सौर ऊर्जा

सौर ऊर्जा म्हणजे सूर्याकडून पृथ्वीवर पोहोचणाऱ्या प्रकाश व उष्णतेच्या रूपातील ऊर्जा. ही ऊर्जा सौर पॅनेलद्वारे थेट विजेत रूपांतरित करता येते किंवा सौर औष्णिक यंत्रणांद्वारे पाणी व हवा गरम करण्यासाठी वापरता येते. सूर्य हा अक्षय ऊर्जास्रोत असल्याने आणि जीवाश्म इंधनाच्या तुलनेत प्रदूषण कमी होत असल्याने सौर ऊर्जेला नवीकरणीय ऊर्जेच्या प्रमुख स्रोतांपैकी एक मानले जाते. भारताने २०१० मध्ये राष्ट्रीय सौर मोहीम सुरू करून या क्षेत्राला धोरणात्मक प्राधान्य दिले.

माहिती

सूर्यप्रकाश आणि ऊर्जा

सूर्य सतत मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा उत्सर्जित करतो आणि त्यातील अत्यंत छोटा भाग पृथ्वीवर पोहोचतो. पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर दुपारच्या वेळी प्रति चौरस मीटर सुमारे एक किलोवॉट इतकी सौर ऊर्जा पोहोचते, असे मोजमापांवरून दिसते. मात्र ढग, धूळ, हवामान, ऋतू आणि दिवसाची वेळ यांनुसार हे प्रमाण बदलते.

भारताचे भौगोलिक स्थान उत्तर गोलार्धात उष्णकटिबंधीय पट्ट्यात असल्याने देशाच्या बहुतांश भागात वर्षभर सूर्यप्रकाश चांगला मिळतो. राजस्थान, गुजरात, मध्य प्रदेश आणि दक्षिणेतील काही भागांत सौर ऊर्जा निर्मितीसाठी अनुकूल परिस्थिती आहे. त्यामुळेच मोठी सौर उद्याने प्रामुख्याने या भागांत उभारली गेली आहेत.

तंत्रज्ञान

सौर ऊर्जेचा वापर करण्याच्या दोन प्रमुख पद्धती आहेत. पहिली म्हणजे फोटोव्होल्टेइक पद्धती; त्यात सिलिकॉनसारख्या अर्धवाहक पदार्थाच्या पेशींवर प्रकाश पडल्यावर विद्युतधारा निर्माण होते. अनेक पेशी एकत्र जोडून पॅनेल तयार होते आणि अनेक पॅनेल मिळून मोठा प्रकल्प उभा राहतो. निर्माण झालेला दिष्ट प्रवाह (डी.सी.) इन्व्हर्टरद्वारे पर्यायी प्रवाहात (ए.सी.) बदलून ग्रिडला जोडला जातो.

दुसरी पद्धती म्हणजे सौर औष्णिक पद्धती; त्यात आरसे किंवा भिंगांच्या साहाय्याने सूर्यप्रकाश एका बिंदूवर केंद्रित करून उष्णता निर्माण केली जाते आणि त्या उष्णतेने वाफ तयार करून वीजनिर्मिती होते. घरगुती पातळीवर सौर वॉटर हीटर आणि सौर कुकर ही या तत्त्वावर चालणारी साधी उपकरणे आहेत.

फोटोव्होल्टेइक परिणामाचा शोध १८३९ मध्ये बेकरेल यांनी लावला. १९५४ मध्ये बेल प्रयोगशाळेत पहिला व्यावहारिक सिलिकॉन सौर सेल तयार झाला; सुरुवातीला तो अवकाश उपग्रहांसाठी वापरण्यात आला, कारण तेथे विजेचा दुसरा स्रोत उपलब्ध नव्हता. पुढे किमती घटल्याने सौर पॅनेल घरगुती व औद्योगिक वापरासाठी उपलब्ध झाले.

भारतातील स्थिती

२०१० मध्ये भारत सरकारने जवाहरलाल नेहरू राष्ट्रीय सौर मोहीम सुरू केली. या मोहिमेचे उद्दिष्ट सौर ऊर्जा निर्मितीची क्षमता वाढवणे, तंत्रज्ञानात स्वयंपूर्णता मिळवणे आणि सौर ऊर्जेची किंमत कमी करणे हे होते. मोहिमेअंतर्गत मोठे सौर प्रकल्प, छतावरील सौर यंत्रणा आणि ग्रिड-जोडणीच्या सुविधा उभारण्यास चालना मिळाली.

पुढील काळात राजस्थान, गुजरात, कर्नाटक, आंध्र प्रदेश आणि मध्य प्रदेशात मोठी सौर उद्याने उभारली गेली; त्यांपैकी काही जगातील सर्वात मोठ्या सौर उद्यानांमध्ये मोजली जातात. शेतकऱ्यांना सौर पंपासाठी अनुदान देणारी योजना, छतावरील सौर यंत्रणेसाठी सवलत आणि घरगुती ग्राहकांना प्रोत्साहन देणारी योजना अशा विविध योजना राबवल्या जात आहेत. नवीन व नवीकरणीय ऊर्जा मंत्रालय या क्षेत्राचे धोरण, अनुदान आणि देखरेख पाहते.

सौर ऊर्जेची निर्मितीक्षमता देशात वेगाने वाढली असली तरी ती अद्याप देशाच्या एकूण विजेच्या गरजेच्या तुलनेत मर्यादित आहे; कोळसा-आधारित निर्मिती अजूनही मोठा वाटा व्यापते.

अर्थव्यवस्था आणि रोजगार

सौर ऊर्जा क्षेत्राने पॅनेल उत्पादन, प्रकल्प उभारणी, देखभाल आणि विक्री या टप्प्यांवर रोजगाराच्या संधी निर्माण केल्या आहेत. शेतीसाठी सौर पंप आणि ग्रामीण भागातील लघु सौर यंत्रणा यामुळे डिझेलवरील अवलंबित्व कमी होते. औद्योगिक व व्यापारी ग्राहकांसाठी वीजखर्च कमी करण्याचे साधन म्हणूनही सौर यंत्रणा उपयुक्त ठरते.

पॅनेल व पेशींच्या उत्पादनात देशांतर्गत क्षमता वाढवण्यासाठी सरकारने प्रोत्साहन योजना जाहीर केल्या आहेत. सौर ऊर्जेची किंमत गेल्या दशकात मोठ्या प्रमाणात घटली असल्याने हा स्रोत आता अनेक ठिकाणी पारंपरिक स्रोतांशी स्पर्धात्मक बनला आहे.

आव्हाने

सौर ऊर्जेसमोरील मुख्य अडचण म्हणजे सूर्यप्रकाशाची अनिश्चितता; रात्री किंवा ढगाळ हवामानात निर्मिती होत नाही. त्यामुळे संचयन (स्टोरेज) व्यवस्था आवश्यक ठरते आणि तिचा खर्च अजूनही जास्त आहे. मोठ्या प्रकल्पांसाठी जमीन उपलब्ध होणे, प्रसारण मार्गिका उभारणे आणि ग्रिडमध्ये वेगाने बदलणाऱ्या निर्मितीचे व्यवस्थापन करणे ही तांत्रिक आव्हाने आहेत.

जुन्या पॅनेल व बॅटऱ्यांचा कचरा, पॅनेलवर जमा होणारी धूळ यामुळे कार्यक्षमतेवर होणारा परिणाम, कुशल कर्मचाऱ्यांची कमतरता आणि ग्राहकांना देखभालीची माहिती नसणे हे व्यावहारिक प्रश्नही आहेत. या आव्हानांवर मात करण्यासाठी प्रशिक्षण, पुनर्वापराची व्यवस्था आणि गुणवत्ता नियंत्रण आवश्यक मानले जाते.

पर्यावरणीय महत्त्व

सौर ऊर्जेमुळे जीवाश्म इंधनाचा वापर कमी होतो आणि हरितगृह वायूंचे उत्सर्जन घटते. वीजनिर्मितीच्या टप्प्यावर सौर प्रकल्पांमधून हवा किंवा पाण्याचे प्रदूषण होत नाही. त्यामुळे हवामान बदलाच्या दृष्टीने सौर ऊर्जा महत्त्वाचा उपाय मानला जातो.

मात्र पॅनेलची निर्मिती व विल्हेवाट या टप्प्यांवरही पर्यावरणीय परिणाम होतो; त्यासाठी पुनर्वापराची व्यवस्था उभारणे गरजेचे आहे. जमीन वापराचे नियोजन आणि स्थानिक परिसंस्थेवरील परिणाम यांचाही विचार होणे आवश्यक आहे.

सौर ऊर्जेचा सामाजिक उपयोगही महत्त्वाचा आहे. ग्रामीण भागातील आरोग्य केंद्रांना सौर यंत्रणेमुळे रात्रीही सेवा देता येते, शाळांना संगणक व दिवे चालवता येतात आणि पाणीपुरवठा योजनांना विजेची गरज भागते. ज्या भागात ग्रिडची सेवा अनियमित आहे, तेथे सौर यंत्रणा व बॅटरी ही विश्वासार्ह पर्यायी व्यवस्था ठरते.

शहरी भागात इमारतींच्या छतांवरील सौर यंत्रणा, सार्वजनिक इमारतींसाठी सौर प्रकल्प आणि रस्त्यांवरील सौर दिवे यांचा वापर वाढत आहे. औद्योगिक वस्ती आणि सौर उद्याने उभारताना स्थानिक रोजगार निर्माण होतो; पॅनेलची स्वच्छता, तपासणी आणि दुरुस्ती यांसाठी कुशल कामगारांची मागणी असते.

योजना आणि ग्राहक

छतावरील सौर यंत्रणा ही ग्राहकांसाठी सर्वात सोपी पद्धत मानली जाते. घराच्या किंवा इमारतीच्या छतावर पॅनेल बसवून ती ग्रिडला जोडली जाते; ग्राहक स्वतःची वीज तयार करतो आणि जास्तीची वीज ग्रिडला विकतो. यामुळे मासिक वीजबिलात बचत होते आणि दिवसा विजेची मागणी कमी होण्यास मदत होते. मात्र छताचे क्षेत्रफळ, सावली आणि इमारतीची रचना यांवर उपलब्ध क्षमता अवलंबून असते.

ग्रामीण भागात शेतीसाठी सौर पंप, दुधाच्या दुकानांसाठी शीतकरण यंत्रणा आणि रस्त्यांवरील दिवे यांचा वापर वाढत आहे. दुर्गम भागांत जेथे ग्रिड पोहोचत नाही, तेथे लघु सौर यंत्रणा आणि बॅटरी यांच्या मदतीने घरगुती विजेची सोय होते. शाळा, प्राथमिक आरोग्य केंद्रे आणि पाणीपुरवठा योजनांसाठीही सौर ऊर्जा उपयुक्त ठरली आहे.

सरकार अनुदान, सवलतीचे कर्ज आणि सुलभ किस्तींच्या माध्यमातून ग्राहकांना प्रोत्साहन देते. नेट-मीटरिंगच्या सुविधेमुळे ग्रिडला दिलेल्या विजेचे मोजमाप होते आणि त्याचे मूल्य बिलात समायोजित होते. या योजनांची अंमलबजावणी राज्यांनुसार वेगळी असते, कारण वीज हा राज्याच्या अधिकारक्षेत्रातील विषय आहे.

महत्त्व

सौर ऊर्जा हा भारताच्या ऊर्जा सुरक्षेचा आणि पर्यावरणीय जबाबदारीचा महत्त्वाचा भाग बनला आहे. विकेंद्रित स्वरूपामुळे दुर्गम भागातही वीज पोहोचवणे शक्य होते. तंत्रज्ञानाची किंमत घटत असल्याने आणि धोरणात्मक आधार असल्याने पुढील दशकांत सौर ऊर्जेचा वाटा वाढण्याची शक्यता आहे.

संदर्भ

1. नवीन व नवीकरणीय ऊर्जा मंत्रालय, भारत सरकार
2. राष्ट्रीय सौर मोहीम — मंत्रालयाची माहिती
3. एन्सायक्लोपीडिया ब्रिटॅनिका — सौर ऊर्जा
4. आंतरराष्ट्रीय नवीकरणीय ऊर्जा संस्था
5. भारत सरकार — ऊर्जा विषयक माहिती

शेवटचे संपादन: ६ नोव्हेंबर २०२६