सौर ऊर्जा : येणाऱ्या काळाची आत्यंतिक गरज

तंत्रज्ञान - प्रवीण पांडे

मित्रहो, मोठमोठ्या शहरांचा होणारा अति प्रचंड विस्तार, औद्योगिक विकासामुळे तसेच यांत्रिकीकरण, इलेक्ट्रिक आणि इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांचा अनिर्बंध वापर अशा अनेक घटकांमुळे संपूर्ण जगात ऊर्जेची मागणी सतत वाढत चालली आहे आणि ती निरंतर वाढतच राहणार आहे. त्यातून देखील पारंपरिक ऊर्जा स्रोतांना आवश्यक असणारे घटक (कोळसा, पेट्रोल, डिझेल, ज्वलनशील वायू इत्यादी) अजून किती काळापर्यंत तग धरू शकतील ह्याबद्दल कोणतीच शाश्वती देता येत नाही. आणि ह्या स्रोतांच्या वापरामुळे वातावरणात प्रचंड प्रमाणात प्रदूषण निर्माण होत आहे. जसे हवेतील प्रचंड प्रदूषण, जल प्रदूषण, ध्वनीप्रदूषण इत्यादी. ऊर्जेची वाढती मागणी आणि निर्मिती ह्यातील व्यस्त प्रमाण संतुलित करण्याकरिता सौर ऊर्जा हा एक अत्यंत महत्त्वाचा आणि निरंतर उपलब्धी असणारा पर्याय आहे.

सौर ऊर्जा हा आजच्या काळातील अत्यंत महत्त्वाचा आणि पर्यावरणपूरक ऊर्जा स्रोत आहे. सूर्यप्रकाशाचा आणि सूर्यापासून मिळणाऱ्या उष्णतेचा वापर करून वीज निर्माण करणे शक्य असल्याने, ही ऊर्जा नवीकरणीय आणि अपार आहे. (Renuable and Infinate) आजच्या या लेखन सत्रात सौर ऊर्जा विषयावर मनमोकळी चर्चा करूया.

सौर ऊर्जेची व्याख्या :

सौर ऊर्जा म्हणजे सूर्यकिरणांमधील उष्णता आणि प्रकाश यांचा वापर करून ऊर्जा मिळवणे. सौर पॅनल्स (फोटो वोलटिक सेल्स)द्वारे ही प्रकाश आणि उष्णतेच्या स्वरूपात मिळणारी ऊर्जा विजेमध्ये रूपांतरित केली जाते. भारतात, विशेषतः महाराष्ट्रात नाशिक, अमरावती, अकोला, नागपूर, चंद्रपूर ह्या व अशा अनेक भागांत सूर्यप्रकाश मुबलक असल्याने याचा इष्टतम उत्तम उपयोग ऊर्जा निर्मिती करण्यासाठी होऊ शकतो. तसेच देशातील ज्या ज्या प्रदेशात सूर्यप्रकाश मुबलक असेल त्या प्रत्येक ठिकाणी सौर ऊर्जा निर्माण करून वापरता येईल.

सोलर पॅनलसद्वारे विद्युत निर्मिती कशी होते?

सोलर पॅनल (सौर फोटोव्होल्टिक सेल्स) निर्मिती ही सिलिकॉन-आधारित प्रक्रिया आहे, जी शुद्ध सिलिकॉन वेफर्सपासून सुरू होते आणि अखेरीस पॅनल जुळवणी पर्यन्त पोहोचते. ही प्रक्रिया पर्यावरणपूरक ऊर्जा निर्मितीसाठी उपयुक्त आहे, पण त्याचे फायदे आणि तोटे दोन्ही आहेत.

सोलर पॅनलस निर्मिती कशी केली जाते?

सोलर पॅनल बनवण्यासाठी प्रथम सिलिकापासून शुद्ध सिलिकॉन काढून त्याला १५००° से. तापमानावर वितळवले जाते आणि क्रिस्टल ब्लॉक्स (इंगॉट्स) तयार केले जातात. हे ब्लॉक्स पातळ वेफर्समध्ये कापले जातात, त्यावर डोपिंग (फॉस्फरस आणि बोरॉनसारखे रसायने) करून एन-पी जंक्शन तयार केले जाते, आणि मेटल इलेक्ट्रोड्स जोडले जातात. नंतर अनेक सेल्स जोडून स्ट्रिंग्स बनवतात, ग्लास, EVA आणि बॅकशीटने लॅमिनेट करून त्यावत फ्रेम लावली जाते, आणि टेस्टिंगनंतर पॅकिंग होते.

हे सोलर पॅनलस नंतर एकमेकांना जोडले जातात. किती प्रमाणात विद्युत निर्मिती करावयाची आहे, त्यानुसार पॅनल्सची संख्या व जोडणी करावी लागते. विद्युत निर्मितीनंतर ती प्रणाली ऑन ग्रीड किंवा ऑफ ग्रीड करता येते. ह्या पॅनलसद्वारे निर्माण होणारी वीज ही डीसी (Direct current) स्वरूपात असते. ऑन ग्रीड करण्याकरिता निर्माण झालेली वीज ही एसी (Alternet Current) स्वरूपात असावी लागते. त्याकरिता इनव्हर्टरस वापरावे लागतात जेणेकरून ती डीसी स्वरूपातील वीज एसी स्वरूपात रूपांतरित करून वीज ग्रीडकडे पाठविता येईल.

ऑफ ग्रीड प्रणालीमध्ये हीच डीसी स्वरूपातील विद्युत वापरता येते. त्याकरिता बॅटरी वापराव्या लागतात आणि त्यामधून वीज वापरता येते. याकरिता येणारा खर्च हा तुलनेने थोडा जास्तच असतो.

सौरऊर्जेसंबंधी भारत सरकार अत्यंत सजग असून त्याकरिता सोलर प्रणाली बसविण्याकरिता सरकारने सबसिडी सुद्धा देऊ केली आहे. अनेक ठिकाणी जागरूक नागरिकांनी ही प्रणाली आपापल्या घरावर बसविली आहे व त्यापासून निर्माण होणाऱ्या विजेचा उपयोग देखील करुन घेत आहेत. ह्या ऊर्जा स्रोतामध्ये वाढ करवून घेण्याकरिता भारत सरकार अत्यंत प्रयत्नशील आहे. अनेक ठिकाणी मोठ मोठे तसेच जास्तीत जास्त विद्युत निर्मिती करण्याकरिता फार मोठे प्रकल्प राबविण्यात येत आहेत.

भारतातील सर्वात मोठा सौर ऊर्जा प्रकल्प राजस्थानमधील जोधपूर जिल्ह्यातील भाडला सोलर पार्क (Bhadla Solar Park) हा आहे. हा प्रकल्प सुमारे १४,००० एकर (५६ चौरस किमी) क्षेत्रात पसरलेला असून त्याची वीज निर्मिती क्षमता २,२४५ मेगावॅट (MW) आहे, ज्यामुळे तो जगातील सर्वात मोठ्या सौर उद्यानांपैकी (Solar Parks) एक बनला आहे. ह्यातील मुख्य आवश्यकता म्हणजे मोठ्या प्रकल्पांसाठी खूप मोठ्या प्रमाणात जमीन लागते. त्यावरील दुसरा पर्याय म्हणजे पाण्यावर तरंगणारे सौर ऊर्जा प्रकल्प (Floating Solar Power plants) वाटली ना ऐकून गम्मत? असे कमी अधिक १० आणि जास्त, पाण्यावर तरंगणारे सौर ऊर्जा प्रकल्प भारतात आहेत.

भारतातील प्रमुख तरंगते सौर ऊर्जा प्रकल्प : तेलंगणा, केरळ, मध्य प्रदेश आणि आंध्र प्रदेश या राज्यांमध्ये कार्यरत आहेत. सर्वात मोठे प्रकल्प रामागुंडम (तेलंगणा - १०० MW), कायमकुलम (केरळ - १०१.६ MW) आणि ओंकारेश्वर (मध्य प्रदेश - ६०० MW, पहिला टप्पा) येथे आहेत. हे प्रकल्प जलाशयांच्या पृष्ठभागावर बसवले आहेत.

ह्या प्रकल्पांचा मोठा फायदा म्हणजे हे प्रकल्प पाण्यावर उभारले जातात, त्यामुळे जागेची बचत होते. दुसरा आणि महत्त्वाचा फायदा असा की पाण्याच्या नैसर्गिक गुणधर्मामुळे ह्या प्रकल्पाचे तापमान नियंत्रित होते. त्यामुळे प्रकल्पामधून जवळपास १० ते १५ टक्के विद्युत उत्पादन वाढते तसेच प्रकल्पाचे सरासरी आयुष्यमान देखील वाढते.

भारत सरकारच्या PM-KUSUM योजनेमुळे लाखो सौर पंप्स बसवले गेले असून, २०२५ पर्यंत ३.५ गीगावॅट सौर-पवन संकर प्रकल्प उभे राहिले आहेत. महाराष्ट्रात सोलापूर, उस्मानाबाद येथे मोठे सौर प्रकल्प आहेत, जे ग्रीडवर पूर्ण नियंत्रण देतात. असे अनेक सौर ऊर्जा प्रकल्प उभारून देशातील विजेची मागणी परिपूर्ण करण्याकरिता शासन जोरकस प्रयत्न करत आहे.

वरील सर्व फायदे पाहता प्रत्येक नागरिकाने सोलर ऊर्जा प्रकल्प घरोघरी बसवून ऊर्जा निर्मितीच्या तसेच राष्ट्रीय कार्यास हातभार लावला पाहिजे.