रूस में सौर ऊर्जा: प्रौद्योगिकियां और संभावनाएं। रूस में बड़े सौर ऊर्जा संयंत्र

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

कई वर्षों से मानव जाति वैकल्पिक नवीकरणीय संसाधनों से सस्ती ऊर्जा प्राप्त करने के लिए चिंतित है। वायु द्रव्यमान का परिवर्तन, समुद्र की लहरों का ज्वार, भूतापीय जल - यह सब जीवाश्म ईंधन के विपरीत एक अतिरिक्त अटूट क्षमता के रूप में देखा जाता है।

सबसे आशाजनक अक्षय स्रोत सौर ऊर्जा है। आखिरकार, उसके पास एक विशाल संसाधन है, जो प्रकाश और गर्मी को वहन करता है, हमारे ग्रह पर सभी महत्वपूर्ण प्रणालियों को गति में स्थापित करता है। इसलिए मनुष्य ने इसमें अपने लिए अपार संभावनाएं देखी हैं। इस दिशा में कई कमियों के बावजूद, रूस में सौर ऊर्जा गति पकड़ रही है।

प्रकाश से बिजली कैसे बनती है

सूर्य के प्रकाश का विद्युत ऊर्जा में परिवर्तन प्रकाश-विद्युत प्रभाव कहलाता है। यह तब होता है जब एक अर्धचालक की सतह पर एक शक्तिशाली प्रकाश गिरता है, और इस मामले में सिलिकॉन।बहे। इसकी क्रिया के तहत, इलेक्ट्रॉनों को अलग कर दिया जाता है, जो विद्युत नामक आवेशित कणों की एक धारा होती है।

सूर्य लगातार भारी मात्रा में दीप्तिमान ऊर्जा उत्पन्न करता है। इसकी सतह का प्रत्येक वर्ग मीटर 63 मेगावाट अंतरिक्ष में छोड़ता है। बेशक, इस सारी ऊर्जा में बिजली पैदा करने के लिए आवश्यक दृश्यमान स्पेक्ट्रम नहीं है।

सूर्य और पृथ्वी के बीच की दूरी पार करने के बाद, चमकदार प्रवाह अपनी तीव्रता खो देता है, और हमारे ग्रह की सतह का एक वर्ग मीटर केवल 0.9 kW लेता है। लेकिन यह सब नुकसान नहीं है। सर्वश्रेष्ठ फोटोवोल्टिक सेल 18% प्रकाश उत्पादन को परिवर्तित कर सकते हैं।

इसलिए, सर्वोत्तम परिस्थितियों में, पीवी सेल 160 वाट प्रति वर्ग मीटर का उत्पादन करेंगे।

सौर ऊर्जा बाजार का नेतृत्व कौन करता है

आज सौर ऊर्जा के प्रसंस्करण में निर्विवाद नेता चीन है। इसका हिस्सा विश्व समुदाय को इस तरह से प्राप्त होने वाली कुल बिजली का 60% है। संयुक्त राज्य अमेरिका दूसरे स्थान पर है। वे 10.4% उत्पन्न करते हैं। भारत एक सम्मानजनक तीसरे स्थान पर है। इसकी हिस्सेदारी 7.8% है। जापान, जर्मनी और ब्राजील अवरोही क्रम में अनुसरण करते हैं। रूस में सौर ऊर्जा का विकास अभी तक इसे नेताओं में से एक बनने की अनुमति नहीं देता है। लेकिन क्या इसका मतलब यह है कि समशीतोष्ण जलवायु सबसे शक्तिशाली स्रोत के संसाधन के उचित उपयोग की अनुमति नहीं देती है?

रूस में पर्याप्त धूप है

ऊर्जा रणनीति संस्थान के अनुसार रूस में अपार संभावनाएं हैंसौर ऊर्जा, जो 2,300 बिलियन टन पारंपरिक ईंधन के बराबर व्यक्त की जाती है। आर्थिक संसाधन बहुत कम है - 12.5 मिलियन टन संदर्भ ईंधन। लेकिन यह पर्याप्त से अधिक है, यह देखते हुए कि 3 दिनों में सूर्य से प्राप्त ऊर्जा की मात्रा पारंपरिक तरीकों से एक वर्ष में उत्पन्न होने वाली सभी बिजली से अधिक होगी।

रूस की भौगोलिक स्थिति के कारण सौर विकिरण की मात्रा में बहुत उतार-चढ़ाव होता है। गर्म क्षेत्रों में, यह 1400 kWh/m2 है, और ठंडे क्षेत्रों में यह 810 kWh/m2 है। यह वर्ष के समय पर भी निर्भर करता है। गर्मियों के महीनों में यह अधिक होता है और सर्दियों में इसके विपरीत।

कुछ क्षेत्रों के लिए सौर ऊर्जा की संभावनाएं बहुत अधिक हैं।

इनमें शामिल हैं:

• सुदूर पूर्वी जिला;
• पश्चिमी और दक्षिणी साइबेरिया;
• काले और कैस्पियन समुद्र के आसपास के क्षेत्र।

एकीकृत ऊर्जा प्रणाली के संचालक के अनुसार, रूस में सौर ऊर्जा द्वारा उत्पादित बिजली का हिस्सा कुल का 0.03% है।

आज, रूस में 10 से अधिक सौर ऊर्जा संयंत्र संचालित हैं, जो कुल 72.5 मेगावाट की क्षमता का उत्पादन करते हैं।

रूस में सौर ऊर्जा का विकास

अब क्रीमिया प्रायद्वीप के क्षेत्र में बिजली संयंत्रों के निर्माण के लिए परियोजनाओं पर सक्रिय रूप से विचार किया जा रहा है। इसे ऊर्जा-स्वतंत्र बनाने के लिए अतिरिक्त 2.5 बिलियन किलोवाट बिजली उत्पन्न करना आवश्यक है। सौर और पवन ऊर्जा की मदद से इस आवश्यकता को आंशिक रूप से पूरा करने की योजना है, जो इसके अतिरिक्त196 मिलियन किलोवाट दें। सार्वजनिक ग्रिड के लिए।

रूस के अन्य हिस्सों में, विशेष रूप से, नरीमानोव शहर में, 25 मिलियन kWh/वर्ष की क्षमता वाला एक सौर ऊर्जा संयंत्र बनाने की योजना है। सुदूर पूर्व भी पीछे नहीं है। ऊर्जा की मांग को पूरा करने के लिए, सखा गणराज्य में 40 मेगावाट की क्षमता वाला एक सौर ऊर्जा संयंत्र बनाने की योजना है।

2018 के बाद और 5 परियोजनाओं को लागू किया जाएगा। इस प्रकार, रूस में बड़े सौर ऊर्जा संयंत्रों का निर्माण दूर नहीं है।

निजी घर के लिए स्वायत्त बिजली की आपूर्ति

पश्चिमी देश, जैसे जर्मनी, सौर पैनलों से बिजली की आपूर्ति के लिए एक निजी घर के रूपांतरण को प्रोत्साहित करते हैं। इसके अलावा, यदि किसी संसाधन का अधिशेष बनता है, तो उन्हें आबादी से खरीदा जाता है। इस प्रकार, दिन के समय उन्हें बिजली कंपनी को बेच दिया जाता है, और रात में, जब सूरज नहीं होता है, तो बिजली वापस खरीदी जाती है। रूस में, ऐसी प्रणाली काम नहीं करती है। हालांकि, अगर सोलर पैनल जरूरत से ज्यादा ऊर्जा पैदा करते हैं, तो इसे बैटरी में स्टोर किया जा सकता है।

सौर पैनलों की संख्या की गणना कैसे की जाती है

घर की आपूर्ति के लिए सौर पैनलों की संख्या की गणना करने के लिए, आपको यह पता लगाना होगा कि महीने के दौरान कितने किलोवाट खर्च किए गए थे। फिर परिणामी संख्या को 30 से विभाजित करें। यह प्रति दिन बिजली की आवश्यक मात्रा का औसत मूल्य होगा। बैटरी चार्ज करने के लिए पावर रिजर्व रखने के लिए, आपको 1, 6 का एक अतिरिक्त कारक लेने की आवश्यकता है। उसके बाद, आप सौर पैनल चुनना शुरू कर सकते हैं।

ऑटोनॉमस पावर सप्लाई सिस्टम के संचालन के लिए सोलर पैनल के अलावा आपके पास कम से कम एक इन्वर्टर जरूर होना चाहिए, जिसके बिना होम नेटवर्क में वोल्टेज सिर्फ 12 या 24 वोल्ट होगा।

सौर पैनल

सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा को परिवर्तित करने की घटना की खोज 19वीं शताब्दी में हुई थी। सेलेनियम का उपयोग अर्धचालक के रूप में किया जाता था जो बिजली उत्पन्न करता है। इसकी दक्षता लगभग 1% थी। इस समय के दौरान, प्रौद्योगिकी ने आगे कदम बढ़ाया है और निजी घरों के लिए आधुनिक सौर पैनलों की दक्षता 35% तक है। उनके डिजाइन के अनुसार, उन्हें 3 किस्मों में बांटा गया है:

1. मोनोक्रिस्टलाइन। इन पैनलों के फोटोकल्स एकल क्रिस्टल से बने होते हैं। उनके पास उच्चतम मूल्य और दक्षता है। इन उपकरणों को उनके गहरे नीले रंग से पहचाना जा सकता है।



2. पॉलीक्रिस्टलाइन। ये बैटरियां कई सिलिकॉन वेफर्स से बनी होती हैं, जो लाइट को बिजली में बदलने पर बुरा असर डालती हैं। हालांकि, कम लागत ने उनके व्यापक वितरण को प्रभावित किया। अक्सर, निजी घरों के लिए सौर पैनल इस प्रकार के स्थापित होते हैं।
3. पतली फिल्म। ये बैटरियां एक लचीले सब्सट्रेट पर जमा अर्धचालक पाउडर हैं। इसलिए, उन्हें किसी भी सतह पर रखा जा सकता है। नुकसान कम दक्षता है।

सौर बैटरी की लागत इस बात पर निर्भर करेगी कि निर्माण में किस सिद्धांत को लागू किया गया था।

इन्वर्टर

एक सौर सेल कई फोटोवोल्टिक मॉड्यूल से बना होता है जो 0.6 वोल्ट का वोल्टेज उत्पन्न करता है। न्यूनतम संकेतक जो बैटरी को देना चाहिए वह 14. हैवोल्ट, इसलिए ऊर्जा रूपांतरण के तत्व एक दूसरे के साथ श्रृंखला में जुड़े हुए हैं। यह वोल्टेज बैटरियों को चार्ज करने के लिए पर्याप्त होना चाहिए, जिसमें अतिरिक्त बिजली डायवर्ट की जाती है। लेकिन घरेलू उपकरणों का उपयोग कैसे संभव हो, क्योंकि घरेलू नेटवर्क में वोल्टेज 220 वोल्ट है?

इन उद्देश्यों के लिए एक इन्वर्टर का उपयोग किया जाता है। इसका कार्य 12 वोल्ट को 220 में बदलना है। इसके अलावा, नेटवर्क प्रत्यावर्ती धारा का उपयोग करता है, जबकि सौर पैनल प्रत्यक्ष धारा उत्पन्न करते हैं। यह इन्वर्टर है जो विद्युत ऊर्जा को इस तरह से परिवर्तित करता है कि घरेलू नेटवर्क के अनुरूप विशेषताएँ देता है।

नियंत्रक

एक स्वायत्त बिजली आपूर्ति प्रणाली में नियंत्रक मुख्य वितरण उपकरण है। एक इन्वर्टर, बैटरी, सिटी नेटवर्क का एक इलेक्ट्रिक केबल इससे जुड़ा है। ऐसा क्यों किया जा रहा है?

दिन के समय, जब सौर पैनल अधिक बिजली का उत्पादन करते हैं, नियंत्रक बैटरी को चार्ज करने के लिए अधिशेष को निर्देशित करता है। फिर, शाम और रात में, जब सौर ऊर्जा नहीं होती है, तो यह उपकरण बैटरी से घर के नेटवर्क से जुड़े इन्वर्टर में बिजली भेजता है। लेकिन ऐसे समय होते हैं जब तथाकथित "जलाशयों" में करंट किसी भी कार्य को करने के लिए अपर्याप्त हो जाता है। फिर नियंत्रक शहर के नेटवर्क से आवश्यक बिजली लेने का फैसला करता है। इस प्रकार, वह प्रभावी प्रबंधन करता है।

बैटरी

सौर ऊर्जा की सबसे बड़ी समस्या है जरूरतबैटरी का उपयोग। पावर प्लांट के ये तत्व सिस्टम की लागत में काफी वृद्धि करते हैं। सस्ते कार विकल्प उनकी त्वरित विफलता के कारण यहां उपयुक्त नहीं हैं। सौम्य मोड में भी, वे तीन साल से अधिक समय तक काम नहीं करते हैं। गहन कार्य उनकी सेवा जीवन को एक वर्ष तक छोटा कर देता है। यदि ऊर्जा भंडारण की आवश्यकता है, तो अन्य विकल्पों पर विचार किया जाना चाहिए:

1. लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी (लाइफपो 4)। यह सबसे अच्छा विकल्प है क्योंकि इसकी दक्षता 98% तक है। इसका मतलब है कि वह जितनी ऊर्जा प्राप्त करता है उतनी ही ऊर्जा देता है। निर्माता लगभग 15 साल की सेवा जीवन, 80% डिस्चार्ज पर 3000 चार्ज साइकिल और 50% डिस्चार्ज पर 5000 साइकिल का वादा करते हैं। 240 ए / एच की क्षमता वाली ऐसी बैटरी की लागत 50 हजार रूबल से अधिक है।
2. कर्षण लीड-एसिड बैटरी। ऐसी बैटरी इलेक्ट्रिक कारों, इलेक्ट्रिक फोर्कलिफ्ट्स पर लगाई जाती हैं। वे गहरे निर्वहन का सामना करने में सक्षम हैं। सेवा जीवन 10-12 वर्ष है। ऐसी बैटरियों की कीमत 30 हजार रूबल से शुरू होती है।
3. निकल-कैडमियम बैटरी। यह सबसे महंगी किस्मों में से एक है। 250 ए / एच की क्षमता वाली बैटरी की लागत 70 हजार रूबल से शुरू होती है। ये बैटरियां अच्छी हैं, क्योंकि अगर निर्माता की सिफारिशों का पालन किया जाता है, तो वे लंबे समय तक चलती हैं। इसके अलावा, जब समय के साथ क्षमता कम हो जाती है, तो इसे प्रशिक्षण डिस्चार्ज-चार्ज चक्रों के साथ बहाल किया जा सकता है।

बैटरी सौर ऊर्जा के लिए उपभोज्य हैं। रूस में, उपयुक्त बैटरियों की कीमतें अभी भी अनुचित रूप से अधिक हैं, और प्राकृतिक संसाधन का उपयोग करने की लाभप्रदता को बहुत कम करती हैं।आपको ऐसा उपकरण केवल विश्वसनीय निर्माताओं से ही खरीदना होगा।

निजी घरों में अनुभव

सौर पैनल की लागत कितनी है, क्या इनके इस्तेमाल से कोई आर्थिक लाभ होता है?

विभिन्न स्रोतों के अनुसार, निर्माताओं द्वारा सूर्य से बिजली पैदा करने के लिए पेश किए जाने वाले उपकरणों की लागत 40-300 हजार रूबल की सीमा में है। एक मध्यम आकार के घर के लिए। इस रेंज में रेडीमेड किट और अलग-अलग सामान दोनों की कीमत है।

उपकरण 20 साल या उससे अधिक के सेवा जीवन के लिए डिज़ाइन किया गया है। बैटरी अपवाद हैं।

अगर हम बिजली के लिए भुगतान की लागत लें, इसमें हीटिंग की कीमत जोड़ें, तो यह राशि कम से कम 50 हजार रूबल प्रति वर्ष होगी। यह मध्य रूस के लिए है। इस प्रकार, 300 हजार रूबल की लागत वाली एक किट, जो अपने चरम मूल्य पर 3 से 5 किलोवाट तक पहुंचाने में सक्षम है, कुछ वर्षों के भीतर अपने लिए भुगतान करती है।

अगर हम ऐसे उत्पादों की कीमतों में कमी की दर का विश्लेषण करें तो सोलर पैनल का इस्तेमाल जायज हो जाता है।