फोटोवोल्टिक (पीवी) सोलर पावर क्या है?
ऐतिहासिक पृष्ठभूमि
मुख्य प्रावधान
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इसका मूल सिद्धांत photovoltaic effect है। इसका मतलब है कि कुछ खास चीज़ें, जैसे सिलिकॉन, जब रोशनी में आती हैं तो बिजली पैदा करती हैं। रोशनी की ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों को ढीला कर देती है, और ये इलेक्ट्रॉन उस चीज़ में बहते हैं, जिससे बिजली बनती है। इसे पानी की तरह समझें जो पाइप से बह रहा है, लेकिन पानी की जगह इलेक्ट्रॉन हैं।
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एक आम सोलर पैनल कई अलग-अलग PV cells से बना होता है जो एक साथ जुड़े होते हैं। प्रत्येक सेल थोड़ी मात्रा में बिजली पैदा करता है, इसलिए उन्हें एक साथ जोड़ने से वोल्टेज और करंट आउटपुट एक उपयोगी स्तर तक बढ़ जाता है। यह एक बड़े उपकरण को चलाने के लिए कई छोटी बैटरियों को मिलाने जैसा है।
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सोलर पैनल की दक्षता का मतलब है कि वह सूरज की रोशनी का कितना प्रतिशत बिजली में बदल सकता है। आधुनिक व्यावसायिक सोलर पैनलों की दक्षता आमतौर पर 15% से 22% तक होती है। नई चीज़ें और डिज़ाइन विकसित करने के लिए शोध चल रहा है जो और भी अधिक दक्षता प्राप्त कर सके। अधिक दक्षता का मतलब है उतनी ही धूप से अधिक बिजली।
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सोलर पैनलों को कई तरह से लगाया जा सकता है, जिसमें छतों पर (rooftop solar), जमीन पर (ground-mounted solar farms), या इमारती सामान में (building-integrated photovoltaics or BIPV)। घरों और व्यवसायों के लिए रूफटॉप सोलर आम है, जबकि सोलर फार्मों का उपयोग बड़े पैमाने पर बिजली उत्पादन के लिए किया जाता है। बीआईपीवी सोलर सेल को खिड़कियों और इमारतों के बाहरी हिस्सों जैसी चीज़ों में जोड़ता है।
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सोलर पैनल द्वारा उत्पन्न बिजली की मात्रा कई बातों पर निर्भर करती है, जिसमें सूरज की रोशनी की तीव्रता, पैनल का कोण और तापमान शामिल हैं। सोलर पैनल सीधी धूप में और ठंडे तापमान पर सबसे अच्छा काम करते हैं। इसलिए सोलर फार्म अक्सर धूप वाले, रेगिस्तानी क्षेत्रों में स्थित होते हैं।
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सोलर पावर का एक मुख्य फायदा इसकी scalability है। सोलर इंस्टॉलेशन छोटे, ऑफ-ग्रिड सिस्टम से लेकर व्यक्तिगत घरों के लिए लेकर बड़े सोलर फार्मों तक हो सकते हैं जो सैकड़ों मेगावाट बिजली पैदा करते हैं। यह लचीलापन सोलर पावर को कई तरह के उपयोगों और स्थानों के लिए उपयुक्त बनाता है।
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सोलर पावर के साथ एक चुनौती इसकी intermittency है। सोलर पैनल केवल तभी बिजली पैदा करते हैं जब सूरज चमक रहा होता है, इसलिए एक विश्वसनीय बिजली आपूर्ति प्रदान करने के लिए ऊर्जा भंडारण समाधान, जैसे बैटरी, की अक्सर आवश्यकता होती है। यही कारण है कि बेहतर और सस्ती बैटरी तकनीक पर शोध इतना महत्वपूर्ण है।
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कई देश सोलर पावर को अपनाने को प्रोत्साहित करने के लिए incentives देते हैं, जैसे कि टैक्स क्रेडिट, छूट और फीड-इन टैरिफ। ये प्रोत्साहन सोलर इंस्टॉलेशन की शुरुआती लागत को कम करने में मदद करते हैं और उन्हें आर्थिक रूप से अधिक आकर्षक बनाते हैं। उदाहरण के लिए, भारत की PM-KUSUM scheme किसानों को सोलर पंप लगाने के लिए सब्सिडी प्रदान करती है।
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सोलर पावर बिजली क्षेत्र को decarbonizing करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। जीवाश्म ईंधन आधारित बिजली संयंत्रों को सोलर फार्मों से बदलकर, हम ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को काफी कम कर सकते हैं और जलवायु परिवर्तन से लड़ सकते हैं। यह कई राष्ट्रीय और अंतर्राष्ट्रीय जलवायु नीतियों का एक प्रमुख लक्ष्य है।
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सोलर पावर की लागत हाल के वर्षों में नाटकीय रूप से गिर गई है, जिससे यह पारंपरिक ऊर्जा स्रोतों के साथ तेजी से प्रतिस्पर्धा कर रही है। यह लागत में कमी तकनीकी प्रगति, पैमाने की अर्थव्यवस्थाओं और सोलर उद्योग में बढ़ी हुई प्रतिस्पर्धा के कारण है। इससे सोलर पावर विकासशील देशों के लिए अधिक सुलभ हो जाती है।
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भारत में, सोलर पावर देश की नवीकरणीय ऊर्जा रणनीति का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। सरकार ने सोलर क्षमता के लिए महत्वाकांक्षी लक्ष्य निर्धारित किए हैं और विभिन्न नीतियों और कार्यक्रमों के माध्यम से सोलर पावर को बढ़ावा दे रही है। भारत का लक्ष्य 2030 तक गैर-जीवाश्म ईंधन क्षमता का 500 GW प्राप्त करना है।
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यूपीएससी अक्सर सोलर पावर के आर्थिक और पर्यावरणीय प्रभावों की आपकी समझ का परीक्षण करता है। सोलर ऊर्जा के लाभों और चुनौतियों, भारत के ऊर्जा मिश्रण में इसकी भूमिका और इसकी स्वीकृति का समर्थन करने वाली सरकारी नीतियों पर चर्चा करने के लिए तैयार रहें। वे ग्रामीण आजीविका पर प्रभाव या सोलर फार्मों के लिए भूमि अधिग्रहण की चुनौतियों के बारे में पूछ सकते हैं।
दृश्य सामग्री
Understanding Photovoltaic (PV) Solar Power
Key aspects of PV solar power relevant for UPSC preparation.
Photovoltaic (PV) Solar Power
- ●Technology & Functioning
- ●Applications
- ●Advantages
- ●Challenges
- ●Government Initiatives (India)
Evolution of Photovoltaic (PV) Solar Power
Historical milestones in the development of PV solar power technology.
पीवी सौर ऊर्जा का विकास तकनीकी प्रगति, आर्थिक कारकों और पर्यावरणीय चिंताओं से प्रेरित है।
- 1839एडमंड बेकरेल द्वारा फोटोवोल्टिक प्रभाव की खोज।
- 1954बेल लैब्स में पहला आधुनिक सिलिकॉन सौर सेल विकसित किया गया।
- 1970sतेल संकट ने सौर ऊर्जा में रुचि बढ़ाई।
- 2010भारत के राष्ट्रीय सौर मिशन का शुभारंभ।
- 2023भारत ने राष्ट्रीय हरित हाइड्रोजन मिशन लॉन्च किया।
- 2024भारत में सौर मॉड्यूल निर्माण के लिए पीएलआई योजना में वृद्धि।
- 2025अफ्रीका ने रिकॉर्ड 4.5 गीगावाट फोटोवोल्टिक सौर ऊर्जा क्षमता स्थापित की।
हालिया विकास
5 विकासIn 2023, India launched the National Green Hydrogen Mission, which aims to promote the production and use of green hydrogen, which can be produced using renewable energy sources like solar power.
In 2024, the government announced an increase in the production-linked incentive (PLI) scheme for solar module manufacturing to boost domestic production and reduce reliance on imports.
Several states in India have implemented net metering policies, allowing consumers to sell excess solar power back to the grid and offset their electricity bills.
Globally, there has been a significant increase in investments in solar power projects, particularly in developing countries, driven by falling costs and increasing demand for clean energy.
Research and development efforts are focused on improving the efficiency and durability of solar panels, as well as developing new energy storage technologies to address the intermittency of solar power.
विभिन्न समाचारों में यह अवधारणा
1 विषयसामान्य प्रश्न
121. सोलर पैनल की एफ्फिसिएंसी (efficiency) को लेकर MCQ में सबसे ज़्यादा क्या ग़लती होती है?
अक्सर स्टूडेंट्स थ्योरी में बताई गई ज़्यादा से ज़्यादा एफ्फिसिएंसी और असल में मिलने वाली एफ्फिसिएंसी में कंफ्यूज हो जाते हैं। कुछ मैटेरियल में एफ्फिसिएंसी बहुत ज़्यादा हो सकती है, लेकिन अभी जो पैनल मिलते हैं उनकी एफ्फिसिएंसी 15% से 22% तक ही होती है। MCQ में ज़्यादा नंबर देकर आपको उलझाया जा सकता है।
परीक्षा युक्ति
याद रखें कि आम तौर पर मिलने वाले पैनल की एफ्फिसिएंसी 15-22% होती है। अगर ऑप्शन में इससे ज़्यादा नंबर दिया हो, तो ध्यान से सवाल पढ़ें।
2. सोलर थर्मल और फोटोवोल्टिक सोलर पावर में स्टूडेंट्स क्यों कंफ्यूज होते हैं, और स्टेटमेंट वाले MCQ के लिए दोनों में क्या फर्क है?
दोनों सूरज की रोशनी का इस्तेमाल करते हैं, लेकिन फर्क ये है कि *कैसे* इस्तेमाल करते हैं। फोटोवोल्टिक (PV) सीधे सूरज की रोशनी को सेमीकंडक्टर (semiconductor) का इस्तेमाल करके बिजली में बदलता है। सोलर थर्मल सूरज की रोशनी से पानी या किसी और तरल पदार्थ को गर्म करता है, जिससे भाप बनती है और टरबाइन (turbine) घूमता है, और फिर बिजली बनती है। सोलर थर्मल एक तरह का सोलर से चलने वाला स्टीम इंजन है।
परीक्षा युक्ति
याद रखें: PV = सीधे बिजली बनाना; सोलर थर्मल = सोलर से चलने वाली भाप।
3. फोटोवोल्टिक इफेक्ट (photovoltaic effect) का क्या रोल है, और UPSC परीक्षा के लिए इसे समझना क्यों ज़रूरी है?
फोटोवोल्टिक इफेक्ट (photovoltaic effect) PV सोलर पावर का सबसे ज़रूरी सिद्धांत है। इसमें कुछ मैटेरियल (जैसे सेमीकंडक्टर) रोशनी पड़ने पर बिजली बनाते हैं। इसे समझना ज़रूरी है क्योंकि UPSC अक्सर रिन्यूएबल एनर्जी (renewable energy) टेक्नोलॉजी के पीछे की साइंस (science) पर सवाल पूछता है। सवाल ये हो सकते हैं कि इलेक्ट्रॉन (electron) कैसे उत्तेजित होते हैं और बिजली कैसे बनती है।
परीक्षा युक्ति
'कारण और परिणाम' के रिश्ते पर ध्यान दें: रोशनी -> इलेक्ट्रॉन का उत्तेजित होना -> बिजली बनना।
4. फोटोवोल्टिक (PV) सोलर पावर क्यों है - ये कौन सी समस्या हल करता है जो कोई और तरीका नहीं कर सकता?
PV सोलर पावर सीधे सूरज की रोशनी को बिजली में बदलता है, वो भी बिना किसी मशीन के पार्ट (part) को हिलाए। इससे बिजली को अलग-अलग जगहों पर बनाया जा सकता है, जैसे कि घरों की छतों पर या दूरदराज के इलाकों में, बिना बड़े पावर प्लांट (power plant) या लंबी बिजली की तारों की ज़रूरत के। विंड एनर्जी (wind energy) भी साफ बिजली देती है, लेकिन PV को छोटे स्तर पर इस्तेमाल करने की क्षमता खास है।
5. भारत में फोटोवोल्टिक (PV) सोलर पावर को ज़्यादा इस्तेमाल करने में लागत के अलावा और क्या दिक्कतें हैं?
answerPoints_hi: * ज़मीन की ज़रूरत: बड़े सोलर फार्म (solar farm) के लिए बहुत ज़्यादा ज़मीन चाहिए, जिससे खेती और स्थानीय लोगों के साथ झगड़े हो सकते हैं। * ग्रिड में जोड़ना: सोलर पावर को मौजूदा ग्रिड (grid) में जोड़ने में तकनीकी दिक्कतें आती हैं, जिसके लिए ग्रिड को बेहतर बनाना और स्मार्ट ग्रिड टेक्नोलॉजी (smart grid technology) की ज़रूरत होती है। * देश में बनाने की क्षमता: भारत सोलर पैनल और उसके सामान के लिए ज़्यादातर दूसरे देशों से मंगवाता है, जिससे सप्लाई (supply) में रुकावट और दूसरे देशों से जुड़े मामलों का खतरा रहता है। * बिजली को स्टोर (store) करना: बिजली को स्टोर करने के सस्ते और अच्छे तरीके न होने से सूरज न होने पर बिजली देना मुश्किल हो जाता है।
6. भारत की PM-KUSUM योजना फोटोवोल्टिक (PV) सोलर पावर से कैसे जुड़ी है, और इसका कौन सा हिस्सा UPSC के लिए सबसे ज़रूरी है?
PM-KUSUM योजना किसानों के बीच सोलर पावर को बढ़ावा देती है। इसके तीन हिस्से हैं, लेकिन UPSC के लिए सबसे ज़रूरी हिस्सा है Component A: बंजर ज़मीन पर छोटे सोलर पावर प्लांट (2 MW तक) लगाने में मदद करना। इससे किसानों की बिजली की ज़रूरत भी पूरी होती है और उनकी कमाई भी होती है। UPSC योजना के मकसद, फायदे पाने वालों या बंजर ज़मीन पर सोलर लगाने से पर्यावरण पर पड़ने वाले असर के बारे में पूछ सकता है।
परीक्षा युक्ति
Component A और इसके दो फायदों पर ध्यान दें: किसानों को बिजली मिलना और उनकी कमाई होना।
7. बिल्डिंग-इंटीग्रेटेड फोटोवोल्टिक्स (BIPV) क्या है, और ये क्यों ज़रूरी होता जा रहा है?
BIPV का मतलब है फोटोवोल्टिक सोलर सेल (photovoltaic solar cell) को बिल्डिंग के मैटेरियल (material) जैसे खिड़कियों, दीवारों और छतों में लगाना। ये इसलिए ज़रूरी होता जा रहा है क्योंकि इससे बिल्डिंग अपनी बिजली खुद बना सकती है, ग्रिड पर निर्भरता कम होती है और कार्बन फुटप्रिंट (carbon footprint) भी कम होता है। इससे जगह का ज़्यादा इस्तेमाल होता है और ये देखने में भी अच्छा लग सकता है।
8. फोटोवोल्टिक (PV) सोलर पावर पर ज़्यादा निर्भर रहने के खिलाफ सबसे बड़ा तर्क क्या है, और आप उस तर्क का जवाब कैसे देंगे?
आलोचक अक्सर सोलर पावर के रुक-रुक कर मिलने की बात करते हैं - ये सिर्फ सूरज की रोशनी में ही बिजली बनाता है। इसके लिए या तो बैकअप (backup) पावर सोर्स (power source) (जैसे कोयला) चाहिए या बिजली को स्टोर (store) करने के महंगे तरीके। इसका जवाब ये होगा कि ये दिक्कत तो है, लेकिन बैटरी टेक्नोलॉजी (battery technology) में तेज़ी से सुधार हो रहा है और स्मार्ट ग्रिड (smart grid) से सप्लाई (supply) को मैनेज (manage) किया जा सकता है। रिन्यूएबल एनर्जी (renewable energy) के दूसरे तरीकों जैसे विंड (wind) और हाइड्रो पावर (hydro power) को मिलाकर भी इस दिक्कत को कम किया जा सकता है।
9. भारत को अपनी ऊर्जा ज़रूरतों और जलवायु वादों को देखते हुए फोटोवोल्टिक (PV) सोलर पावर के लिए अपने तरीके को कैसे सुधारना या मज़बूत करना चाहिए?
answerPoints_hi: * देश में उत्पादन बढ़ाना: सोलर पैनल और उसके सामान को देश में बनाने के लिए PLI योजनाओं को बेहतर बनाकर दूसरे देशों से मंगवाने पर निर्भरता कम करना। * ग्रिड को आधुनिक बनाना: रुक-रुक कर मिलने वाली सोलर पावर को संभालने के लिए ग्रिड (grid) को बेहतर बनाना, जिसमें स्मार्ट ग्रिड टेक्नोलॉजी (smart grid technology) और बिजली को स्टोर (store) करने के तरीके शामिल हैं। * विकेंद्रीकृत सोलर को बढ़ावा देना: घरों की छतों पर सोलर और ऑफ-ग्रिड (off-grid) सोलर तरीकों को बढ़ावा देना, खासकर गांवों में, ताकि बिजली आसानी से मिल सके और बिजली का नुकसान कम हो। * रिसर्च (research) और डेवलपमेंट (development) पर ध्यान देना: सोलर पैनल की एफ्फिसिएंसी (efficiency) बढ़ाने, लागत कम करने और बिजली को स्टोर करने के नए तरीके खोजने के लिए रिसर्च (research) और डेवलपमेंट (development) में निवेश करना।
10. रूफटॉप सोलर PV के मामले में 'नेट मीटरिंग' क्या है, और ये ग्राहकों के लिए क्यों ज़रूरी है?
नेट मीटरिंग ग्राहकों को अपनी छत पर लगे सोलर पैनल से बनी ज़्यादा बिजली को वापस ग्रिड को बेचने की इजाज़त देता है। ग्राहक का मीटर उल्टा घूमता है और उन्हें ग्रिड को दी गई बिजली के लिए क्रेडिट (credit) मिलता है। इससे उनका बिजली का बिल कम होता है और रूफटॉप सोलर लगाने को बढ़ावा मिलता है। भारत के कई राज्यों ने नेट मीटरिंग की नीतियां लागू की हैं।
परीक्षा युक्ति
याद रखें कि नेट मीटरिंग से ग्राहकों को सीधे फायदा होता है क्योंकि उनका बिजली का बिल कम होता है।
11. इलेक्ट्रिसिटी एक्ट, 2003 रिन्यूएबल एनर्जी (renewable energy) को बढ़ावा देता है। ये फोटोवोल्टिक (PV) सोलर पावर को खास तौर पर कैसे सपोर्ट (support) करता है?
इलेक्ट्रिसिटी एक्ट, 2003 स्टेट इलेक्ट्रिसिटी रेगुलेटरी कमीशन (SERC) को सोलर समेत रिन्यूएबल एनर्जी (renewable energy) के सोर्स (source) को बढ़ावा देने का आदेश देता है। इससे अक्सर रिन्यूएबल परचेज ऑब्लिगेशन (RPO) जैसी नीतियां बनती हैं, जिसमें बिजली बांटने वाली कंपनियों को अपनी बिजली का कुछ हिस्सा रिन्यूएबल सोर्स (source) से खरीदना ज़रूरी होता है। इससे सोलर पावर बनाने वालों के लिए एक तय बाज़ार बन जाता है।
परीक्षा युक्ति
RPO पर ध्यान दें, क्योंकि यही वो तरीका है जिससे इलेक्ट्रिसिटी एक्ट सोलर पावर को सपोर्ट करता है।
12. अगर फोटोवोल्टिक (PV) सोलर पावर नहीं होता, तो भारत में आम नागरिकों के लिए क्या बदल जाता?
अगर PV सोलर पावर नहीं होता, तो भारत बिजली बनाने के लिए कोयला, तेल और गैस जैसे जीवाश्म ईंधन (fossil fuel) पर और भी ज़्यादा निर्भर होता। इसका मतलब होता: * बिजली की कीमतें ज़्यादा होतीं, क्योंकि जीवाश्म ईंधन की कीमतें ज़्यादा बदलती हैं और दूसरे देशों के बाज़ार पर निर्भर करती हैं। * जीवाश्म ईंधन जलाने से हवा ज़्यादा प्रदूषित होती, खासकर शहरों में। * जलवायु परिवर्तन ज़्यादा होता, क्योंकि जीवाश्म ईंधन ग्रीनहाउस गैस (greenhouse gas) छोड़ने का एक बड़ा कारण हैं। * ऊर्जा सुरक्षा हासिल करने और दूसरे देशों से ईंधन मंगवाने पर निर्भरता कम करने में धीमी प्रगति होती।