सौर ऊर्जा: सौर ऊर्जा के 10 प्रमुख अनुप्रयोग - समझाया गया!
सौर ऊर्जा के कुछ प्रमुख अनुप्रयोग इस प्रकार हैं: (a) सौर जल तापन (b) भवनों का सौर ताप (c) सौर आसवन (d) सौर पम्पिंग (e) कृषि और पशु उत्पादों का सौर सुखाने (f) सौर भट्टियां (छ) सौर खाना पकाने (ज) सौर बिजली उत्पादन (i) सौर तापीय बिजली उत्पादन (j) सौर हरित गृह।
(ए) सौर जल तापन:
सौर जल तापन इकाई में एक काले रंग की सपाट प्लेट धातु संग्राहक होती है जिसमें सूर्य की सामान्य दिशा का सामना करने वाली धातु की ट्यूबिंग होती है। प्लेट कलेक्टर में ऊपर एक पारदर्शी ग्लास कवर और उसके नीचे थर्मल इन्सुलेशन की एक परत होती है।
कलेक्टर का धातु टयूबिंग एक पाइप द्वारा एक अछूता टैंक से जुड़ा होता है जो बादल के दिनों में गर्म पानी जमा करता है। कलेक्टर सौर विकिरणों को अवशोषित करता है और गर्मी को टयूबिंग के माध्यम से या गुरुत्वाकर्षण द्वारा पंप द्वारा प्रसारित पानी में स्थानांतरित करता है।
इस गर्म पानी को संबंधित धातु टयूबिंग के माध्यम से भंडारण टैंक में आपूर्ति की जाती है। पानी गर्म करने की इस प्रणाली का उपयोग आमतौर पर होटल, गेस्ट हाउस, पर्यटक बंगले, अस्पताल, कैंटीन के साथ-साथ घरेलू और औद्योगिक इकाइयों में भी किया जाता है।
(बी) भवनों का सौर तापन:
सौर ऊर्जा का उपयोग इमारतों के अंतरिक्ष हीटिंग के लिए कई तरीकों से किया जा सकता है:
(ए) इमारत के कुछ तत्व द्वारा सौर विकिरण को एकत्रित करना अर्थात सौर ऊर्जा को बड़ी दक्षिण-सामना करने वाली खिड़कियों के माध्यम से सीधे इमारत में प्रवेश किया जाता है।
(बी) अलग-अलग सौर कलेक्टरों का उपयोग करना जो पानी या हवा या भंडारण उपकरणों को गर्म कर सकते हैं जो रात में उपयोग के लिए एकत्र किए गए सौर ऊर्जा और संचय के दिनों में जमा कर सकते हैं।
जब भवन को गर्मी की आवश्यकता होती है, तो इन संग्राहकों या भंडारण उपकरणों से, गर्मी को पारंपरिक उपकरणों जैसे पंखे, नलिकाओं, हवा के आउटलेट, रेडिएटर और गर्म हवा के रजिस्टरों आदि द्वारा स्थानांतरित किया जाता है ताकि इमारत के रहने वाले स्थानों को गर्म किया जा सके।
जब इमारत को गर्मी की आवश्यकता नहीं होती है, तो कलेक्टर से गर्म हवा या पानी को हीट स्टोरेज डिवाइस जैसे कि अछूता पानी की टंकी या अन्य हीट होल्डिंग सामग्री में ले जाया जा सकता है। अव्यवस्था के दिनों के लिए, गैस, तेल या बिजली का उपयोग करके एक सहायक हीटिंग सिस्टम को बैकअप सिस्टम के रूप में आवश्यक है।
(ग) सौर-आसवन:
शुष्क और तटीय क्षेत्रों में पीने योग्य पानी की कमी है। इन क्षेत्रों में प्रचुर मात्रा में धूप का उपयोग खारे पानी को सौर आसवन की विधि द्वारा पीने योग्य आसुत जल में परिवर्तित करने के लिए किया जा सकता है। इस विधि में, सौर विकिरण को पारदर्शी एयर टाइट ग्लास कवर के माध्यम से खारे पानी में उथले काले बेसिन में प्रवेश कराया जाता है।
सौर विकिरण आवरण से होकर गुजरता है और अवशोषित हो जाता है और काली सतह में उष्मा में परिवर्तित हो जाता है, जिससे पानी ब्राइन (अशुद्ध खारा पानी) से वाष्पित हो जाता है। उत्पादित वाष्प छत के शांत इंटीरियर में शुद्ध पानी बनाने के लिए संघनित हो जाते हैं।
संघनित पानी ढलान वाली छत से नीचे बहता है और नीचे की ओर स्थित कुंडों में एकत्र किया जाता है और वहाँ से जल भंडारण टैंक में बिखरे क्षेत्रों में पीने योग्य आसुत जल की आपूर्ति के लिए कॉलेजों, स्कूल विज्ञान प्रयोगशालाओं, रक्षा प्रयोगशालाओं, पेट्रोल पंपों, अस्पतालों में किया जाता है। और दवा उद्योग। इस प्रणाली द्वारा प्राप्त प्रति लीटर आसुत जल लागत अन्य विद्युत ऊर्जा-आधारित प्रक्रियाओं द्वारा प्राप्त आसुत जल की तुलना में सस्ता है।
(डी) सौर-पंपिंग:
सौर पंपिंग में, सौर ऊर्जा से उत्पन्न बिजली का उपयोग सिंचाई के लिए पानी पंप करने के लिए किया जाता है। पानी की पंपिंग की आवश्यकता सबसे अधिक गर्मी के महीनों में होती है जो इस अवधि के दौरान बढ़े हुए सौर विकिरणों से मेल खाती है और इसलिए यह विधि सिंचाई के उद्देश्य के लिए सबसे उपयुक्त है। खराब मौसम की अवधि के दौरान जब सौर विकिरण कम होते हैं, तो पानी की पंपिंग की आवश्यकता भी अपेक्षाकृत कम होती है क्योंकि फसलों से वाष्पोत्सर्जन के नुकसान भी कम होते हैं।
(() कृषि और पशु उत्पादों की सौर सुखाने:
यह कृषि और पशु उत्पादों के सुखाने के लिए सौर ऊर्जा का उपयोग करने का एक पारंपरिक तरीका है। कृषि उत्पादों को एक साधारण कैबिनेट ड्रायर में सुखाया जाता है जिसमें आधार पर अछूता एक बॉक्स होता है, जो अंदर की तरफ काले रंग का होता है और कांच की झुकी हुई पारदर्शी चादर से ढंका होता है।
आधार और शीर्ष पर वेंटिलेशन छेद को सुखाने की सामग्री पर हवा के प्रवाह को सुविधाजनक बनाने के लिए प्रदान किया जाता है जिसे कैबिनेट के अंदर छिद्रित ट्रे पर रखा जाता है। इन छिद्रित ट्रे या रैक को सावधानीपूर्वक सौर विकिरणों के नियंत्रित प्रदर्शन प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
सौर सुखाने, विशेष रूप से फलों के फल की गुणवत्ता में सुधार होता है क्योंकि सुखाने पर चीनी की एकाग्रता बढ़ जाती है। आम तौर पर नरम फल विशेष रूप से कीट के हमले की चपेट में आते हैं क्योंकि चीनी की मात्रा सूखने पर बढ़ जाती है लेकिन फलों के ड्रायर में काफी समय जल्दी सूखने से बच जाता है-कीट के हमले की संभावना को कम करके।
फर्श पर उन्हें फैलाकर मिर्च को सुखाने की वर्तमान प्रथा को न केवल सामग्री के संचालन के लिए बहुत खुली जगह और मैनुअल श्रम की आवश्यकता होती है, बल्कि जब तक कि एक नियंत्रित वातावरण में सुखाने का काम न किया जाए, इसकी गुणवत्ता और स्वाद को बनाए रखना मुश्किल हो जाता है। इसके अलावा, सूरज के सूखने के उत्पाद अक्सर बारिश, धूल भरी आंधी या पक्षियों के कारण खराब हो जाते हैं। इसके अलावा, रिपोर्ट बताती है कि धूप में सुखाए गए मिर्च में बहुत कम नमी की मात्रा प्राप्त करना संभव नहीं है।
नतीजतन, मिर्च फफूंद और बैक्टीरिया द्वारा हमला करने के लिए प्रवण हो जाते हैं। कभी-कभी धूप में सुखाने पर, उपज सूख जाती है और इसकी गुणवत्ता खो जाती है। सौर ऊर्जा संचालित ड्रायर इन नुकसानों को दूर करने में मदद करता है।
अन्य कृषि उत्पादों में आमतौर पर सौर-सूखे आलू-चिप्स, ब्रेसम, मक्का के दाने और धान, अदरक, मटर, काली मिर्च, काजू, लकड़ी और लिबास सूखने और तंबाकू का इलाज होता है। दूध का सूखना और मछली का सूखना स्प्रे सौर सूखे पशु उत्पादों के उदाहरण हैं।
(च) सौर फर्नेस:
एक सौर भट्टी में, ढलान वाली सतह पर व्यवस्थित हेलिओस्टैट्स (टर्न-सक्षम दर्पण) का उपयोग करके एक नमूने पर सौर विकिरणों को केंद्रित करके उच्च तापमान प्राप्त किया जाता है। सौर भट्टी का उपयोग आग की लपटों और विद्युत प्रवाह के साथ प्रयोगशालाओं में औसत दर्जे की सीमा से ऊपर उच्च तापमान पर सिरेमिक के गुणों का अध्ययन करने के लिए किया जाता है।
ताप को बिना किसी संदूषण के पूरा किया जा सकता है और तापमान को सामग्री की स्थिति को ध्यान में रखकर आसानी से नियंत्रित किया जा सकता है। यह धातुकर्म और रासायनिक कार्यों के लिए विशेष रूप से उपयोगी है। एक खुले नमूने पर विभिन्न संपत्ति माप संभव हैं। सौर भट्टियों का एक महत्वपूर्ण भविष्य का अनुप्रयोग हवा से नाइट्रिक एसिड और उर्वरकों का उत्पादन है।
(छ) सोलर कुकिंग:
विभिन्न प्रकार के ईंधन जैसे कोयला, मिट्टी का तेल, रसोई गैस, जलाऊ लकड़ी, गोबर केक और कृषि अपशिष्ट का उपयोग खाना पकाने के लिए किया जाता है। ऊर्जा संकट के कारण, इन ईंधनों की आपूर्ति या तो बिगड़ती जा रही है (लकड़ी, कोयला, मिट्टी का तेल, रसोई गैस) या खाना पकाने के उद्देश्य से बर्बाद होने के लिए बहुत कीमती हैं (मिट्टी की उर्वरता में सुधार के लिए गोबर का खाद के रूप में बेहतर उपयोग किया जा सकता है)। इसने खाना पकाने के उद्देश्यों और सौर कुकरों के विकास के लिए सौर ऊर्जा के उपयोग की आवश्यकता की। एक साधारण सोलर कुकर फ्लैट प्लेट बॉक्स प्रकार का सोलर कुकर है।
इसमें एक अच्छी तरह से अछूता हुआ धातु या लकड़ी का बक्सा होता है जिसे भीतर की तरफ से काला किया जाता है। बॉक्स में प्रवेश करने वाले सौर विकिरण कम तरंग दैर्ध्य के होते हैं। चूंकि उच्च तरंग दैर्ध्य विकिरण कांच के आवरण से गुजरने में असमर्थ होते हैं, इसलिए ब्लैक किए गए इंटीरियर से दो ग्लास कवर के माध्यम से बॉक्स के बाहर के विकिरण फिर से कम हो जाते हैं, जिससे गर्मी का नुकसान कम से कम हो जाता है।
संवहन के कारण होने वाली ऊष्मा का नुकसान बॉक्स को एयरटाइट बनाकर कम से कम किया जाता है। यह ऊपरी ढक्कन और बक्से के बीच एक रबर पट्टी प्रदान करके प्राप्त किया जाता है, जिससे चालन के कारण गर्मी के नुकसान को कम किया जा सकता है, बॉक्स के काले ट्रे और बाहरी आवरण के बीच का स्थान कांच की ऊन, आरा-धूल जैसे अपमानजनक सामग्री से भरा होता है, धान की भूसी आदि।
जब सूरज की रोशनी में रखा जाता है, तो सौर किरणें कांच के आवरण में प्रवेश करती हैं और काली सतह से अवशोषित हो जाती हैं, जिससे बॉक्स के अंदर तापमान में वृद्धि होती है। खाना पकाने के बर्तनों को बाहर से काला कर सोलर बॉक्स में रखा जाता है।
सोलर बॉक्स के बढ़े हुए तापमान के कारण बिना पचे हुए भोजन को ऊष्मा ऊर्जा से पकाया जाता है। ऐसे सोलर कुकर के कलेक्टर क्षेत्र को एक विमान परावर्तक दर्पण प्रदान करके बढ़ाया जा सकता है। जब यह परावर्तक सूर्य किरणों को बॉक्स में परावर्तित करने के लिए समायोजित किया जाता है, तो कुकर बॉक्स के अंदर तापमान में 15 ° C से 25 ° C की वृद्धि होती है।
सोलर कुकर में भोजन पकाते समय न तो ईंधन की जरूरत होती है और न ही प्रदूषण की, कोई प्रदूषण नहीं होता है, न ही खाने की कोई कमी होती है और सबसे महत्वपूर्ण लाभ यह है कि पके हुए भोजन का पोषण मूल्य बहुत अधिक होता है क्योंकि भोजन के विटामिन और प्राकृतिक स्वाद नहीं होते हैं। नष्ट किया हुआ।
सोलर कुकर की रखरखाव लागत नगण्य है। सौर कुकर का मुख्य नुकसान यह है कि भोजन को रात में, बादल के दिनों में या अल्प सूचना पर पकाया नहीं जा सकता है। खाना पकाने में अपेक्षाकृत अधिक समय लगता है और सोलर कुकर में चपातियों को पकाया नहीं जा सकता।
(ज) सौर विद्युत ऊर्जा उत्पादन:
फोटोवोल्टिक कोशिकाओं के माध्यम से विद्युत ऊर्जा या बिजली सीधे सौर ऊर्जा से उत्पादित की जा सकती है। फोटोवोल्टिक सेल एक ऊर्जा रूपांतरण उपकरण है जिसका उपयोग सूर्य के प्रकाश के फोटॉन को सीधे बिजली में बदलने के लिए किया जाता है। यह अर्ध कंडक्टरों से बना है जो सूर्य से प्राप्त फोटोन को अवशोषित करते हैं, उच्च ऊर्जा के साथ मुक्त इलेक्ट्रॉनों का निर्माण करते हैं।
ये उच्च ऊर्जा मुक्त इलेक्ट्रॉन एक विद्युत क्षेत्र द्वारा प्रेरित होते हैं, उपयोगी कार्य करने के लिए अर्धचालक से बाहर निकलते हैं। फोटोवोल्टिक कोशिकाओं में यह विद्युत क्षेत्र आमतौर पर एक पीएन जंक्शन द्वारा प्रदान किया जाता है जिसमें विभिन्न विद्युत गुण होते हैं। इन कोशिकाओं को अधिकतम दक्षता हासिल करने में सक्षम बनाने के लिए विभिन्न निर्माण तकनीकें हैं।
इन कोशिकाओं को सेल मॉड्यूल बनाने के लिए समानांतर या श्रृंखला संयोजन में व्यवस्थित किया जाता है। इन मॉड्यूल की कुछ विशेष विशेषताएं उच्च विश्वसनीयता, ईंधन पर कोई खर्च नहीं, रखरखाव की न्यूनतम लागत, लंबे जीवन, पोर्टेबिलिटी, प्रतिरूपकता, प्रदूषण मुक्त कार्य आदि हैं।
फोटोवोल्टिक कोशिकाओं का उपयोग सिंचाई पंपों, रेल रोड क्रॉसिंग चेतावनियों, नेविगेशनल सिग्नल, राजमार्ग आपातकालीन कॉल सिस्टम, स्वचालित मौसम विभाग आदि क्षेत्रों में किया जाता है, जहां बिजली की लाइनें बिछाना मुश्किल होता है।
वे मौसम की निगरानी के लिए और टेलीविजन, कैलकुलेटर, घड़ियां, कंप्यूटर कार्ड रीडर, बैटरी चार्जिंग और उपग्रहों आदि के लिए पोर्टेबल बिजली स्रोतों के रूप में भी उपयोग किए जाते हैं। इसके अलावा, फोटोवोल्टिक कोशिकाओं का उपयोग सिंचाई, पीने के पानी की आपूर्ति और ग्रामीण क्षेत्रों में बिजली प्रदान करने के लिए अर्थात स्ट्रीट लाइट आदि।
(i) सौर ताप विद्युत उत्पादन:
सौर तापीय बिजली उत्पादन का अर्थ है तापीय ऊर्जा के माध्यम से बिजली में सौर ऊर्जा का रूपांतरण। इस प्रक्रिया में, सौर ऊर्जा का उपयोग सबसे पहले एक काम करने वाले तरल पदार्थ, गैस, पानी या किसी अन्य वाष्पशील तरल को गर्म करने के लिए किया जाता है। यह ऊष्मा ऊर्जा तब यांत्रिक ऊर्जा मा टरबाइन में परिवर्तित हो जाती है। अंत में एक टरबाइन से जुड़ा एक पारंपरिक जनरेटर इस यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है।
सौर तालाबों के माध्यम से बिजली का उत्पादन:
एक सौर तालाब पानी का एक प्राकृतिक या कृत्रिम शरीर है जो सौर विकिरण को इकट्ठा करने और अवशोषित करने और इसे गर्मी के रूप में संग्रहीत करने के लिए उपयोग किया जाता है। यह बहुत उथला (5-10 सेमी गहरा) है और इसमें एक विकिरण अवशोषित (काला प्लास्टिक) तल है। इसमें सौर विकिरण के प्रवेश की अनुमति देने के लिए इसके ऊपर एक घुमावदार फाइबर ग्लास कवर है, लेकिन विकिरण और संवहन (वायु आंदोलन) द्वारा नुकसान को कम करता है। तालाब के नीचे इन्सुलेट सामग्री का एक बिस्तर प्रदान करके जमीन को गर्मी का नुकसान कम से कम किया जाता है।
सौर तालाब सौर ऊर्जा को एकत्र करने और संग्रहीत करने के लिए पानी का उपयोग करते हैं जो कि कई अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है जैसे कि अंतरिक्ष हीटिंग, औद्योगिक प्रक्रिया हीटिंग और एक कार्बनिक पदार्थ को कम उबलते बिंदु के साथ कार्बनिक द्रव वाष्पित करके संचालित टरबाइन चलाकर बिजली उत्पन्न करना।
(जे) सौर हरित सदन:
एक ग्रीन हाउस पारदर्शी सामग्री (कांच या प्लास्टिक) से ढकी एक संरचना है जो सौर कलेक्टर के रूप में कार्य करता है और पौधों को विकसित करने के लिए सौर उज्ज्वल ऊर्जा का उपयोग करता है। ग्रीन हाउस के अंदर तापमान को नियंत्रित करने के लिए इसमें हीटिंग, कूलिंग और वेंटिलेटिंग डिवाइस हैं।
सौर विकिरण ग्रीन हाउस ग्लेज़िंग से गुजर सकते हैं लेकिन ग्रीन हाउस के भीतर वस्तुओं द्वारा उत्सर्जित थर्मल विकिरण ग्लेज़्ड सतह के माध्यम से बच नहीं सकते हैं। नतीजतन, विकिरण ग्रीन हाउस के भीतर फंस जाते हैं और परिणामस्वरूप तापमान में वृद्धि होती है।
जैसा कि ग्रीन हाउस संरचना में एक बंद सीमा होती है, ग्रीनहाउस के अंदर की हवा सीओ 2 से समृद्ध हो जाती है क्योंकि परिवेश वायु के साथ ग्रीनहाउस हवा का मिश्रण नहीं होता है। इसके अलावा, प्रतिबंधित वाष्पोत्सर्जन के कारण नमी की कमी हुई है। ये सभी विशेषताएं पूरे दिन के साथ-साथ रात और पूरे वर्ष के दौरान पौधों की वृद्धि को बनाए रखने में मदद करती हैं।
