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सौर ऊर्जा: हमारे ग्रह का भविष्य क्यों है

क्या इंसान रेगिस्तान से पूरे ग्रह को ऊर्जा दे सकते हैं? हम इस विचार और दूसरे विकल्पों को देखते हैं, छतों पर लगे सोलर से लेकर एग्रीवोल्टेइक्स और तैरते सोलर पैनलों तक। हम बताते हैं कि सोलर बिजली असल में कैसे काम करती है, और पेरोव्स्काइट जैसी नई सामग्रियों को देखते हैं जो खिड़कियों को सोलर पैनल में बदल देती हैं। सोलर अब मानव इतिहास में ऊर्जा का सबसे सस्ता स्रोत है, लेकिन अभी भी कुछ समस्याएँ दूर करनी हैं...

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प्रभावगतिलागतपरिपक्वताप्रकृति

4.6कुल मिलाकर

इस समाधान की रेटिंग कैसी है

  • प्रभाव5 / 5सूरज की रोशनी धरती का सबसे बड़ा ऊर्जा स्रोत है, और सौर ऊर्जा सबसे तेज़ी से बढ़ रही है।
  • गति5 / 5सोलर फार्म परमिट से बिजली बनाने तक महीनों में पहुँच जाते हैं, और तेजी से बढ़ते हैं।
  • लागत5 / 5अब तक की सबसे सस्ती बिजली; इसकी लागत खुद निकल आती है।
  • परिपक्वता5 / 5परिपक्व, बड़े पैमाने पर बनाया जाता है और लगभग हर देश में लगाया जा चुका है।
  • प्रकृति3 / 5नुकसान कम है, लेकिन पैनलों के लिए सामग्री चाहिए और बड़े सोलर फार्म जगह लेते हैं।

मार्गदर्शिका

यह फिल्म की तस्वीरों वाली प्रतिलिपि है। मार्गदर्शिका अभी सिर्फ़ अंग्रेज़ी में उपलब्ध है - आपकी भाषा में भी जल्द उपलब्ध होगी।

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प्रश्नोत्तरी

10 में से प्रश्न 1

कहा जाता है कि आर्किमिडीज़ ने हमलावर रोमन जहाज़ों के खिलाफ किस चीज़ का इस्तेमाल किया था?

स्कोर 0 / 10

प्रतिलिपि

हजारों सालों से, इंसानों ने सूरज को हैरानी, विस्मय और आँखें मिचमिचाकर देखा है। लोगों ने इसकी पूजा की है, इससे समय नापा है, और इसकी किरणों में नहाना (और कभी-कभी खुद को जला लेना) पसंद किया है।

लेकिन क्या हो अगर सूरज सिर्फ टैनिंग की मशीन से कहीं ज्यादा हो? क्या हो अगर यह जीवाश्म ईंधन की जगह ले सके और इंसानों की ऊर्जा समस्याएँ सुलझा सके?

सौर ऊर्जा की दुनिया में आपका स्वागत है!

इंसान सूरज की गर्मी तब से इस्तेमाल कर रहे हैं जब से उन्हें पता चला कि वह है। दरअसल, कहा जाता है कि प्राचीन यूनानी वैज्ञानिक आर्किमिडीज़ ने ढेर सारे विशाल शीशों से उन प्यारी सुनहरी किरणों को एक ऐसी किरण में समेट दिया था जो इतनी गर्म थी कि उसने हमला कर रहे रोमन जहाजों में आग लगा दी [1,2,3]। उससे भयानक सनबर्न हुआ होगा!

लेकिन अगले 2,000 साल बाद ही Edmond Becquerel नाम के उतने ही तेज़ दिमाग वाले एक फ्रांसीसी ने खोजा कि सही सामग्रियों के साथ धूप को बिजली में बदला जा सकता है [4,5,6]।

और उसके थोड़े समय बाद, 1954 में, उनकी खोज से सबसे पहले सिलिकॉन सौर सेल का विकास हुआ [4,5,7,8], और सबके लिए असीमित, सस्ती और भरपूर ऊर्जा की संभावना बनी। लेकिन सौर तकनीक आखिर काम कैसे करती है?

रोशनी फोटॉन नाम के बेहद छोटे कणों से बनी होती है और उनमें ऊर्जा होती है जो... खैर, रोशनी की रफ्तार से चलती है।

हर सेकंड, सूरज से निकले फोटॉन पृथ्वी के वायुमंडल, महासागरों और महाद्वीपों से टकराते हैं, जिससे गर्मी बनती है जो या तो ग्रह को गर्म करती है... या रोमन जहाजों को जला देती है, अगर संयोग से आपके पास ढेर सारे विशाल शीशे हों!

लेकिन, अगर वे अर्धचालक नाम की एक खास तरह की सामग्री से टकराएँ, तो ये फोटॉन बॉलिंग की गेंदों जैसे काम करते हैं और जिन परमाणुओं से टकराते हैं, उनसे इलेक्ट्रॉनों को उछाल देते हैं [9,10]। और यही इलेक्ट्रॉन बिजली बनाते हैं। तो सौर पैनलों के पीछे यही सिद्धांत है...

लेकिन क्या यह तकनीक सच में इंसानों की ऊर्जा की कभी न मिटने वाली भूख मिटा सकती है?

सभी टेलीविज़न, टेलीफोन, टैनिंग बेड और बिजली से चलाई जा सकने वाली बाकी हर चीज़ को चलाने लायक बिजली बनाने के लिए, आपको एक लाख वर्ग किलोमीटर से ज्यादा सौर पैनल चाहिए होंगे [11], जो बहुत ज्यादा लग सकता है, लेकिन यह सहारा रेगिस्तान का सिर्फ 1.5% है [11]।

तो इंसान दुनिया को एक विशाल सहारा सौर फार्म से बिजली क्यों नहीं देते?

खैर, रेगिस्तान रहने के लिए बिल्कुल आसान जगह नहीं होते। झुलसा देने वाला तापमान और रेगिस्तानी हवाओं की रेत सौर पैनलों की दक्षता घटा सकते हैं [12,13,14], और सहारा इतना दूर है कि इन्हें लगाना और इनकी देखभाल करना मुश्किल है [15,16], फिर बिजली को हजारों किलोमीटर केबलों से भेजने की जरूरत भी है [17,18]।

हालाँकि इन तकनीकी मुश्किलों को सैद्धांतिक रूप से पार किया जा सकता है, लेकिन बड़ी समस्याएँ ऐसे महत्वाकांक्षी प्रोजेक्ट की जटिल भू-राजनीतिक चुनौतियों से आती हैं [16,17,18], जिससे पूरी दुनिया को बिजली देने वाला विशाल सहारा सौर फार्म अचानक कम समझदारी भरा लगता है!

खुशकिस्मती से, सौर फार्मों को रेगिस्तान में ही लगाने की जरूरत नहीं है। दरअसल, सौर पैनल लगभग कहीं भी लगाए जा सकते हैं, और दुनिया की सिर्फ आधी छतों पर इन्हें लगाना इंसानों की बिजली की जरूरतें पूरी करने के लिए काफी हो सकता है [19,20,21]।

इन्हें खेतों में फसलों के साथ भी लगाया जा सकता है [22,23], ताकि इंसानों की दो सबसे पसंदीदा चीजें एक साथ बनें: खाना और बिजली।

तैरते पैनल दुनिया के जलाशयों पर भी लगाए जा सकते हैं [24,25], उन्हें वाष्पित होने से बचाते हुए [26,27] और यह पक्का करते हुए कि इंसानों के लंबे टैनिंग सेशन के दौरान पानी की कमी न हो। दरअसल, सिर्फ जलाशयों का सतह क्षेत्र ही दुनिया की सारी बिजली देने के लिए काफी है [28,29,30]।

तो, सौर पैनलों से दुनिया को बिजली देना जरूर मुमकिन है, लेकिन क्या यह व्यावहारिक है?

पहली चुनौती इंसानों के लिए बहुत जानी-पहचानी है: सबसे पहले पैनल बनाना। इन्हें बनाने के लिए इंसानों को संसाधन और ऊर्जा चाहिए, और इन सबकी कीमत चुकानी पड़ती है [31]। मसलन, सौर सेल में मौजूद सिलिकॉन को खनन करके निकालना और संसाधित करना पड़ता है, और इससे अपनी पर्यावरणीय समस्याएँ पैदा हो सकती हैं [32,33]।

शायद सौर ऊर्जा की सबसे बड़ी रुकावट एक आसान से सवाल में समेटी जा सकती है... जब सूरज नहीं चमकता तो क्या होता है?

अगर आपने कभी पृथ्वी पर समय बिताया है, तो शायद आपने देखा होगा कि हर 24 घंटों में से करीब 12 घंटे अंधेरे में गुजरते हैं। और, आप कहाँ हैं, इसके हिसाब से कुछ इलाके दूसरों से काफी ज्यादा अंधेरे होते हैं [34,35]।

इससे भी बुरा, दिन के उजाले में भी परेशान करने वाले बादल बीच में आ सकते हैं, जो बिल्कुल अच्छा नहीं है अगर आपको बिजली के लिए उसी धूप की जरूरत हो [36]। इसका मतलब है कि सौर ऊर्जा एक ऐसा ऊर्जा स्रोत है जो रुक-रुककर मिलता है।

क्योंकि बिजली की मांग दिन भर बदलती रहती है, सौर ऊर्जा हमेशा जरूरत भर नहीं बनाती: कभी यह बहुत ज्यादा बनाती है, और कभी मांग पूरी करने के लिए काफी नहीं बना पाती [37]। इसलिए, या तो बची हुई ऊर्जा को बाद में इस्तेमाल के लिए भंडारित करना पड़ता है, या जब सूरज नहीं चमकता तब दूसरे स्रोतों की जरूरत होती है [38,39,40]।

फिलहाल, इंसान यह नहीं समझ पाए हैं कि पूरी दुनिया को भरोसेमंद ढंग से बिजली देने लायक सौर ऊर्जा कैसे भंडारित की जाए, इसलिए अभी के लिए सौर ऊर्जा अकेले ग्रह को बिजली नहीं दे पाएगी।

लेकिन डरिए मत! प्राचीन आर्किमिडीज़ और तेज़ दिमाग वाले Becquerel की तरह, आज के बहुत से इंसान तकनीकी समाधानों पर काम कर रहे हैं, और उनके काम के नतीजे मिल रहे हैं।

पेरोव्स्काइट जैसी सामग्री सौर पैनलों को पारंपरिक सिलिकॉन पैनलों से ज्यादा कुशल [41,42], पर्यावरण के लिए ज्यादा साफ और कम संसाधन लेने वाले बना सकती है [43]। पेरोव्स्काइट को काँच समेत सतहों पर रंगा, छापा या स्प्रे भी किया जा सकता है [41,44], जिससे खिड़कियाँ सौर पैनल बन जाती हैं [45]।

रीसाइक्लिंग में प्रगति से खनिजों के लिए खनन की जरूरत और घट रही है [46,47], और पिछले 40 सालों में सौर पैनलों की कीमत 99% से भी ज्यादा तेजी से गिर गई है [48-52], जिससे मानव इतिहास के सबसे सस्ते ऊर्जा स्रोत की बड़ी दौड़ में सौर ऊर्जा पवन ऊर्जा के साथ संयुक्त रूप से पहले स्थान पर पहुँच गई है [53,54]। और, अगर इंसानों को बिजली, खाना या सन टैन से भी ज्यादा कोई चीज़ पसंद है, तो वह है सस्ता सौदा!

लेकिन आर्किमिडीज़ के सूरज की ऊर्जा को एक बिंदु पर समेटने वाले विचार का क्या? क्या इससे बिजली बनाई जा सकती है? खैर, हाँ। सांद्रित सौर ऊर्जा संयंत्र आज मौजूद हैं और विशाल शीशों को पिघले नमक को गर्म करने के लिए केंद्रित करके काम करते हैं; फिर यह गर्मी बिजली बनाती है। लेकिन कीमतों में तेज गिरावट के कारण, सौर पैनलों की कतारें अब सांद्रित सौर संयंत्रों की लागत के लगभग एक-तिहाई पर बिजली बनाती हैं [54]।

तो, लगता है सौर पैनल ही आगे का रास्ता हैं। दरअसल, वे अब इतने सस्ते हैं कि सौर पैनलों की वैश्विक स्थापित क्षमता लगभग हर तीन साल में दोगुनी हो रही है [55] और ये पैनल 2050 तक वैश्विक बिजली का आधे से ज्यादा हिस्सा देने की राह पर हैं [56,57,58]।

लेकिन क्या वे सच में जीवाश्म ईंधन की जगह ले सकते हैं और ग्रह को बचा सकते हैं? खैर, शायद अकेले नहीं... लेकिन दूसरे ऊर्जा स्रोतों के साथ (और साथ देने वाली ऊर्जा भंडारण प्रणाली के साथ), सौर पैनल इंसानों को जीवाश्म ईंधन की लत छोड़ने और पहले से ज्यादा चमकदार भविष्य बनाने में मदद कर सकते हैं!

विशेषज्ञ सलाहकार

हम इनका शुक्रिया अदा करना चाहते हैं

Prof. Alastair Buckley

शेफ़ील्ड विश्वविद्यालय

गणित और भौतिक विज्ञान संकाय

Dr. Dan Lamb

स्वानसी यूनिवर्सिटी

ऑक्साइड और कैल्कोजेनाइड MOCVD केंद्र, CISM

अन्य वीडियो

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अधिक जानकारी

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यह कैसे काम करता है

सहारा सौर ऊर्जा

एग्रीवोल्टैक्स

फ्लोटिंग पीवी

डक कर्व

सौर सेल का पुनर्चक्रण

ऊर्जा भंडारण

भविष्य की सौर तकनीक

ऊर्जा संक्रमण

संदर्भ

यहाँ दिए गए सभी लिंक अंग्रेज़ी में हैं।

  1. [1] सिराक्यूज़ की घेराबंदी (214-212 ईसा पूर्व) | महत्व, विवरण, और आर्किमिडीज़ | Britannica
  2. [2] आर्किमिडीज़ - यूरेका चिल्लाने के अलावा उन्होंने क्या किया? (Archive.org पर उपलब्ध)
  3. [3] एक प्राचीन मृत्यु-किरण को फिर से बनाना | The New York Times
  4. [4] पहला व्यावहारिक सिलिकॉन सौर सेल | American Physical Society
  5. [5] सौर पैनलों का संक्षिप्त इतिहास | Smithsonian Magazine
  6. [6] बेकेरेल का 1839 का संस्मरण - धातु की पट्टियों पर विकिरण का असर | Academy of Sciences Weekly Reports
  7. [7] सौर सेल का आविष्कार | Popular Science (Let It Shine - The 6,000-Year Story of Solar Energy से अंश)
  8. [8] दस्तावेज़ की गहराई से पड़ताल: पहले व्यावहारिक सौर सेल का पेटेंट | Smithsonian Magazine
  9. [9] फोटोवोल्टिक और बिजली | U.S. Energy Information Administration
  10. [10] फोटोवोल्टिक विज्ञान और इंजीनियरिंग की हैंडबुक | Wiley Online Library
  11. [11] सहारा के 1% हिस्से से सौर ऊर्जा लेकर हम पूरी दुनिया को बिजली दे सकते हैं | Forbes (देखें संदर्भ नोट्स*)
  12. [12] फोटोवोल्टिक सेल तकनीकों और बढ़े हुए तापमान का फोटोवोल्टिक सिस्टम के प्रदर्शन पर असर | Ain Shams Engineering Journal
  13. [13] सौर पैनल की कांच सतहों पर रेत के कणों का लंबवत टकराव | Tribology International
  14. [14] बहुत गर्म मौसम सौर पैनलों में रुकावट डाल सकता है, विशेषज्ञ कहते हैं | World Economic Forum
  15. [15] क्या सहारा में विशाल सौर सरणी हमारी ऊर्जा जरूरतें पूरी कर सकती है? | CORDIS European Commission
  16. [16] सिर्फ स्वच्छ ऊर्जा से बढ़कर: सहारा में पवन और सौर ऊर्जा साहेल में बारिश बढ़ा सकती हैं | UNEP
  17. [17] स्वच्छ ऊर्जा की होड़ में यूरोप उत्तर अफ्रीका की ओर मुड़ रहा है | Yale E360
  18. [18] Desertec क्यों विफल हुआ? बड़े पैमाने की नवीकरणीय ऊर्जा बुनियादी ढांचा परियोजना का अंतरिम विश्लेषण | Local Environment
  19. [19] नवीकरणीय बिजली उत्पादन के लिए छतों पर सौर फोटोवोल्टिक की क्षमता का वैश्विक स्थानिक-कालिक आकलन | Nature Communications (देखें संदर्भ नोट्स*)
  20. [20] फसल भूमि और छतें: सौर फोटोवोल्टिक की वैश्विक, कम इस्तेमाल हुई क्षमता | Environmental Research Letters (देखें संदर्भ नोट्स*)
  21. [21] भूमि पर वैश्विक फोटोवोल्टिक क्षमता का मॉडलिंग और जलवायु परिवर्तन के प्रति उसकी संवेदनशीलता | Environmental Research Letters (देखें संदर्भ नोट्स*)
  22. [22] एग्रीवोल्टिक्स: सौर पैनलों और खेती को जोड़कर सबके लिए फायदे वाला नतीजा | Statkraft
  23. [23] एग्रीवोल्टिक्स: सौर और कृषि का एक ही जगह होना | US Department of Energy
  24. [24] फ्लोटिंग PV: यूरोप में बढ़ता चलन | Intersolar Europe
  25. [25] जहाँ सूरज पानी से मिलता है: फ्लोटिंग सोलर बाज़ार रिपोर्ट | ESMAP
  26. [26] तैरते सौर ऊर्जा का उदय - तकनीक, फायदे और चुनौतियाँ | Proceedings of the World Conference on Floating Solutions 2019
  27. [27] पानी की कमी वाले क्षेत्रों में वाष्पीकरण घटाने और पानी पंप करने के लिए तैरता सौर PV: Jordan केस स्टडी | Energy Conversion and Management
  28. [28] दुनिया भर के जलाशयों पर तैरते सौर फोटोवोल्टिक से ऊर्जा उत्पादन और पानी की बचत | Nature Sustainability (उद्धृत जलाशयों पर तैरते सौर पैनल दुनिया के एक तिहाई हिस्से को बिजली दे सकते हैं, अध्ययन में दावा | The Independent में) (देखें संदर्भ नोट्स*)
  29. [29] तैरते सौर फोटोवोल्टिक बिजली संयंत्रों और जलविद्युत जलाशयों को मिलाना | Energy Procedia (देखें संदर्भ नोट्स*)
  30. [30] वैश्विक तैरते PV की स्थिति और क्षमता | Progress in Energy (देखें संदर्भ नोट्स*)
  31. [31] PV बिजली उत्पादन के पर्यावरणीय असर - ऊर्जा आपूर्ति विकल्पों की एक आलोचनात्मक तुलना | 21st European Photovoltaic Solar Energy Conference | UN CTNC
  32. [32] सिलिका खनन का पर्यावरण पर असर | Journal of Geography and Regional Planning
  33. [33] सौर फोटोवोल्टिक प्रणालियों के पर्यावरणीय असर: हाल की प्रगति और भविष्य के नजरिए की एक आलोचनात्मक समीक्षा | Science of The Total Environment
  34. [34] वैश्विक स्तर पर सौर ऊर्जा क्षमता का स्थानिक आकलन. एक भौगोलिक तरीका | Journal of Cleaner Production
  35. [35] सौर बिजली उत्पादन की रुक-रुक कर उपलब्धता और एकत्रीकरण | Nature
  36. [36] जलवायु कारकों और रुक-रुक कर होने वाले नवीकरणीय बिजली उत्पादन में स्थानिक-कालिक बदलाव - एक समीक्षा | Renewable and Sustainable Energy Reviews
  37. [37] डक चार्ट का विश्लेषण करते दस साल: 2008 में NREL की एक खोज आज बिजली ग्रिड पर ज्यादा सौर ऊर्जा लाने में कैसे मदद कर रही है | NLR (NREL) (संग्रहीत)
  38. [38] किफायती, भरोसेमंद और बड़े पैमाने पर कार्बन-मुक्त बिजली प्रणालियाँ बनाने के लिए ऊर्जा भंडारण अहम | MIT News
  39. [39] नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों की पूरकता पर एक समीक्षा | Solar Energy
  40. [40] पंप्ड भंडारण और हाइब्रिड पवन-फोटोवोल्टिक पूरक बिजली उत्पादन प्रणाली | Applied Energy
  41. [41] परिचय: पेरोव्स्काइट और पेरोव्स्काइट सौर सेल क्यों? | Prevoskite Photovoltaics
  42. [42] टैंडम में ताकत है | Science (‘चमत्कारी सामग्री’ पेरोव्स्काइट ने सौर पैनल दक्षता की सीमा तोड़ी | The Independent में)
  43. [43] पेरोव्स्काइट-ऑन-सिलिकॉन टैंडम सौर सेल के पर्यावरणीय प्रदर्शन पर नई जानकारी | Sustainable Energy & Fuels | RSC (पेरोव्स्काइट PV के पर्यावरणीय असर | PV magazine International में)
  44. [44] सौर पेरोव्स्काइट तकनीकें | Encyclopedia of Sustainable Technologies (2nd Edition)
  45. [45] नई स्मार्ट खिड़कियाँ धूप में गहरे रंग की हो जाती हैं - और साथ ही बिजली भी बनाती हैं | Science | AAAS
  46. [46] सौर मॉड्यूल/पैनलों के रीसाइक्लिंग पर समीक्षा | Solar Energy Materials and Solar Cells
  47. [47] सौर फोटोवोल्टिक रीसाइक्लिंग में तकनीकी प्रगति: एक समीक्षा | Minerals
  48. [48] तकनीकी नवाचार कम लागत में जलवायु परिवर्तन को कम करना संभव बनाता है | Energy Research & Social Science (सौर पैनल की कीमतें गिरने से जीवाश्म ईंधन ‘बेकार होते जा रहे हैं’ | The Independent में)
  49. [49] हर बार वैश्विक स्थापित क्षमता दोगुनी होने पर सौर पैनल की कीमतें लगभग 20% गिरी हैं | Our World in Data (देखें संदर्भ नोट्स*)
  50. [50] नवीकरणीय ऊर्जा इतनी जल्दी इतनी सस्ती क्यों हो गई? | Our World in Data (देखें संदर्भ नोट्स*)
  51. [51] सौर (फोटोवोल्टाइक) पैनल की कीमतें | Our World in Data (देखें संदर्भ नोट्स*)
  52. [52] 3Q 2024 Global PV Market Outlook | BloombergNEF (देखें संदर्भ नोट्स*)
  53. [53] World Energy Outlook 2024 - विश्लेषण | IEA
  54. [54] Renewable Power Generation Costs in 2023 | IRENA (देखें संदर्भ नोट्स*)
  55. [55] Global Market Outlook For Solar Power 2022-2026 | Solar Power Europe (संग्रहीत)
  56. [56] स्थिरता की ओर वैश्विक ऊर्जा बदलाव का मुख्य चालक कम लागत वाली नवीकरणीय बिजली | Energy
  57. [57] सौर ऊर्जा बदलाव की रफ्तार | Nature Communications (UCL News | University College London में)
  58. [58] 2050 तक सौर ऊर्जा दुनिया की आधी बिजली पैदा कर सकती है | Bloomberg

संदर्भ नोट्स

11

सहारा सौर फार्म से दुनिया को बिजली देने के लिए आवश्यक रेगिस्तानी क्षेत्रफल का अनुमान

इस संदर्भ का लेख ऑनलाइन ज्ञान-साझाकरण मंच Quora पर हुई चर्चा से आया है, इसलिए इसकी औपचारिक समीक्षा नहीं हुई है और न ही यह किसी वैज्ञानिक जर्नल या रिपोर्ट में प्रकाशित हुआ है। फिर भी, इसे Forbes और New York Times दोनों में खूब उद्धृत, संदर्भित और दोबारा छापा गया है, और लेखक इसे पहला उदाहरण बताते हैं जिसमें वैश्विक ऊर्जा ज़रूरतों के लिए सौर ऊर्जा समाधान सुझाया गया और ‘Sahara Solution’ की व्यवहार्यता, उपयोगिता और आँकड़ों पर विचार किया गया। लेखक, जो अकादमिक और उद्योग विशेषज्ञ हैं, ने इसकी कड़ी आलोचना भी की है और इसका बचाव भी, जबकि दूसरे अकादमिक और उद्योग पेशेवरों ने इसे अनौपचारिक समर्थन दिया है। प्रस्ताव के कुछ हिस्सों और सहायक गणनाओं को काल्पनिक, मोटे तौर पर की गई गणनाएँ या असली दुनिया के समाधान वाले संभावित परिदृश्यों की बुनियाद माना जा सकता है और इन दोनों संदर्भों में इन पर चर्चा हुई है, लेकिन यहाँ ये एक समझाने वाले अनुमान के तौर पर काम करते हैं।

सबसे अहम बात, इसका अनुमान कुल ऊर्जा खपत पर आधारित है और यह मानता है कि गर्मी, परिवहन और औद्योगिक प्रक्रियाओं समेत ऊर्जा के सभी उपयोग पूरी तरह बिजली पर आ जाएंगे। इन उपयोगों का सीधे बिजली पर आना अलग-अलग स्तर तक संभव है और कभी-कभी अव्यावहारिक या असंभव भी है (हालाँकि कुछ को सौर ऊर्जा से चलने वाले इलेक्ट्रोलिसिस से बने हरित हाइड्रोजन से चलाया जा सकता है)। McKinsey, IRENA और IEA के वैश्विक ऊर्जा परिदृश्यों A,B,C से मिले क्षेत्रवार निष्कर्षों के आधार पर, एक (AI-निर्मित) संयुक्त अनुमान है कि मौजूदा और निकट-भविष्य की तकनीकों से वैश्विक ऊर्जा मांग का लगभग 60-70% बिजली पर लाना संभव हो सकता है, हालाँकि व्यावहारिक चुनौतियाँ मौजूद हैं। मौजूदा वैश्विक बिजली मांग पूरी करने के लिए सहारा में सौर फार्म का जरूरी क्षेत्र इससे काफी कम होगा।

सहारा रेगिस्तान के 1.2% की अनुमानित जरूरत को वैश्विक ऊर्जा मांग में हाल की बढ़ोतरी को ध्यान में रखकर 1.5% कर दिया गया है (2023 में लगभग 19.6 TW D,E)।

19,20,21

छत पर सौर पैनलों की वैश्विक क्षमता

कई शोधपत्रों ने छतों पर सौर फोटोवोल्टिक (PV) की वैश्विक क्षमता का मॉडल बनाया है, लेकिन नतीजे अलग-अलग आए हैं। एक शोधपत्र [19] का अनुमान है कि PV के लिए उपयुक्त कुल छत क्षेत्र हर साल 27 PWh बिजली बना सकता है, जो 2018 की तत्कालीन वैश्विक बिजली मांग से ज्यादा है। धूप और इसलिए PV क्षमता में भौगोलिक और मौसमी फर्क के कारण, इस कुल क्षमता में अलग-अलग क्षेत्रों के छत क्षेत्र का योगदान एक जैसा नहीं है यानी किसी क्षेत्र की क्षमता उसकी स्थानीय मांग से काफी कम हो सकती है, जबकि किसी दूसरे क्षेत्र की क्षमता मांग से ज्यादा होकर वैश्विक आपूर्ति में अनुपात से कहीं अधिक योगदान दे सकती है। लेखकों का अनुमान है कि क्षेत्रों को मिलाकर सालाना वैश्विक बिजली मांग पूरी करने के लिए दुनिया के कम-से-कम 50% छत क्षेत्र की जरूरत होगी।

2023 तक वैश्विक बिजली मांग बढ़कर 30 PWh से थोड़ा कम हो गई है F, जो [19] में बताई गई पिछली वैश्विक छत-PV क्षमता से अधिक है। इस बीच, कुल ऊर्जा मांग (जिसमें बिजली के साथ ही हीटिंग, परिवहन और औद्योगिक प्रक्रियाएं शामिल हैं) लगभग 172 PWh थी D,E। एक अन्य शोधपत्र [20], [19] की कार्यप्रणाली में असंगतियों को दिखाता है और अनुमान लगाता है कि वैश्विक छत-PV क्षमता अधिकतम 30.5 TW स्थापित क्षमता तक पहुंच सकती है, जो हर साल 267 PWh से ज्यादा के बराबर है और हमारी कुल ऊर्जा मांग से भी बहुत अधिक है। एक तीसरे शोधपत्र [21] का अनुमान है कि अलग-अलग जारी उत्सर्जन परिदृश्यों के आधार पर बदलाव के साथ, 2050 तक वैश्विक छत-PV क्षमता 175 TWh प्रति वर्ष तक पहुंच सकती है। इस अनुमान में [19] में बताई गई मौजूदा स्थिति से काफी ज्यादा कुल PV क्षेत्र के लिए छतों का विस्तार शामिल है। इन निष्कर्षों और उनकी अलग-अलग कार्यप्रणालियों को देखते हुए, हम इस सतर्क निष्कर्ष पर पहुंचते हैं कि दुनिया की सिर्फ आधी छतें इंसानियत की बिजली जरूरतें पूरी करने के लिए काफी हो सकती हैं।

28,29,30

दुनिया भर के जलाशयों पर तैरते सौर पैनलों की वैश्विक क्षमता

एक लेख में [28], दुनिया भर के हर जलाशय में तैरते फोटोवोल्टिक (FPV) से अधिकतम 30% सतह क्षेत्र ढकने की संभावित ऊर्जा पैदावार (1,14,555 जलाशयों में 5,56,111km2) का अनुमान 9,434TWh प्रति वर्ष लगाया गया है। यह तकनीकी और पर्यावरणीय सीमाओं के कारण FPV के सीमित सतह कवरेज (30%) पर आधारित एक सतर्क अनुमान है। इसी तरह, एक अन्य लेख [29] बताता है कि वैश्विक जलाशय सतह क्षेत्र का 25% 8,000TWh yr-1 पैदा कर सकता है। IEA के अनुमानों G के अनुसार, यह निकट भविष्य के लिए वैश्विक बिजली मांग का कम से कम एक चौथाई है (2023 के अंत तक मांग का लगभग एक तिहाई F), और नए जलाशय बनने पर क्षमता और बढ़ सकती है।

हालाँकि, एक हालिया लेख [30] सौर पैनल तकनीक में ऐसी प्रगति पर ध्यान देता है जिसे इन पुराने अध्ययनों में नहीं गिना गया था और जिसमें सूरज का पीछा करने वाली प्रणालियाँ और दोनों तरफ से बिजली बनाने वाले सौर पैनल शामिल हैं: “हालाँकि ट्रैकरों से सिस्टम के तैरने और एंकरिंग की ज़रूरतें बढ़ सकती हैं और कुल लागत भी बढ़ सकती है, लेकिन स्थिर झुकाव वाले सिस्टमों की तुलना में उनकी बड़ी ऊर्जा बढ़त, विकसित होती तकनीक और घटती लागत शायद आने वाले वर्षों में उन्हें ज्यादा आम बना देगी”। यह समझने के लिए कि ये नई तकनीकें वैश्विक स्तर पर कैसा प्रदर्शन कर सकती हैं, उन्होंने “दुनिया भर के कुल 2,22,623 km2 क्षेत्र वाले 2,49,717 अंतर्देशीय जलाशयों (मानव-निर्मित और प्राकृतिक दोनों) पर अलग-अलग FPV विन्यासों की स्थापना क्षमता और ऊर्जा उत्पादन क्षमता का विश्लेषण किया, जिसमें अलग-अलग झुकाव कोणों वाली स्थिर-झुकाव स्थापनाएँ, अलग-अलग ट्रैकिंग तरीके, और अलग-अलग पैनल प्रकार (मोनोफेशियल vs. बाइफेशियल) शामिल थे -लगभग उन जलाशयों से चार गुना अधिक जिनका विश्लेषण” [28] में किया गया था। इन बदलावों के साथ, लेखकों ने 22 TWp (पीक-पावर) तक की कुल FPV क्षमता पाई, जो पूरी दुनिया की बिजली मांग पूरी कर सकती है।

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वर्तमान सौर पीवी की कीमतें

आवर वर्ल्ड इन डेटा [51] कई स्रोतों का डेटा संकलित करता है, जिनमें IRENA 2024 H भी शामिल है। वेबपेज के अनुसार, IRENA कई अलग-अलग तकनीकों के लिए सौर फोटोवोल्टिक मॉड्यूल की कीमतें पेश करता है। 2013 की चौथी तिमाही से आगे का डेटा ‘थिन फिल्म a-Si/u-Si’ तकनीकों की औसत सालाना कीमत है, या सभी सौर तकनीकों के संदर्भ के लिए ग्लोबल प्राइस इंडेक्स है, जो 2023 में $0.31/W की वैश्विक कीमत तक पहुँचा। दूसरे स्रोत I,J,K मुख्य संदर्भ के तौर पर प्रचलित या मोनोफेशियल मोनोक्रिस्टलाइन पैनल तकनीक दिखाते हैं, जिनकी कीमतें और भी नीचे आ गई हैं:

जनवरी 2024 में, यूरोप में बिकने वाले थिन फिल्म a-Si/u-Si मॉड्यूल की कीमत घटकर ~$0.16/W रह गई H। अप्रैल 2024 में, मोनोफेशियल मोनोक्रिस्टलाइन मॉड्यूल की वैश्विक स्पॉट कीमत $0.11/W बताई गई I। नवंबर 2024 में, बाजार में सबसे ज्यादा चलने वाले मोनोक्रिस्टलाइन PERC पैनल और अगली पीढ़ी की c-Si TOPCon तकनीकें चीन, यूरोप और अमेरिका में क्रमशः $0.087/W, $0.1/W और $0.29/W तक पहुँच गईं J,K †।

†लॉजिस्टिक्स, टैरिफ और क्षेत्रीय बाजार कारकों की वजह से वैश्विक बाजारों में निर्यात कीमतें आमतौर पर चीन से ज्यादा होती हैं, खासकर अंतरराष्ट्रीय वाणिज्यिक शर्तों के कारण (चीनी निर्यात के लिए FOB बनाम अमेरिका और यूरोप के लिए DDP J)।

ब्लूमबर्ग [52] बताता है कि वैश्विक औसत मॉड्यूल कीमत घटकर $0.096/W हो गई है। 1984 में $19.48/W की वैश्विक औसत मॉड्यूल कीमत की तुलना में [51], मॉड्यूल की कीमतें 40 साल में 99% से ज्यादा गिर चुकी हैं।

और तुलना के लिए, अमेरिका की औसत मॉड्यूल कीमत 2024 की पहली तिमाही तक घटकर $0.29/W हो गई है I। 1989 से अब तक 35 साल में यह 96% की गिरावट है L,M। चीनी मॉड्यूल पर टैरिफ और दूसरे आयात कारकों ने अमेरिका में ऊंची कीमतें बनाए रखी हैं I।

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सौर पीवी बनाम केंद्रित सौर ऊर्जा की LCOE

IRENA की ‘Renewable Power Generation Costs 2023’ के अनुसार, सौर PV की वैश्विक भारित औसत समतुल्य बिजली लागत (LCOE) $0.044 USD/kWh थी। 2010 से 2023 के बीच, CSP संयंत्रों की वैश्विक भारित औसत LCOE 70% गिरकर $0.393/kWh से $0.117/kWh हो गई। इसलिए, 2023 तक, यूटिलिटी-स्तर पर सौर PV की LCOE, CSP की LCOE के सिर्फ एक तिहाई से थोड़ी ज्यादा थी। हालांकि, सौर PV की लागत लगातार घट रही है। 2021 से 2023 के बीच, हर साल सिर्फ एक CSP संयंत्र चालू किया गया, इसलिए ये साल जरूरी नहीं कि प्रतिनिधि हों। चूंकि CSP का विस्तार धीमा पड़ गया है और सौर PV से मुकाबला कड़ा है, इसलिए यह संभव है कि ये संयंत्र उन्नत, बहुत अच्छी तरह अनुकूलित परियोजनाएं रहे हों, जिनका लक्ष्य अपनी प्रतिस्पर्धा दिखाना था। इसलिए, बताई गई औसत LCOE उस लागत से कम हो सकती है जो CSP परियोजनाओं के ज्यादा सामान्य या विविध विस्तार वाले साल में दिखे।

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