फोटोवोल्टिक्स (पीवी): एक सपाट छत पर सौर कारपोर्ट और सौर प्रणाली का निर्माण करें - म्यूनिख, रोसेनहेम, साल्ज़बर्ग या वियना से एक प्रणाली की तलाश है?

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17 मार्च, 1958 को, संयुक्त राज्य अमेरिका का दूसरा उपग्रह, वैनगार्ड I, बोर्ड पर एक ट्रांसमीटर को बिजली देने के लिए एक रासायनिक बैटरी और फोटोवोल्टिक कोशिकाओं के साथ अंतरिक्ष में उड़ गया। अमेरिकी सेना की ओर से बहुत झिझक के बाद, हंस ज़िग्लर (1911-1999) अपने विचार पर कायम रहे कि सौर कोशिकाओं के साथ ऊर्जा आपूर्ति बैटरी के उपयोग की तुलना में ट्रांसमीटर के संचालन को लंबे समय तक सुनिश्चित करेगी। सेना की अपेक्षाओं के विपरीत, स्टेशन के सिग्नल मई 1964 तक प्राप्त किए जा सकते थे, इससे पहले कि उसने अपनी सिग्नलिंग गतिविधियाँ बंद कर दी थीं।

इस छोटे उपग्रह की सफलता और इसमें शामिल वैज्ञानिकों ने पहले से लगभग अज्ञात और सबसे बढ़कर, बहुत महंगी सौर कोशिकाओं के पहले समझदार उपयोग की नींव रखी। कई वर्षों तक, सौर सेल मुख्य रूप से अंतरिक्ष यात्रा उद्देश्यों के लिए विकसित किए गए थे, क्योंकि वे सूर्य से मंगल की दूरी तक के उपग्रहों और अंतरिक्ष जांचों के लिए आदर्श बिजली आपूर्ति साबित हुए थे। बैटरी संचालन की तुलना में अंतरिक्ष यान की लंबी सेवा जीवन प्रति किलोवाट घंटे सौर कोशिकाओं की अभी भी उच्च कीमत से कहीं अधिक है। इसके अलावा, सौर सेल रेडियोआइसोटोप जनरेटर की तुलना में सस्ते और कम जोखिम वाले थे, जो समान रूप से लंबे समय तक संचालन की अनुमति देते हैं। अधिकांश अंतरिक्ष यान ऊर्जा आपूर्ति के लिए सौर कोशिकाओं से सुसज्जित थे और इसलिए हैं।

2008 में, बढ़ी हुई दक्षता वाले सौर सेल ने 30 से अधिक ट्रांसपोंडर वाले संचार उपग्रहों के लिए कई किलोवाट बिजली प्रदान की, जिनमें से प्रत्येक में लगभग 150 वाट ट्रांसमिशन पावर थी, या यहां तक ​​कि अंतरिक्ष जांच में आयन इंजनों के लिए ड्राइव ऊर्जा भी प्रदान की। जूनो अंतरिक्ष जांच, जिसे अगस्त 2011 में लॉन्च किया गया था, बृहस्पति ग्रह के चारों ओर कक्षा में पहली बार विशेष रूप से कुशल और विकिरण प्रतिरोधी सौर कोशिकाओं से अपनी ऊर्जा खींचता है। दुनिया भर में उपयोग में आने वाले लगभग 1,000 उपग्रहों में से लगभग सभी अपनी शक्ति फोटोवोल्टिक से प्राप्त करते हैं। अंतरिक्ष में प्रति वर्ग मीटर 220 वॉट का आउटपुट प्राप्त होता है।

स्रोत: फोटोवोल्टिक्स का इतिहास

फोटोवोल्टिक्स - जर्मनी में स्थापित बिजली - छवि: एक्सपर्ट.डिजिटल

जर्मनी में सभी ग्रिड-कनेक्टेड फोटोवोल्टिक प्रणालियों का संचयी विद्युत उत्पादन 2020 में लगभग 54 गीगावाट शिखर था। बवेरिया अब तक सबसे अधिक स्थापित क्षमता वाला संघीय राज्य है, इसके बाद बाडेन-वुर्टेमबर्ग और नॉर्थ राइन-वेस्टफेलिया हैं। ब्रेमेन, हैम्बर्ग और बर्लिन शहर राज्यों में फोटोवोल्टिक प्रणालियों का नाममात्र उत्पादन सबसे कम है।

फोटोवोल्टिक

सौर कोशिकाओं का उपयोग करके प्रकाश ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करना फोटोवोल्टिक प्रणालियों के माध्यम से बिजली उत्पादन का वर्णन करता है। जर्मनी में, फोटोवोल्टिक प्रणालियों की स्थापित क्षमता अधिक से अधिक बढ़ रही है। इस विकास को वैश्विक स्तर पर भी देखा जा सकता है: दुनिया भर में कुल स्थापित क्षमता का लगभग एक चौथाई हिस्सा चीन में है। इसके बाद संयुक्त राज्य अमेरिका, जापान और जर्मनी हैं, जिनकी तुलना में स्थापित फोटोवोल्टिक क्षमता काफी कम है।

नवीकरणीय ऊर्जा

उदाहरण के लिए, फोटोवोल्टिक प्रणालियों के अलावा, जलविद्युत भी एक नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत है। जीवाश्म ईंधन के विपरीत, वे नवीकरणीय हैं। जर्मनी में पवन ऊर्जा विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। यूरोपीय तुलना में भी इस देश में पवन ऊर्जा से बिजली उत्पादन सबसे अधिक है। यूनाइटेड किंगडम और स्पेन कुछ दूरी पर चलते हैं।

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

• 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 का हिस्सा - छवि: एक्सपर्ट.डिजिटल

2020 में, उत्पादित बिजली का नौ प्रतिशत फोटोवोल्टिक द्वारा उत्पादित किया गया था। पिछले कुछ वर्षों में फोटोवोल्टिक प्रणालियों का उपयोग अधिक से अधिक महत्वपूर्ण हो गया है। नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत के रूप में सूर्य की हिस्सेदारी 2003 से लगातार बढ़ी है।

ऊर्जा के स्रोत के रूप में सूर्य का प्रकाश

ऊर्जा स्रोत के रूप में सूर्य का लाभ यह है कि यह निःशुल्क, बिना किसी प्रतिबंध के और अनिश्चित काल तक उपलब्ध है। लोग इसका लाभ भी उठाते हैं और प्रकाश ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए सौर कोशिकाओं का उपयोग करते हैं। कुल बिजली उत्पादन में फोटोवोल्टिक की बढ़ती हिस्सेदारी को अन्य बातों के अलावा, सिस्टम की गिरती लागत और नवीकरणीय ऊर्जा के उपयोग के बारे में अधिक जागरूकता से समझाया जा सकता है।

पुनःप्राप्य उर्जा स्रोत

जबकि जर्मनी में बिजली उत्पादन में परमाणु ऊर्जा और कठोर कोयले की हिस्सेदारी घट रही है, साथ ही सभी नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों की हिस्सेदारी बढ़ रही है। फोटोवोल्टिक प्रणालियों के उपयोग के अलावा, नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों जल, पवन, बायोमास और भूतापीय ऊर्जा से भी बिजली उत्पन्न की जाती है। तटवर्ती पवन टर्बाइन जर्मनी में अब तक की सबसे बड़ी मात्रा में नवीकरणीय ऊर्जा का उत्पादन करते हैं।

2002 से 2020 तक जर्मनी में सकल बिजली उत्पादन में फोटोवोल्टिक की हिस्सेदारी

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

नवीकरणीय ऊर्जा - ऊर्जा स्रोत द्वारा बिजली उत्पादन का वितरण - छवि: Xpert.Digital

2020 में, जर्मनी में नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों से सकल बिजली उत्पादन में तटवर्ती पवन ऊर्जा से बिजली उत्पादन की हिस्सेदारी 42 प्रतिशत थी। पारंपरिक सहित सभी ऊर्जा स्रोतों के आधार पर, 2020 में सकल बिजली उत्पादन में तटवर्ती पवन ऊर्जा का योगदान लगभग 19 प्रतिशत था।

नवीकरणीय ऊर्जा विद्युत उत्पादन

कोयला और परमाणु ऊर्जा जैसे जीवाश्म ईंधन के विपरीत, नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत नवीकरणीय हैं। वे वर्तमान में जर्मनी में लगभग आधी बिजली पैदा करते हैं। पिछले लगभग 30 वर्षों में नवीकरणीय ऊर्जा से बिजली उत्पादन में लगातार वृद्धि हुई है। राष्ट्रव्यापी तुलना में, मैक्लेनबर्ग-वेस्टर्न पोमेरानिया, श्लेस्विग-होल्स्टीन और थुरिंगिया सकल बिजली उत्पादन में नवीकरणीय ऊर्जा की सबसे अधिक हिस्सेदारी वाले संघीय राज्यों में से हैं।

जर्मनी में पवन ऊर्जा

जब पवन ऊर्जा की बात आती है, तो जर्मनी 2019 में स्थापित पवन टरबाइन उत्पादन के मामले में चीन और संयुक्त राज्य अमेरिका के साथ दुनिया के सबसे महत्वपूर्ण देशों में से एक था। हाल के वर्षों में भूमि और समुद्र दोनों पर पवन ऊर्जा से उत्पन्न बिजली की मात्रा में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है। इसी समय, अपतटीय और तटवर्ती दोनों पवन टर्बाइनों की संख्या में उल्लेखनीय वृद्धि हुई।

2020 में ऊर्जा स्रोत द्वारा जर्मनी में नवीकरणीय ऊर्जा से बिजली उत्पादन का वितरण

• तटवर्ती पवन ऊर्जा: 42% में
• फोटोवोल्टिक: 20% में
• बायोमास: 18% में
• अपतटीय पवन ऊर्जा: 11% में
• जलविद्युत*: 7% में
• घरेलू कचरा**: 2% में

* रन-ऑफ-रिवर और भंडारण बिजली संयंत्रों में उत्पादन के साथ-साथ पंपयुक्त भंडारण बिजली संयंत्रों में प्राकृतिक प्रवाह से उत्पादन।
** केवल घरेलू कचरे के बायोजेनिक हिस्से (लगभग 50%) से उत्पादित। आँकड़ों की बेहतर समझ के लिए मूल्यों को प्रतिशत में परिवर्तित किया गया और मूल स्रोत की तुलना में पूर्णांकित किया गया।