से उत्पन्न होता है) में प्रयोग किए जाने वाले कोयले पर निर्भर करता है। लेकिन मुख्य समस्या यह है कि थर्मल विद्युत संयंत्र में प्रयोग किए जाने वाला ईंधन कोयला है, जो सीमित मात्रा में उपलब्ध है और भविष्य में बिजली उत्पादन के लिए उपलब्ध नहीं हो सकता। यही कारण है कि सौर ऊर्जा प्रणाली महत्वपूर्ण हो रही है।

सौर ऊर्जा प्रणाली एक प्रदूषण-मुक्त ऊर्जा स्रोत है और हमेशा उपलब्ध है, क्योंकि सूर्य सौर ऊर्जा (जिसे अपशिष्ट ऊर्जा या गैर-पारंपरिक ऊर्जा के रूप में भी जाना जाता है) का एकमात्र स्रोत है, जो सौर प्रणाली के केंद्र में स्थित है और प्रतिदिन, प्रतिवर्ष विद्युत-चुंबकीय विकिरण के रूप में बहुत बड़ी और लगभग स्थिर दर से ऊर्जा प्रसारित करता है। सूर्य में बहुत बड़ी मात्रा में ऊर्जा है, लेकिन कुछ कारणों से पृथ्वी पर पूरी ऊर्जा नहीं उपयोग की जा सकती, जैसे-

• पृथ्वी अपने ध्रुवीय अक्ष के चारों ओर घूमती है।

• पृथ्वी के वायुमंडल के कारण।

• पृथ्वी सूर्य से दूर है।

लेकिन मुख्य बात यह है कि इन बाधाओं के बाद भी सूर्य की ऊर्जा पृथ्वी पर पहुंचती है, जो प्रदूषण-मुक्त बिजली उत्पादन के लिए पर्याप्त है। इस परिवर्तन के कारण हम थर्मल विद्युत संयंत्र, गैस विद्युत संयंत्र आदि का उपयोग कम कर रहे हैं और कोयला, पेट्रोलियम जैसे अपशिष्ट ऊर्जा स्रोतों को भविष्य के लिए आरक्षित कर रहे हैं। हाल के वर्षों में सौर ऊर्जा प्रणाली बिजली उत्पादन का प्राथमिक स्रोत बन गई है और दुनिया के लगभग सभी देश सौर ऊर्जा का अधिकतम उपयोग बिजली उत्पादन के लिए कर रहे हैं, जो बहुत कम लागत वाला है। सौर ऊर्जा प्रणाली का मुख्य लाभ यह है कि सूर्य का प्रकाश सभी जगह मुफ्त में उपलब्ध है। बिजली उत्पादन या सौर ऊर्जा को अन्य ऊर्जा के रूप में परिवर्तित करने के लिए पहले हम सौर पैनल पर भारी राशि निवेश करते हैं, जो सौर ऊर्जा को अन्य ऊर्जा के रूप में परिवर्तित करता है, लेकिन मुख्य लाभ यह है कि इसके बाद 40 से 50 वर्षों तक किसी तरह की मरम्मत की आवश्यकता नहीं होती।

सौर ऊर्जा का इतिहास

पहला सौर संग्राहक 1767 में स्विस वैज्ञानिक होरेस-बेनेडिक्ट डी सॉसुर द्वारा बनाया गया था, जिन्होंने तीन परतों के कांच से घिरे एक इन्सुलेटेड बॉक्स का उपयोग किया, जो ताप ऊर्जा अवशोषित करता था। उसके बाद सॉसुर का बॉक्स प्रसिद्ध हो गया और यह पहला सौर ओवन के रूप में जाना जाने लगा, जो 230 डिग्री फारेनहाइट के तापमान तक पहुंच सकता था। उसके बाद 1839 में सौर ऊर्जा के विकास में एक महत्वपूर्ण लंडमार्क फ्रांसीसी वैज्ञानिक एडमंड बेक्करेल द्वारा फोटोवोल्टेजिक प्रभाव की खोज के साथ हुआ। इसमें उन्होंने एक विद्युत-अपघट्य में रखे दो इलेक्ट्रोडों का उपयोग किया और उसे प्रकाश के संपर्क में लाया, जिसके परिणामस्वरूप बहुत अधिक विद्युत उत्पन्न हुआ। उसके बाद विभिन्न वैज्ञानिकों द्वारा समय-समय पर कई प्रयोग हुए और हमारी सौर ऊर्जा प्रणाली को अधिक बिजली उत्पादन के लिए सुधारा गया। लेकिन आज भी इस क्षेत्र में विज्ञानियों द्वारा यह प्रयास जारी है, कि पृथ्वी पर उपलब्ध सौर ऊर्जा का अधिकतम उपयोग कैसे किया जा सकता है।

1873 में, विलाउबी स्मिथ ने सिलिनियम नामक एक सामग्री की फोटोकंडक्टिविटी की खोज की। 1887 में हेनरिच हर्ट्ज ने यह खोज की कि अल्ट्रावायलेट किरणों की क्षमता दो इलेक्ट्रोडों के बीच एक चिंगारी को छलांग मारने में है। 1891 में पहला सौर हीटर बनाया गया। 1893 में पहला सौर सेल पेश किया गया। 1908 में विलियम जे. बेलीज़ ने तांबे के कोइल और बॉक्स से बना एक तांबे का संग्राहक आविष्कार किया। 1958 में, अंतरिक्ष में सौर ऊर्जा का उपयोग किया गया। 1970 के दशक में, एक्सोन कॉर्पोरेशन ने एक कुशल सौर पैनल डिजाइन किया, जिसका निर्माण कम लागत से किया जा सकता था। सौर पैनल के कम लागत निर्माण प्रक्रिया सौर ऊर्जा के इतिहास का एक प्रमुख मील का पत्थर बन गई। 1977 में, संयुक्त राज्य अमेरिका की सरकार ने सौर ऊर्जा का उपयोग करने को स्वीकार किया और सौर ऊर्जा अनुसंधान संस्थान की स्थापना की। 1981 में, पॉल मैकरेडी ने पहला सौर ऊर्जा से संचालित विमान बनाया। 1982 में ऑस्ट्रेलिया में पहले सौर ऊर्जा से संचालित कारों का विकास हुआ। 1999 में 20 किलोवाट से अधिक उत्पादन करने वाला सबसे बड़ा संयंत्र विकसित किया गया।

1999 में, 36 प्रतिशत की फोटोवोल्टेजिक क्षमता वाला सबसे कुशल सौर सेल विकसित किया गया, अब आज हम सौर ऊर्जा से 200 मेगावाट से 600 मेगावाट बिजली उत्पादित करते हैं, जैसे भारत के गुजरात सौर पार्क, जो गुजरात क्षेत्र के चारों ओर स्थित सौर खेतों का एक संग्रह है, जिसकी सामान्य स्थापित क्षमता 605 मेगावाट है और चीन का गोलमुद सौर पार्क, जिसकी स्थापित क्षमता 200 मेगावाट है।

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