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17 मार्च 1958 को, दूसरा अमेरिकी उपग्रह, वैनगार्ड I, अंतरिक्ष में प्रक्षेपित किया गया। यह एक रासायनिक बैटरी और फोटोवोल्टिक सेल द्वारा संचालित था, जो एक ट्रांसमीटर को चलाने में सहायक थे। अमेरिकी सेना की ओर से काफी हिचकिचाहट के बाद, हैंस ज़िग्लर (1911-1999) ने अपने इस विचार को मनवा लिया कि सौर ऊर्जा आपूर्ति बैटरी की तुलना में ट्रांसमीटर को अधिक समय तक संचालित करने में सक्षम होगी। सेना की अपेक्षाओं के विपरीत, ट्रांसमीटर के सिग्नल मई 1964 तक प्राप्त होते रहे, जिसके बाद इसका प्रसारण बंद हो गया।.

इस छोटे उपग्रह की सफलता और इसमें शामिल वैज्ञानिकों ने सौर कोशिकाओं के पहले व्यावहारिक अनुप्रयोग की नींव रखी, जो पहले लगभग अज्ञात और सबसे बढ़कर, बेहद महंगी थीं। इसके बाद कई वर्षों तक, सौर कोशिकाओं को मुख्य रूप से अंतरिक्ष अनुप्रयोगों के लिए विकसित किया गया, क्योंकि वे मंगल ग्रह तक उपग्रहों और अंतरिक्ष यानों के लिए एक आदर्श ऊर्जा स्रोत साबित हुईं। बैटरी की तुलना में अंतरिक्ष यानों के लिए मिलने वाले लंबे परिचालन समय ने सौर कोशिकाओं की प्रति किलोवाट-घंटे की अभी भी ऊंची कीमत को काफी हद तक कम कर दिया। इसके अलावा, सौर कोशिकाएं रेडियोआइसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटरों की तुलना में सस्ती और कम जोखिम वाली थीं और हैं, जो समान रूप से लंबे परिचालन समय की अनुमति देते हैं। इसलिए अधिकांश अंतरिक्ष यान बिजली आपूर्ति के लिए सौर कोशिकाओं से सुसज्जित थे और हैं।.

2008 में, उच्च दक्षता वाले सौर सेल 30 से अधिक ट्रांसपोंडर वाले संचार उपग्रहों को कई किलोवाट बिजली की आपूर्ति करते थे, जिनमें से प्रत्येक की संचरण क्षमता लगभग 150 वाट थी, या फिर अंतरिक्ष यानों के आयन थ्रस्टर्स के लिए प्रणोदन ऊर्जा प्रदान करते थे। अगस्त 2011 में प्रक्षेपित जूनो अंतरिक्ष यान, बृहस्पति की परिक्रमा करते हुए विशेष रूप से कुशल और विकिरण-प्रतिरोधी सौर सेल से ऊर्जा प्राप्त करने वाला पहला अंतरिक्ष यान है। वर्तमान में कार्यरत विश्व के लगभग 1,000 उपग्रहों में से लगभग सभी फोटोवोल्टिक्स द्वारा संचालित हैं। अंतरिक्ष में, 220 वाट प्रति वर्ग मीटर का विद्युत उत्पादन प्राप्त किया जाता है।.

स्रोत: फोटोवोल्टिक्स का इतिहास

फोटोवोल्टिक्स – जर्मनी में स्थापित क्षमता – चित्र: Xpert.Digital

जर्मनी में ग्रिड से जुड़े सभी फोटोवोल्टाइक सिस्टमों का कुल विद्युत उत्पादन 2020 में लगभग 54 गीगावाट (पीक) था। बवेरिया राज्य में सबसे अधिक स्थापित क्षमता है, उसके बाद बाडेन-वुर्टेमबर्ग और नॉर्थ राइन-वेस्टफेलिया का स्थान आता है। ब्रेमेन, हैम्बर्ग और बर्लिन नगर-राज्यों में फोटोवोल्टाइक सिस्टमों का नाममात्र उत्पादन सबसे कम है।.

फोटोवोल्टिक्स

सौर सेल का उपयोग करके प्रकाश ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करना फोटोवोल्टिक प्रणालियों द्वारा बिजली उत्पादन का वर्णन करता है। जर्मनी में फोटोवोल्टिक प्रणालियों की स्थापित क्षमता लगातार बढ़ रही है। यह प्रवृत्ति वैश्विक स्तर पर भी स्पष्ट है: विश्व की कुल स्थापित क्षमता का लगभग एक चौथाई हिस्सा चीन में स्थित है। इसके बाद अमेरिका, जापान और जर्मनी का स्थान आता है, जहाँ फोटोवोल्टिक प्रणालियों की स्थापित क्षमता तुलनात्मक रूप से काफी कम है।.

नवीकरणीय ऊर्जा

फोटोवोल्टिक प्रणालियों के अलावा, जलविद्युत नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत का एक और उदाहरण है। जीवाश्म ईंधन के विपरीत, यह नवीकरणीय है। जर्मनी में पवन ऊर्जा विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। अन्य यूरोपीय देशों की तुलना में, जर्मनी में पवन ऊर्जा से बिजली उत्पादन सबसे अधिक है। यूनाइटेड किंगडम और स्पेन काफी अंतर से इसके बाद आते हैं।.

वर्ष 2000 से 2020 तक जर्मनी में फोटोवोल्टिक प्रणालियों की स्थापित (संचयी) क्षमता।

• 2000: 114 मेगावाट
• 2001: 176 मेगावाट
• 2002: 296 मेगावाट
• 2003: 435 मेगावाट
• 2004: 1,105 मेगावाट
• 2005: 2,056 मेगावाट
• 2006: 2,899 मेगावाट
• 2007: 4,170 मेगावाट
• 2008: 6,120 मेगावाट
• 2009: 10,566 मेगावाट
• 2010: 18,006 मेगावाट
• 2011: 25,916 मेगावाट
• 2012: 34,077 मेगावाट
• 2013: 36,710 मेगावाट
• 2014: 37,900 मेगावाट
• 2015: 39,224 मेगावाट
• 2016: 40,679 मेगावाट
• 2017: 42,293 मेगावाट
• 2018: 45,158 मेगावाट
• 2019: 49,047 मेगावाट
• 2020: 53,848 मेगावाट

फोटोवोल्टिक्स – जर्मनी में बिजली उत्पादन में हिस्सेदारी – चित्र: Xpert.Digital

2020 में, उत्पादित बिजली का नौ प्रतिशत फोटोवोल्टिक्स द्वारा उत्पादित किया गया था। पिछले कुछ वर्षों में फोटोवोल्टिक प्रणालियों का उपयोग तेजी से महत्वपूर्ण होता जा रहा है। नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत के रूप में सौर ऊर्जा की हिस्सेदारी 2003 से लगातार बढ़ रही है।.

ऊर्जा स्रोत के रूप में सूर्य का प्रकाश

ऊर्जा स्रोत के रूप में सूर्य का लाभ यह है कि यह निःशुल्क, अप्रतिबंधित और असीमित है। मनुष्य भी इसका लाभ उठाते हुए सौर सेल का उपयोग करके प्रकाश ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं। कुल विद्युत उत्पादन में फोटोवोल्टिक्स की बढ़ती हिस्सेदारी का एक मुख्य कारण इन प्रणालियों की घटती लागत और नवीकरणीय ऊर्जा के उपयोग के प्रति बढ़ती जागरूकता है।.

पुनःप्राप्य उर्जा स्रोत

जर्मनी में बिजली उत्पादन में परमाणु ऊर्जा और कोयले की हिस्सेदारी घट रही है, वहीं दूसरी ओर नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों की हिस्सेदारी लगातार बढ़ रही है। फोटोवोल्टिक प्रणालियों के उपयोग के अलावा, जलविद्युत, पवन ऊर्जा, बायोमास और भूतापीय ऊर्जा जैसे नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों से भी बिजली उत्पन्न की जाती है। जर्मनी में नवीकरणीय ऊर्जा का सबसे बड़ा हिस्सा तटवर्ती पवन टर्बाइनों द्वारा उत्पादित होता है।.

जर्मनी में 2002 से 2020 तक कुल बिजली उत्पादन में फोटोवोल्टिक्स की हिस्सेदारी

• 2002: % में 0
• 2003: 0.1 प्रतिशत में
• 2004: 0.1 प्रतिशत में
• 2005: 0.2 प्रतिशत में
• 2006: 0.3 प्रतिशत में
• 2007: 0.5 प्रतिशत में
• 2008: 0.7 प्रतिशत
• 2009: 1.1 प्रतिशत
• 2010: 1.8%
• 2011: 3.2%
• 2012: 4.2%
• 2013: 4.9%
• 2014: 5.7%
• 2015: 6 प्रतिशत में
• 2016: 5.9%
• 2017: 6 प्रतिशत में
• 2018: 6.9%
• 2019: 7.5%
• 2020: 8.9%

नवीकरणीय ऊर्जाएँ – ऊर्जा स्रोत के आधार पर विद्युत उत्पादन का वितरण – चित्र: Xpert.Digital

2020 में, जर्मनी में नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों से होने वाले कुल बिजली उत्पादन में स्थलीय पवन ऊर्जा का योगदान 42 प्रतिशत था। पारंपरिक ऊर्जा स्रोतों सहित सभी ऊर्जा स्रोतों को ध्यान में रखते हुए, 2020 में स्थलीय पवन ऊर्जा का योगदान कुल बिजली उत्पादन में लगभग 19 प्रतिशत था।.

नवीकरणीय ऊर्जाओं से बिजली उत्पादन

कोयला और परमाणु ऊर्जा जैसे जीवाश्म ईंधनों के विपरीत, नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत नवीकरणीय हैं। वर्तमान में, ये जर्मनी की कुल बिजली का लगभग आधा हिस्सा उत्पन्न करते हैं। नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों से बिजली उत्पादन पिछले 30 वर्षों में लगातार बढ़ा है। राष्ट्रीय स्तर पर, मेक्लेनबर्ग-वेस्टर्न पोमेरेनिया, श्लेसविग-होल्स्टीन और थुरिंगिया जर्मनी के उन राज्यों में शामिल हैं, जिनका कुल बिजली उत्पादन में नवीकरणीय ऊर्जा का हिस्सा सबसे अधिक है।.

जर्मनी में पवन ऊर्जा

2019 में, जर्मनी, चीन और अमेरिका के साथ, स्थापित पवन टरबाइन क्षमता के मामले में विश्व के अग्रणी देशों में से एक था। हाल के वर्षों में, तटवर्ती और अपतटीय दोनों क्षेत्रों में पवन ऊर्जा से उत्पादित बिजली की मात्रा में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है। साथ ही, अपतटीय और तटवर्ती दोनों पवन टरबाइनों की संख्या में भी उल्लेखनीय वृद्धि हुई है।.

जर्मनी में नवीकरणीय ऊर्जा से बिजली उत्पादन का वितरण, ऊर्जा स्रोत के अनुसार (वर्ष 2020 में)

• तटवर्ती पवन ऊर्जा: 42%
• फोटोवोल्टिक्स: 20%
• बायोमास: 18%
• अपतटीय पवन ऊर्जा: 11%
• जलविद्युत*: 7%
• घरेलू अपशिष्ट**: 2%

* नदी के प्रवाह और भंडारण विद्युत संयंत्रों में उत्पादन, साथ ही पंप-स्टोरेज विद्युत संयंत्रों में प्राकृतिक प्रवाह से उत्पादन।
** नगरपालिका ठोस अपशिष्ट के केवल जैविक अंश (लगभग 50%) से उत्पादन। आंकड़ों को बेहतर ढंग से समझने के लिए मूल्यों को प्रतिशत में परिवर्तित किया गया और मूल स्रोत की तुलना में पूर्णांकित किया गया।