भविष्य की ऊर्जा, आज: सौर पैनलों और हेलीओस्टैट्स कैसे काम करते हैं?

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अक्षय संसाधनों। यह एक समस्या है जो हम हर दिन सामना करते हैं चाहे हमें इसका एहसास हो या न हो। गैस हैंडल के प्रत्येक पंप के साथ, कार के त्वरक के हर प्रेस के साथ, हमारे स्मार्टफोन चार्जर के हर प्लग के साथ, हम ईंधन की खपत कर रहे हैं। और एक दिन, वह ईंधन खत्म हो जाएगा। तो हम उस एक ऊर्जा स्रोत का उपयोग क्यों नहीं करते हैं जो बाहर नहीं चला है - सूर्य?

सूर्य एक शानदार इकाई है। यह दुनिया को सभ्यता की शक्ति प्रदान करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा प्रदान करता है। एकमात्र समस्या यह है कि हम उस ऊर्जा को कैसे पकड़ते हैं और उसका दोहन करते हैं? यदि हम इसे एक उपयोगी माध्यम में परिवर्तित नहीं कर सकते हैं तो अच्छी ऊर्जा का एक गुच्छा क्या है? इसमें समस्या निहित है, और जितना आप कल्पना कर सकते हैं उससे अधिक कठिन है।

“एक मिनट रुकिए" तुम कहो, "1980 के दशक से हमारे पास वाणिज्यिक सौर ऊर्जा थी!"और आप यह कहना सही होगा। हालाँकि, यह समस्या नहीं है किस तरह सूर्य की ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करना। हम पहले से ही जानते हैं कि यह कैसे करना है - बस एक स्तर पर नहीं जो बड़े पैमाने पर भस्म हो सकता है। सौर ऊर्जा की सीमाओं को समझने के लिए, हमें यह जानना होगा कि सौर पैनल कैसे काम करते हैं।

इसलिए मेरे साथ जुड़ें जैसे मैं सौर ऊर्जा के आंतरिक कामकाज में खुदाई करता हूं। आइए धूप को एक व्यवहार्य ईंधन स्रोत में बदलने की प्रक्रिया में एक करीब से देखें।

सौर ऊर्जा शुरू होती है, जैसा कि आप सूरज के साथ, उम्मीद करेंगे। आकाश में लटकी आग की वह विशालकाय गेंद ऊर्जा का सही स्रोत है। कोयले के विपरीत, सूर्य कार्बन डाइऑक्साइड के साथ हमारे वातावरण को बंद नहीं करता है। यह आसानी से सुलभ है, इसलिए हमें दुनिया भर में ड्रिलिंग करने नहीं जाना है। सौर ऊर्जा के साथ काम करना मनुष्यों के लिए कोई खतरा नहीं है (शायद कभी-कभार धूप के अलावा)।

और सबसे बढ़कर, सौर ऊर्जा मुक्त है। वास्तविक रिसेप्टर्स के निर्माण और उपकरणों को बनाए रखने के अलावा, सौर ऊर्जा की इसके साथ कोई लागत नहीं है।

तो यह सब कैसे काम करता है?

ऊर्जा हमारे चारों ओर विभिन्न रूपों में है। प्रकाश ऊर्जा है। ऊष्मा ऊर्जा है। आंदोलन ऊर्जा है। शांति (संभावित) ऊर्जा है। सूरज प्रकाश की एक विशाल मात्रा को बंद कर देता है और हमारा लक्ष्य उस प्रकाश ऊर्जा को किसी ऐसी चीज में परिवर्तित करना है जिसका हम उपयोग कर सकते हैं, जिसका नाम है विद्युत ऊर्जा।

ज्यादातर मामलों में, जब प्रकाश किसी वस्तु से टकराता है, तो वह ऊष्मा ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है। अपनी अंतिम समुद्र तट यात्रा पर वापस जाएं। जैसे ही आप धूप में बाहर निकले, आपकी त्वचा गर्म हो गई। यह जीवन का एक साधारण तथ्य है जिसे हम सभी अनुभव करते हैं। लेकिन कुछ ऐसी सामग्रियां मौजूद हैं जो प्रकाश को ऊष्मा के अलावा ऊर्जाओं में परिवर्तित करती हैं। सिलिकॉन उन सामग्रियों में से एक है।

जब प्रकाश सिलिकॉन से टकराता है, तो वह ऊष्मा के रूप में नहीं फैलता है। इसके बजाय, सिलिकॉन अणु में इलेक्ट्रॉन एक विद्युत प्रवाह का निर्माण करते हुए, चारों ओर घूमते हैं। इस तरह से सिलिकॉन का उपयोग करने के लिए, हालांकि, आपको बड़े सिलिकॉन क्रिस्टल की आवश्यकता होती है जो बिजली की ध्यान देने योग्य मात्रा का उत्पादन करने के लिए पर्याप्त बड़े होते हैं।

सौर प्रौद्योगिकी के पुराने संस्करणों में सिलिकॉन क्रिस्टल का उपयोग किया गया था। जैसा कि यह निकला, सौर प्रकाश रूपांतरण की यह विधि बहुत संभव नहीं है, क्योंकि बड़े सिलिकॉन क्रिस्टल को विकसित करना मुश्किल है। जब कोई चीज मुश्किल होती है, तो उसकी कीमत अधिक रहती है। यदि कीमत अधिक रहती है, तो व्यापक उपयोग की संभावना कम हो जाती है।

आजकल, सौर प्रौद्योगिकी एक अलग सामग्री का उपयोग करती है। यह नई सामग्री कॉपर, इंडियम, गैलियम और सेलेनियम से बनी है और इसे कॉपर-इंडियम-गैलियम-सेलेनाइड या CIGS नाम दिया गया है। सिलिकॉन के विपरीत, CIGS से बने क्रिस्टल छोटे और सस्ते होते हैं, लेकिन वे सौर प्रकाश को परिवर्तित करने में सिलिकॉन की तुलना में बहुत अधिक अक्षम होते हैं।

और आज हम यहां हैं। विश्व के ऊर्जा उत्पादन में सौर ऊर्जा का बहुत कम हिस्सा है, और यह वैज्ञानिकों के लिए इसी तरह रहेगा या तो एक नई सामग्री ढूंढें जो सिलिकॉन के साथ-साथ काम करती है या सस्ते सिलिकॉन के उत्पादन की एक विधि की खोज करती है क्रिस्टल।

चूंकि अभी सौर पैनल के रूप में अक्षम हैं, इसलिए कुछ तरीके हैं जो सौर ऊर्जा के कैप्चर और भंडारण को बेहतर बनाने के लिए उपयोग किए जाते हैं। एक तरीका बैटरी का उपयोग करना है जो ऊर्जा को संग्रहीत करता है, खपत की अनुमति देता है जब कोई सूरज नहीं है - रात में और बादल दिनों के दौरान। एक अन्य तरीका एक हेलियोस्टेट का उपयोग करना है।

हेलीओस्टेट क्या है? आप इसे एक बड़े दर्पण (या कई दर्पण) के रूप में सोच सकते हैं जो एक घूर्णन ध्रुव या मंच (या कई ध्रुवों और प्लेटफार्मों) से जुड़ा हुआ है। सौर पैनलों के विपरीत, हेलियोस्टैट्स सूर्य को सीधे अवशोषित नहीं करते हैं; इसके बजाय, वे सूर्य के प्रकाश को पुनर्निर्देशित करने के लिए दर्पण का उपयोग करते हैं और इसे अवशोषण के लिए स्थिर सौर पैनलों पर लक्षित करते हैं।

हेलीओस्टेट्स को ज्यादातर कंप्यूटर द्वारा नियंत्रित किया जाता है। इन कंप्यूटरों को डेटा के कुछ टुकड़े (हेलियोस्टेट के स्थान, सौर का स्थान) खिलाया जाता है पैनल, समय और तारीख) और डेटा को तब तक क्रंच किया जाता है जब तक कि कंप्यूटर सूर्य की स्थिति की गणना नहीं कर सकता आकाश। एक बार ऐसा करने के बाद, कंप्यूटर दर्पण के कोण को समायोजित कर देता है, ताकि सूरज का प्रकाश उसमें से उछल जाए और लक्ष्य सौर पैनल से टकरा जाए।

हेलियोस्टैट का सबसे बड़ा लाभ यह है कि उनमें से एक भीड़ को एक एकल सौर रिसेप्टर के उद्देश्य से व्यवस्थित किया जा सकता है। जबकि आम तौर पर एक सौर पैनल को केवल सूर्य के प्रकाश का कुछ कवरेज प्राप्त हो सकता है, हेलिओस्टैट्स की एक व्यवस्था काफी हद तक प्रकाश की मात्रा को परिवर्तित कर सकती है।

लेकिन हेलीओस्टैट्स के साथ भी, सौर ऊर्जा को अभी भी एक लंबा रास्ता तय करना है, इससे पहले कि इसका व्यापक पैमाने पर उपयोग किया जा सके। यदि यह समस्या के लिए नहीं था परिवर्तित वास्तविक सूर्य का प्रकाश, सौर ऊर्जा हमारी सभ्यता के लिए सबसे अधिक नवीकरणीय, सबसे सस्ती और सबसे स्वस्थ पर्यावरण के लिए ईंधन होगी। यानी जब तक सूरज नहीं फटता।

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