कृषि-फोटोवोल्टिक्स - ऊर्जा अर्थशास्त्रियों और कृषि ऊर्जा के लिए गायब पहेली: कृषि बिजली उत्पादन या कृषि-पीवी के साथ बिजली उत्पादन

जब आप ग्रामीण ऊर्जा प्रबंधन या कृषि में नवीकरणीय ऊर्जा के उपयोग के बारे में बात करते हैं, तो आप आमतौर पर सबसे पहले बायोगैस संयंत्रों के बारे में सोचते हैं। वास्तव में, पिछले 10 वर्षों में, ये प्रणालियाँ अधिक व्यापक हो गई हैं और बिजली उत्पादन (2021 में 18.45% के साथ) में कृषि में नवीकरणीय ऊर्जा की एक महत्वपूर्ण हिस्सेदारी के लिए जिम्मेदार हैं।

अधिकांश बायोमास खाद, तरल खाद और भूसे जैसे कृषि अवशेषों से आता है। एजेंसी फॉर रिन्यूएबल रिसोर्सेज (एफएनआर) के अनुसार, क्षमता का केवल एक तिहाई ही दोहन किया जा रहा है। बायोमास के उपयोग में दूसरे स्थान पर ऊर्जा लकड़ी है, यानी वन और औद्योगिक अपशिष्ट लकड़ी के साथ-साथ अपशिष्ट लकड़ी भी। इस क्षमता का दो तिहाई पहले से ही उपयोग किया जा रहा है।

बायोएनर्जी का एक महत्वपूर्ण लाभ यह है कि इसे संग्रहीत किया जा सकता है और पवन और सौर ऊर्जा में उतार-चढ़ाव की भरपाई की जा सकती है।

बायोमास बढ़ने पर बायोएनर्जी के नुकसान विशेष रूप से स्पष्ट होते हैं। कृषि भूमि जिस पर ऊर्जा फसलें उगाई जाती हैं, अब भोजन और चारा उत्पादन के लिए उपयोग नहीं की जा सकतीं। बायोमास की बढ़ती मांग के कारण भूमि उपयोग में बदलाव आ रहा है। दीर्घावधि में, यह प्रतिस्पर्धा, अन्य बातों के अलावा, कृषि उत्पादों को और अधिक महंगा बना सकती है।

इसके अलावा, बायोमास नवीकरणीय ऊर्जा का सबसे कम कुशल उपयोग है। उनकी दक्षता (अर्थात किसी दिए गए क्षेत्र पर उत्पादित ऊर्जा की मात्रा) 0.5 और 1% के बीच है। एक सौर मॉड्यूल की दक्षता लगभग 20% है। क्षेत्र दक्षता के मामले में पवन और सौर ऊर्जा बायोमास से बेहतर प्रदर्शन करती है।

2020 और 2021 में जर्मनी में सकल बिजली उत्पादन में नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों की हिस्सेदारी - छवि: Xpert.Digital

आंकड़े 2020 और 2021 में जर्मनी में सकल बिजली उत्पादन में नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों की हिस्सेदारी दिखाते हैं। 2021 में, जर्मनी में कुल सकल बिजली उत्पादन का लगभग 7.5 प्रतिशत बायोमास द्वारा उत्पादित किया गया था।

जर्मनी में सकल बिजली उत्पादन में नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों की हिस्सेदारी 2020

• पवन ऊर्जा (तटवर्ती) - 18.40% में
• फोटोवोल्टेइक - 8.60% में
• बायोमास - 7.80% में
• पवन ऊर्जा (अपतटीय) - 4.80% में
• जलविद्युत - 3.30% में
• नगरपालिका अपशिष्ट - 1% में
• भूतापीय ऊर्जा - 0.04% में

जर्मनी में सकल बिजली उत्पादन में नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों की हिस्सेदारी 2021*

• पवन ऊर्जा (तटीय) - 15.80% में
• फोटोवोल्टिक - 8.80% में
• बायोमास - 7.50% में
• पवन ऊर्जा (अपतटीय) - 4.30% में
• जलविद्युत - 3.40% में
• नगरपालिका अपशिष्ट - 1% में
• भूतापीय ऊर्जा - 0.03% में

*प्रारंभिक.

आंशिक रूप से पारदर्शी सौर मॉड्यूल का उपयोग पहले से ही "मॉडल क्षेत्र एग्री-फोटोवोल्टिक्स बाडेन वुर्टेमबर्ग" में एक अनुसंधान सुविधा में किया जा रहा है।

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नवीकरणीय ऊर्जा - जर्मनी में ऊर्जा स्रोत 2011 और 2021 द्वारा बिजली उत्पादन - छवि: Xpert.Digital

बायोमास प्रदर्शन

2011 में, केवल नवीकरणीय ऊर्जा (124.02 टेरावाट घंटे/TWh) से सकल बिजली उत्पादन के लिए बायोमास का हिस्सा 25.88% था। 2021 में, नवीकरणीय ऊर्जा का कुल सकल उत्पादन 238 TWh था। 10 वर्षों के बाद यह लगभग 92% की वृद्धि है। 2011 में बायोमास का हिस्सा अभी भी 25.88% था। 2021 में शेयर गिरकर 18.45% पर आ गया.

पवन टर्बाइनों का प्रदर्शन

तटवर्ती पवन ऊर्जा ने भी अपने बिजली उत्पादन में उल्लेखनीय वृद्धि की। ऐसा विशेष रूप से वर्ष 2014 से 2017 में स्थापित क्षमता में वृद्धि के कारण है। हालांकि, हाल के वर्षों में विस्तार में काफी गिरावट आई है। अपतटीय पवन टर्बाइनों का बाज़ार भी हाल ही में महत्वपूर्ण उतार-चढ़ाव के अधीन रहा है।

दुनिया भर में नवीकरणीय ऊर्जा (आरई) संयंत्रों का प्रदर्शन

दुनिया भर में नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालियों की स्थापित क्षमता हर साल बढ़ रही है। हाल ही में, अधिकांश बिजली एशिया में स्थापित की गई थी। यूरोप में एशिया की तुलना में लगभग आधी स्थापित क्षमता दर्ज की गई। नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालियों में, जलविद्युत दुनिया भर में सबसे अधिक स्थापित क्षमता वाला ऊर्जा स्रोत था।

2011 में साल-दर-साल तुलना में ऊर्जा स्रोत द्वारा जर्मनी में नवीकरणीय ऊर्जा से सकल बिजली उत्पादन

• तटवर्ती पवन ऊर्जा - 49.20 टेरावाट घंटे में
• फोटोवोल्टिक - 19.60 टेरावाट घंटे में
• बायोमास - 32.10 टेरावाट घंटे में
• अपतटीय पवन ऊर्जा - 0.60 टेरावाट घंटे में
• जल विद्युत*- 17.70 टेरावाट घंटे में
• घरेलू कचरा** - 4.80 टेरावाट घंटे में
• भूतापीय ऊर्जा - 0.02 टेरावाट घंटे में

2021 में साल-दर-साल तुलना में ऊर्जा स्रोत द्वारा जर्मनी में नवीकरणीय ऊर्जा से सकल बिजली उत्पादन

• तटवर्ती पवन ऊर्जा - 92 टेरावाट घंटे में
• फोटोवोल्टिक - 51.20 टेरावाट घंटे में
• बायोमास - 43.90 टेरावाट घंटे में
• अपतटीय पवन ऊर्जा - 25.30 टेरावाट घंटे में
• जल विद्युत* - 19.70 टेरावाट घंटे में
• घरेलू कचरा** - 5.70 टेरावाट घंटे में
• भूतापीय ऊर्जा - 0.20 टेरावाट घंटे में

* रन-ऑफ-रिवर और भंडारण पनबिजली संयंत्रों में उत्पादन के साथ-साथ पंपयुक्त भंडारण बिजली संयंत्रों में प्राकृतिक प्रवाह से उत्पादन।
** केवल घरेलू कचरे के बायोजेनिक हिस्से (लगभग 50 प्रतिशत) से उत्पादित।

भले ही बायोमास पिछले 10 वर्षों में इतना विकसित नहीं हुआ है और फोटोवोल्टेइक से आगे निकल गया है, फिर भी बायोमास का भंडारण और उपलब्धता फोटोवोल्टेइक पर एक निर्णायक लाभ है जिसे तदनुसार बढ़ावा दिया जाना चाहिए। इसमें शामिल सभी लोगों के लिए यह स्पष्ट है कि बायोमास का विस्तार सौर ऊर्जा उत्पादन के समान सीमा तक नहीं किया जा सकता है। बायोमास के साथ अभी भी बहुत कुछ हासिल किया जा सकता है, खासकर मौजूदा क्षमता के विस्तार में।

कृषि-फोटोवोल्टिक्स खराब ऊर्जा भंडारण के नुकसान की भरपाई नहीं कर सकते। बायोमास की तुलना में, बिजली भंडारण के साथ सकारात्मक पारिस्थितिक संतुलन का कोई तुलनीय परिमाण नहीं है। संक्षेप में: ऊर्जा भंडारण या भंडारण के लिए बायोमास हमेशा बिजली भंडारण की तुलना में सस्ता होगा, जो पारिस्थितिक संतुलन में भी परिलक्षित होता है। बिजली भंडारण का पारिस्थितिक संतुलन तभी अच्छा है जब बिजली भंडारण के उत्पादन में उपयोग की जाने वाली ऊर्जा को उपयोग प्रक्रिया में बचाया जाए।

कृषि-फोटोवोल्टिक्स के साथ बायोमास की कार्यक्षमता के संयोजन और विस्तार के परिणामस्वरूप कृषि बिजली उत्पादन में समेकन और क्षमता में वृद्धि होती है!

पारदर्शी सौर मॉड्यूल के लिए धन्यवाद, सक्रिय कृषि वाले ग्रामीण क्षेत्रों में एक विस्तारित और लागत प्रभावी ऊर्जा स्रोत उपलब्ध है। दूसरे शब्दों में, उन क्षेत्रों के लिए जो वास्तव में कृषि के लिए उपजाऊ और मूल्यवान मिट्टी का प्रतिनिधित्व करते हैं और जिनका उपयोग फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन के लिए नहीं किया जा सकता है, जैसे कि खुली जगह प्रणाली।

पारदर्शी सौर मॉड्यूल की पारभासी के माध्यम से, बिजली उत्पन्न की जा सकती है और साथ ही पौधों की खेती और खेती को सक्षम किया जा सकता है।

स्थिति उन प्रणालियों के साथ अलग है जिन्हें ओपन स्पेस सिस्टम, आउटडोर सुविधाओं या सौर पार्कों के रूप में भी जाना जाता है। इन प्रणालियों के लिए शर्त यह है कि इन क्षेत्रों का उपयोग करते समय लाभदायक कृषि प्रबंधन संभव नहीं है। ये "वंचित क्षेत्र" हैं, जिसमें ऊंचाई, प्रवृत्ति, जलवायु परिस्थितियों, पहुंच या खराब मिट्टी की गुणवत्ता के कारण मुश्किल प्राकृतिक उत्पादन की स्थिति गैर-विघटित क्षेत्रों की तुलना में कृषि के कार्य को जन्म देती है। वंचित क्षेत्रों को पहाड़ी क्षेत्रों, वंचित कृषि क्षेत्रों और छोटे क्षेत्रों में विभाजित किया गया है।

मिट्टी की गुणवत्ता या मिट्टी की उर्वरता (मिट्टी बिंदु) भी यहां एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। इसमें कृषि तुलनात्मक संख्या (एलवीजेड) शामिल है। यह 16 अक्टूबर, 1934 को पारित फार्मलैंड वैल्यूएशन एक्ट के अनुसार एक खेत की अनुमानित कृषि या बागवानी लाभप्रदता का प्रतिनिधित्व करता है। एलवीजेड गणना में मिट्टी की उर्वरता, सामान्य मिट्टी की स्थिति, मिट्टी की गुणवत्ता, जलवायु की स्थिति और मिट्टी की सिंचाई जैसे कारक शामिल हैं।

यदि इन बिंदुओं और मिट्टी की स्थिति का सकारात्मक मूल्यांकन किया जाता है और इसलिए इस उपयोगी कृषि भूमि पर सौर पार्क या खुली जगह फोटोवोल्टिक प्रणाली बनाने के लिए परमिट नकारात्मक है, तो कृषि फोटोवोल्टिक एक विस्तारित और संभावित-बढ़ाने वाले उपाय के रूप में दिलचस्प हो जाता है। यह पद्धति अनिवार्य रूप से कृषि क्षेत्र को दो बार उपयोग करने में सक्षम बनाती है।

कृषि और ऊर्जा संक्रमण के लिए एग्रीफोटोवोल्टिक्स - छवि: Xpert.Digital / afferndi shahidan|Shutterstock.com

के लिए उपयुक्त:

• एग्री-पीवी सिस्टम / एग्रीपीवी: कृषि और ऊर्जा संक्रमण के लिए एग्रीफोटोवोल्टिक्स के साथ एक बड़ा अवसर

ईईजी को समतल करके, जर्मनी ने ऐसी स्थितियाँ बनाई हैं ताकि एग्रीपीवी सिस्टम को व्यापक मोर्चे पर बनाया जा सके और आय की भरपाई भी की जा सके। इस पुनर्विचार की भी तत्काल आवश्यकता है, क्योंकि फोटोवोल्टिक्स के आगे विस्तार के लिए जितना संभव हो उतने क्षेत्रों का उपयोग किया जा सकता है। अन्यथा, यूरोप में ऊर्जा परिवर्तन के लिए लक्षित सौर विस्तार लक्ष्यों को बिल्कुल भी हासिल नहीं किया जा सकता है। 2030 तक केवल 7 वर्षों में 215 गीगावाट तक पीवी प्रतिष्ठानों की वांछित चौगुनी उपलब्धि हासिल करने के लिए कृषि भूमि का दोहरा उपयोग जर्मनी के लिए एक आवश्यक कारक है। पिछले 25 वर्षों में लगभग 54 गीगावॉट स्थापित किये गये हैं।

विकेन्द्रीकृत एग्रीपीवी प्रणालियों का एक बड़ा लाभ यह है कि उनकी बिजली उपज का एक महत्वपूर्ण हिस्सा अक्सर स्थानीय रूप से उपयोग किया जाता है, और ग्रिड कनेक्शन के लिए आम तौर पर अन्य ओपन-स्पेस प्रणालियों की तरह अधिक नेटवर्क विस्तार की आवश्यकता नहीं होती है। दो अलग-अलग प्रणालियाँ विकसित हुई हैं।

सब कुछ एक ही स्रोत से, विशेष रूप से बड़े कृषि-पीवी प्रणालियों के लिए सौर समाधान के लिए डिज़ाइन किया गया। आप अपने स्वयं के बिजली उत्पादन के साथ भविष्य में पुनर्वित्त या प्रतिवित्तपोषण करते हैं।

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