شمسی توانائی کا استعمال، شمسی توانائی - ترقی کی تاریخ، فوائد اور نقصانات

متبادل توانائی کا فیشن زور پکڑ رہا ہے۔ اس کے علاوہ، قابل تجدید توانائی کے ذرائع پر زور دیا جاتا ہے - جوار، ہوا، شمسی. شمسی توانائی (یا فوٹوولٹکس) کو تیزی سے ترقی کرنے والے صنعتی شعبوں میں سے ایک سمجھا جاتا ہے۔ اکثر بہت پر امید بیانات جیسے کہ حقیقت یہ ہے کہ آنے والے وقت کی تمام توانائی، کم نہیں، شمسی توانائی پر مبنی ہوگی۔

سخت الفاظ میں، سورج نامی ستارے کی توانائی تمام قسم کے جیواشم ایندھن - کوئلہ، تیل، گیس میں "محفوظ" شکل میں موجود ہے۔ یہ توانائی پودوں کی نشوونما کے مرحلے پر جمع ہونا شروع ہو جاتی ہے، جو سورج کی روشنی اور حرارت کو استعمال کرتے ہیں، جو پیچیدہ حیاتیاتی عمل کی وجہ سے کاربن فوسلز میں تبدیل ہو جاتے ہیں۔ پانی کی توانائی، اس کی گردش بھی سورج کی مدد سے ہوتی ہے۔

ماحول کی بالائی حد میں شمسی توانائی کی کثافت 1350 W/m2 ہے، اسے «شمسی مستقل» کہا جاتا ہے۔ جب سورج کی شعاعیں زمین کے ماحول سے گزرتی ہیں تو کچھ شعاعیں بکھر جاتی ہیں۔لیکن زمین کی بالکل سطح پر بھی، اس کی کثافت ممکنہ استعمال کے لیے کافی ہے، یہاں تک کہ ابر آلود موسم میں بھی۔

ترقی کی تاریخ

فوٹو وولٹک اثر (یعنی ایک یکساں مادے میں اس کے ہم جنس فوٹو ایکسیٹیشن کے ساتھ ایک اسٹیشنری کرنٹ کی ظاہری شکل) کو 1839 میں فرانسیسی ماہر طبیعیات الیگزینڈر ایڈمنڈ بیکریل نے دریافت کیا تھا۔ تھوڑی دیر بعد، انگریز ولوبی سمتھ اور جرمن ہینرک-روڈولف ہرٹز نے آزادانہ طور پر سیلینیم اور الٹرا وائلٹ فوٹو کنڈکٹیویٹی کی فوٹو کنڈکٹیویٹی دریافت کی۔

1888 میں، امریکہ میں پہلا "سولر ریڈی ایشن ریکوری ڈیوائس" پیٹنٹ ہوا۔ فوٹو کنڈکٹیوٹی کے شعبے میں روسی سائنسدانوں کی پہلی کامیابیاں 1938 کی ہیں۔ پھر ماہر تعلیم ابرام جوفے کی تجربہ گاہ میں پہلی بار شمسی توانائی میں تبدیلی کا عنصر بنایا گیا، جسے شمسی توانائی میں استعمال کرنے کا منصوبہ بنایا گیا۔

زمینی شمسی توانائی کی ترقی سے پہلے خلائی مقاصد کے لیے شمسی بیٹریوں کے میدان میں سائنسدانوں (بشمول لینن گراڈ-پیٹرسبرگ سائنٹیفک اسکول کے طبیعیات دان بورس کولومیٹس اور یوری مسلاکوٹس) نے بہت زیادہ کام کیا۔ انہوں نے لینن گراڈ انسٹی ٹیوٹ آف فزکس اینڈ ٹکنالوجی میں تھیلیم سلفر سے فوٹو سیلز بنائے، جن کی کارکردگی 1٪ کے برابر تھی - اس وقت کا ایک حقیقی ریکارڈ۔

ابرام جوف اب مقبول انسٹالیشن سلوشن کے مصنف بھی بن گئے۔ فوٹو سیلز چھتوں پر (حالانکہ یہ خیال پہلے بڑے پیمانے پر صرف اس وجہ سے نہیں پکڑا گیا تھا کہ اس وقت کسی کو جیواشم ایندھن کی کمی کا سامنا نہیں تھا)۔ آج، جرمنی، امریکہ، جاپان، اسرائیل جیسے ممالک تیزی سے عمارتوں کی چھتوں پر شمسی پینل نصب کر رہے ہیں، اس طرح "توانائی سے چلنے والے گھر" بن رہے ہیں۔

20ویں صدی کے دوسرے نصف میں شمسی توانائی نے زیادہ دلچسپی لینا شروع کی۔اس علاقے میں عملی پیش رفت کی بدولت، تھرمل پاور پلانٹس بنائے گئے، جہاں کولنٹ کو براہ راست شمسی تابکاری سے گرم کیا جاتا ہے، اور ٹربو الیکٹرک جنریٹر بوائلر میں پیدا ہونے والی بھاپ کو چلاتا ہے۔

علم کے جمع ہونے اور نظریہ سے عملی طور پر ترقی کے ساتھ، شمسی نسل کے منافع کا سوال پیدا ہوتا ہے۔ ابتدائی طور پر، شمسی توانائی کے کام مقامی اشیاء کی فراہمی سے آگے نہیں بڑھتے تھے، مثال کے طور پر، مرکزی بجلی کے نظام سے رسائی مشکل یا دور دراز۔ پہلے ہی 1975 میں، کرہ ارض پر تمام شمسی تنصیبات کی کل طاقت صرف 300 کلو واٹ تھی، اور ایک چوٹی کلو واٹ بجلی کی قیمت 20 ہزار ڈالر تک پہنچ گئی۔

سولر پاور پلانٹس کے آپریشن کے اصول:

شمسی توانائی کو بجلی میں کیسے تبدیل کیا جاتا ہے۔

سولر پینلز کی عام اقسام

لیکن یقیناً، زمین سے شمسی توانائی حاصل کرنے کے لیے — یہاں تک کہ معاشی جز کو غور کیے بغیر — نمایاں طور پر زیادہ کارکردگی کی ضرورت ہے۔ اور وہ کسی حد تک اسے حاصل کرنے میں کامیاب ہو گئے۔ جدید سلکان سیمی کنڈکٹر جنریٹرز کی کارکردگی پہلے ہی 15-24% ہے (دیکھیں — شمسی خلیوں اور ماڈیولز کی کارکردگی)، یہی وجہ ہے کہ (نیز ان کی قیمت میں کمی) آج مسلسل مانگ ہے۔

سولر پینلز کی تیاری میں بڑی عالمی کمپنیوں جیسے کہ سیمنز، کیوسیرا، سولاریکس، بی پی سولر، شیل اور دیگر نے مہارت حاصل کی ہے۔ سیمی کنڈکٹر سولر سیلز کی نصب شدہ برقی طاقت کے ایک واٹ کی قیمت $2 تک گر گئی۔

سوویت دور میں بھی، یہ اندازہ لگایا گیا تھا کہ 4 ہزار کلومیٹر2 سولر ماڈیول پوری دنیا کی سالانہ بجلی کی ضروریات کو پورا کرنے کے قابل تھے۔ اور اس وقت بیٹریوں کی کارکردگی 6 فیصد سے زیادہ نہیں تھی۔

پچھلی صدی میں، امریکہ، فرانس، سپین، اٹلی اور دیگر "سولر" ممالک میں 10 میگا واٹ کے سولر پاور پلانٹس (SPP) قائم کیے گئے تھے۔ یو ایس ایس آر میں، 5 میگاواٹ کی صلاحیت کے ساتھ پہلا تجرباتی شمسی پلانٹ جزیرہ نما کرچ پر بنایا گیا تھا، جہاں ہر سال دھوپ کے دنوں کی تعداد خطے میں سب سے زیادہ ہے۔

ان میں سے کچھ اسٹیشن اب بھی کام میں ہیں، بہت سے کام کرنا بند کر چکے ہیں، لیکن یہ کہنا محفوظ ہے کہ وہ اصولی طور پر جدید شمسی فوٹو وولٹک نظاموں کا مقابلہ نہیں کر سکتے۔

سولر پاور پلانٹس:

سولر پاور پلانٹس کی اقسام

تیرتے ہوئے سولر پاور پلانٹس

شمسی توانائی کے مرکز

پیشہ ور افراد

شمسی توانائی کی طاقتیں سب پر عیاں ہیں اور کسی تفصیلی وضاحت کی ضرورت نہیں ہے۔

سب سے پہلے، سورج کے وسائل ایک لمبے عرصے تک رہیں گے - سائنسدانوں کی طرف سے ایک ستارے کی عمر تقریباً 5 بلین سال بتائی گئی ہے۔

دوسرا، شمسی توانائی کے استعمال سے گرین ہاؤس گیسوں کے اخراج، گلوبل وارمنگ اور عمومی ماحولیاتی آلودگی کا خطرہ نہیں ہے، یعنی سیارے کے ماحولیاتی توازن کو متاثر نہیں کرتا ہے۔

1 میگاواٹ سالانہ کی صلاحیت والا فوٹوولٹک پلانٹ تقریباً 2 ملین کلو واٹ پیدا کرتا ہے۔ یہ کاربن ڈائی آکسائیڈ کے اخراج کو کمبشن پاور پلانٹ کے مقابلے میں مندرجہ ذیل حجم میں روکتا ہے: گیس پر تقریباً 11 ہزار ٹن، تیل کی مصنوعات پر 1.1-1.5 ہزار ٹن، کوئلے پر 1,7-2,3 ہزار ٹن...

Cons کے

شمسی توانائی کی رکاوٹوں میں شامل ہیں، پہلی، ابھی تک کافی زیادہ کارکردگی نہیں، اور دوسری، فی کلو واٹ فی گھنٹہ کافی کم لاگت نہیں — ایسی چیز جو کسی بھی قابل تجدید توانائی کے ذرائع کے وسیع پیمانے پر استعمال کے بارے میں سوالات اٹھاتی ہے۔

اس میں یہ حقیقت بھی شامل ہے کہ زمین کی سطح پر شمسی تابکاری کی کافی مقدار بے قابو ہو کر بکھری ہوئی ہے۔

ماحول کی حفاظت بھی سختی سے سوال میں ہے - سب کے بعد، یہ ابھی تک واضح نہیں ہے کہ استعمال شدہ عناصر کو ضائع کرنے کے ساتھ کیا کرنا ہے.

آخر میں، شمسی توانائی کے مطالعہ کی ڈگری - جو کچھ بھی وہ کہتے ہیں - ابھی تک کامل سے دور ہے۔

شمسی توانائی میں سب سے کمزور کڑی بیٹریوں کی کم کارکردگی ہے۔ اس مسئلے کا حل صرف وقت کی بات ہے۔

استعمال

ہاں، سورج سے توانائی حاصل کرنا سب سے سستا منصوبہ نہیں ہے۔ لیکن، سب سے پہلے، پچھلے تیس سالوں میں، فوٹو سیل کے استعمال سے پیدا ہونے والا ایک واٹ دس گنا سستا ہو گیا ہے۔ اور دوسرا یہ کہ یورپی ممالک کی توانائی کے روایتی ذرائع پر انحصار کم کرنے کی خواہش شمسی توانائی کا کردار ادا کرتی ہے۔ اس کے علاوہ، کیوٹو پروٹوکول کے بارے میں مت بھولنا۔ اب ہم کہہ سکتے ہیں کہ سائنس کے نقطہ نظر سے اور تجارت کے نقطہ نظر سے شمسی توانائی ایک مستحکم رفتار سے ترقی کر رہی ہے۔

آج، شمسی توانائی سب سے زیادہ فعال طور پر تین مقاصد کے لیے استعمال ہوتی ہے:

• حرارتی اور گرم پانی اور ایئر کنڈیشنگ؛

• شمسی فوٹوولٹک کنورٹرز کا استعمال کرتے ہوئے برقی توانائی میں تبدیلی؛

• تھرمل سائیکل پر مبنی بڑے پیمانے پر بجلی کی پیداوار۔

شمسی توانائی کو بجلی میں تبدیل کرنے کی ضرورت نہیں ہے، لیکن اسے حرارت کے طور پر استعمال کرنا کافی ممکن ہے۔ مثال کے طور پر، رہائشی اور صنعتی سہولیات کے گرم اور گرم پانی کے لیے۔

سولر ہیٹنگ سسٹم کے ڈیزائن کے آپریشن کے اصول کی بنیاد اینٹی فریز کو گرم کرنا ہے۔اس کے بعد گرمی کو اسٹوریج ٹینکوں میں منتقل کیا جاتا ہے، جو عام طور پر تہہ خانے میں واقع ہوتا ہے، اور وہاں سے کھایا جاتا ہے۔

فوٹو وولٹک توانائی کے سب سے بڑے ممکنہ صارفین میں سے ایک زرعی شعبہ ہے، جو ہر سال سینکڑوں میگا واٹ چوٹی کی شمسی توانائی کو آزادانہ طور پر استعمال کر سکتا ہے۔ اس میں نیویگیشن سپورٹ، ٹیلی کمیونیکیشن سسٹمز کے لیے پاور، ریزورٹ اور ہیلتھ اینڈ ٹورازم بزنس کے لیے سسٹمز کے ساتھ ساتھ ولاز، سولر اسٹریٹ لائٹس اور بہت کچھ شامل کیا جا سکتا ہے۔

آج، عام آدمی کے نقطہ نظر سے، بالکل لاجواب ہونے کا امکان، شمسی توانائی کو استعمال کرنے کے طریقوں پر سنجیدگی سے غور کیا جا رہا ہے۔ مثال کے طور پر، شمسی اسٹیشنوں کے گرد مدار کے منصوبے یا، اس سے بھی زیادہ شاندار، چاند پر شمسی توانائی کے پلانٹس۔

اور یقیناً ایسے منصوبے ہیں۔ خلا میں، شمسی توانائی کا ارتکاز ہمارے نیلے سیارے کے مقابلے میں بہت زیادہ ہے۔ ڈائریکٹڈ لائٹ (لیزر) یا انتہائی ہائی فریکوئنسی (مائیکرو ویو) تابکاری کے ذریعے زمین پر توانائی کی ترسیل ممکن ہے۔

موضوع کو جاری رکھنا: دنیا میں شمسی توانائی کو فروغ دیں۔