सौर ऊर्जा: सेल, शृंखला और योजनाएँ

प्रारंभिक और मुख्यइस पर समसामयिकी: सौर ऊर्जा

सौर सेल सिलिकॉन का एक वेफर है जिसके भीतर एक संधि (junction) बनी होती है: प्रकाश इलेक्ट्रॉनों को मुक्त करता है, संधि उन्हें एक दिशा में धकेलती है, और धारा बहती है, दिष्ट धारा (direct current) जिसे एक इन्वर्टर ग्रिड की प्रत्यावर्ती धारा (alternating current) में बदलता है। सेलों को जोड़कर मॉड्यूल बनता है और मॉड्यूलों से ऐरे, और एक वाणिज्यिक मॉड्यूल अपने ऊपर पड़ने वाले सूर्य प्रकाश के पाँचवें हिस्से से कुछ अधिक को बिजली में बदलता है, नए प्रकार के सेल कुछ अंक अधिक, और प्रयोगशाला में पेरोव्स्काइट टैंडम सेल उससे भी अधिक। चूँकि सूर्य अस्त होता है, एक सौर संयंत्र वर्ष भर के औसत में अपनी निर्धारित क्षमता का लगभग पाँचवाँ हिस्सा ही देता है, और इसीलिए क्षमता और उत्पादन अलग अलग संख्याएँ हैं। शृंखला पॉलीसिलिकॉन, इनगॉट, वेफर, सेल, मॉड्यूल के क्रम में चलती है, और हर कड़ी का अधिकांश चीन के पास है; भारत मॉड्यूल बनाता है, सेल बनाना शुरू कर रहा है, और उसके पास पॉलीसिलिकॉन नहीं है। योजनाएँ अपने अलग विषयों पर हैं।

• प्रौद्योगिकियाँ: लगभग पूरे बाज़ार में क्रिस्टलीय सिलिकॉन, जिसमें अब मोनोक्रिस्टलीय मानक है, और PERC, TOPCon तथा हेटेरोजंक्शन (heterojunction) नाम की सेल डिज़ाइनें दक्षता में क्रमशः आगे हैं; मुख्य विकल्प के रूप में पतली फिल्म (thin film) कैडमियम टेल्यूराइड; पेरोव्स्काइट टैंडम सेल, जो प्रयोगशाला में 30 प्रतिशत पार कर चुके हैं पर अभी टिकाऊ नहीं हैं; संकेंद्रित सौर ऊर्जा (concentrated solar power), जो सूर्य प्रकाश को केंद्रित करके एक तरल को गर्म करती है और शाम के लिए ऊष्मा का भंडारण कर सकती है, और जिसे भारत ने बहुत कम बनाया। बाइफेशियल (bifacial) मॉड्यूल दोनों सतहों पर प्रकाश लेते हैं; ट्रैकर सूर्य के साथ घूमते हैं।
• प्रश्न में काम आने वाली संख्याएँ: 2010 के राष्ट्रीय सौर मिशन (National Solar Mission) ने 2022 तक 20 गीगावाट का लक्ष्य रखा, जिसे 2015 में बढ़ाकर 100 किया गया; 2030 का लक्ष्य कुल 500 गीगावाट गैर जीवाश्म क्षमता का है, जिसमें सबसे बड़ा हिस्सा सौर का है; स्थापित आँकड़ा ग्रिड थीम के नवीकरणीय क्षमता विषय पर है। राजस्थान का भड़ला सबसे बड़ा पार्क है, और 2014 की सौर पार्क योजना भूमि और तार तैयार करती है ताकि डेवलपरों को केवल मॉड्यूल लाने पड़ें।
• देश में ही बनाना: अनुमोदित मॉडल एवं विनिर्माता सूची (Approved List of Models and Manufacturers), जिसमें सूची I मॉड्यूल के लिए और सूची II सेल के लिए है, और सरकारी सहायता वाली परियोजनाओं को इसी से खरीदना होता है; उच्च दक्षता वाले मॉड्यूल के लिए उत्पादन से जुड़ा प्रोत्साहन (production linked incentive), ₹24,000 करोड़; 2022 से मॉड्यूल पर 40 प्रतिशत और सेल पर 25 प्रतिशत मूल सीमा शुल्क (basic customs duty); और मसौदा बनाई जा रही एक पॉलीसिलिकॉन योजना, जो विनिर्माण विषय पर है।
• छतों, पंपों और जल पर लगाना: पीएम सूर्य घर, एक करोड़ परिवारों के लिए नेट मीटरिंग (net metering) के साथ रूफटॉप सौर, जिसमें अतिरिक्त बिजली मीटर को उल्टा चलाती है; PM KUSUM, किसानों के लिए सौर पंप और फीडर; जलाशयों पर तैरते सौर के लिए सूर्य सरोवर योजना; हर एक अपने अलग विषय पर। Agrivoltaics में ऊँचे लगे पैनलों के नीचे फसल उगाई जाती है; नहर के ऊपर लगा सौर (canal top solar) उस जल को छाया देता है जिसके ऊपर वह खड़ा है।
• विश्व: अंतरराष्ट्रीय सौर गठबंधन (International Solar Alliance), जिसे भारत और फ्रांस ने 2015 में पेरिस में शुरू किया, जिसका मुख्यालय गुरुग्राम में है, जो 2017 से एक संधि आधारित निकाय है और जिसके सौ से अधिक सदस्य हैं, और जो भारत में स्थित पहला अंतरराष्ट्रीय निकाय है; और One Sun One World One Grid, जो 2018 में प्रस्तावित हुआ और 2021 में ग्लासगो में Green Grids Initiative के साथ शुरू हुआ, यह विचार कि समय क्षेत्रों में फैले ग्रिड पर कहीं न कहीं सूर्य हमेशा रहता है।

मुख्य परीक्षा: भारत की सौर सफलता खरीद की सफलता है और उसकी सौर कमज़ोरी विनिर्माण की: नीलामियों ने दुनिया के सबसे सस्ते मॉड्यूलों से, जिनमें अधिकांश चीनी थे, दुनिया की सबसे सस्ती बिजली खरीदी, और अब सेल और पॉलीसिलिकॉन के लिए भुगतान करने वाली योजनाएँ उसी सौदे का बिल हैं।

अतिरिक्त पठन: Solar Overview (MNRE)

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