अक्षय ऊर्जा की दुनिया में क्या पाक कला है

अक्षय ऊर्जा की दुनिया में क्या पाक कला हैलागत को कम करने के लिए पतली फिल्म सौर फोटोवोल्टिक प्रौद्योगिकी अमेरिकी निर्माता पहले द्वारा एक पुनर्जागरण, हाल ही में दक्षता नवाचारों के लिए धन्यवाद का सामना किया जा सकता है। पहला सौर, इंक के फोटो सौजन्य

बेडफ़ोर्ड, मास। में एक विशाल एकल-स्टोरी कार्यालय की इमारत के अंदर, विकास कक्ष के रूप में जाना जाने वाले गुप्त कमरे में, सौर ऊर्जा का भविष्य 2,500 से अधिक FF बंद दरवाजों के पीछे और गिराए हुए अंधा, "निडर" और "निडर" जैसे महत्वाकांक्षी नामों के साथ कस्टम निर्मित ओवन सिलिकॉन वेफर्स बनाने की एक नई तकनीक को पूरा करने में मदद कर रहे हैं, जो आज के सौर पैनलों का कार्यक्षेत्र है। यदि सबकुछ ठीक हो जाता है, तो अगले कुछ सालों में नई विधि 20 प्रतिशत से अधिक सौर ऊर्जा की लागत में कटौती कर सकती है।

फ्रैंक वैन मेरलो, सीईओ फ्रैंक वैन मेरेलो कहते हैं, "यह विनम्र वेफर को कोयला के रूप में सोलर जितना सस्ता होगा और जिस तरह से हम ऊर्जा का उपभोग करेंगे, उसे काफी बदल जाएगा।" 1366 टेक्नोलॉजीज, वेफर निर्माण की नई पद्धति के पीछे कंपनी.

गुप्त कमरे या नहीं, ये अक्षय ऊर्जा की दुनिया में रोमांचक समय हैं तकनीकी विकास और एक दशकों के दौरान उत्पादन में रैंप-अप के कारण धन्यवाद, ग्रिड समानता - जिस पर सौर ऊर्जा और पवन ऊर्जा जैसे अक्षय ऊर्जा के स्रोतों को जीवाश्म ईंधन जलने से निकलने वाली बिजली की तरह ही लगाया जाता है - वह जल्दी आ रहा है। कुछ मामलों में यह पहले से ही प्राप्त हो चुका है, और पंखों में इंतजार कर रहे अतिरिक्त नवाचारों में लागत कम करने के लिए भारी वादे हैं, नवीनीकरण के लिए पूरी तरह से नए युग की शुरुआत

सौर आश्चर्य

जनवरी 2015 में, सऊदी अरेबियन कंपनी ACWA पावर हैरान उद्योग विश्लेषकों ने जब दुबई में एक 200-megawatt सौर ऊर्जा संयंत्र बनाने की बोली लगाई, जो कि बिजली के लिए बिजली का उत्पादन करने में सक्षम हो 6 सेंट प्रति किलोवाट घंटे। यह कीमत प्राकृतिक गैस या कोयला बिजली संयंत्रों से बिजली की लागत से कम थी, सौर स्थापना के लिए सबसे पहले। यूएस एनर्जी इंफॉर्मेशन एजेंसी के अनुसार, नए प्राकृतिक गैस और कोयला संयंत्रों से विद्युत क्रमशः अनुमानित 6.4 सेंट और 9.6 सेंट प्रति किलोवाट घंटे की लागत आएगी।

तकनीकी विकास, photovoltaics कि ऊर्जा में सूर्य के प्रकाश की उच्च प्रतिशत परिवर्तित कर सकते हैं सहित, सौर पैनलों और अधिक कुशल बना दिया है। बड़े पैमाने की अर्थव्यवस्थाओं को एक ही समय पर अपनी लागत कम प्रेरित किया है।

जल्दी 2000s के ज्यादा के लिए, एक सौर पैनल या मॉड्यूल की कीमत प्रति वाट के आसपास $ 4 hovered। समय मार्टिन ग्रीन, दुनिया की अग्रणी शोधकर्ताओं में से एक फोटोवोल्टिक, हर घटक की लागत की गणना, polycrystalline सिलिकॉन सिलिकॉन वेफर्स, मॉड्यूल के बाहर पर सुरक्षा कांच बनाने में इस्तेमाल की सिल्लियां भी शामिल है, और चांदी के मॉड्यूल के तारों में इस्तेमाल किया । ग्रीन प्रसिद्धि से घोषणा की है कि इतने लंबे समय तक हम सौर ऊर्जा के लिए क्रिस्टलीय सिलिकॉन पर भरोसा करते हैं, कीमत की संभावना $ 1 / वाट के नीचे छोड़ कभी नहीं होगा।

"यहाँ एक दक्षता लाभ के एक प्रतिशत का दसवां हिस्सा है और इसमें लागत में कटौती जो बहुत अधिक प्रतिस्पर्धी बनने के लिए जोड़ दी है।" - मार्क बार्नेऊ भविष्य में, हरित और क्षेत्र में लगभग हर कोई विश्वास करता है, पतली फिल्मों के साथ, सौर मॉड्यूल जो कि सिलिकॉन के अलावा अन्य सामग्रियों पर भरोसा करता था, जिसे कच्चे माल के एक अंश की आवश्यकता होती थी।

फिर, 2007 से 2014 तक, क्रिस्टलीय सिलिकॉन मॉड्यूल की कीमत $ 4 प्रति वॉट से $ 0.50 प्रति वॉट के लिए गिरा दिया, सभी लेकिन पतली फिल्मों के विकास को खत्म करने के लिए।

साथ में एक सौर विश्लेषक मार्क बार्नेऊ कहते हैं, लागत में नाटकीय कमी में वृद्धि की संख्या में वृद्धि हुई है लक्स रिसर्च। कारक एक नया, कम लागत polycrystalline सिलिकॉन बनाने के लिए प्रक्रिया में शामिल हैं, पतली सिलिकॉन वेफर्स; मॉड्यूल है कि कम धूप ब्लॉक और कम चांदी का उपयोग के मोर्चे पर पतले तारों; बजाय कांच की कम महंगा प्लास्टिक; और विनिर्माण क्षेत्र में अधिक से अधिक स्वचालन।

"यहां एक दक्षता लाभ के एक प्रतिशत का दसवां हिस्सा है और लागत में कटौती से सौर बहुत प्रतिस्पर्धात्मक बनाने के लिए जोड़ा गया है," बारिनू ने कहा।

प्रति मिनट 25 सेंट

"$ 1 [प्रति वाट] नीचे प्राप्त करना मेरी अपेक्षाओं से अधिक है," ग्रीन कहते हैं "लेकिन अब, मुझे लगता है कि यह भी कम हो सकता है।"

एक संभावित उम्मीदवार इसे पाने के लिए वहां वेंफेर फैब्रिकेशन की 1366 की नई पद्धति है। आज के सौर पैनलों के पीछे सिलिकॉन वेफर्स पॉलीक्रिस्टेलिन सिलिकॉन के बड़े सिल्लियां से काट रहे हैं। प्रक्रिया बेहद अक्षम है, चूहा में प्रारंभिक पिंड का आधा हिस्सा उतना नहीं है। 1366 एक अलग दृष्टिकोण लेता है, विशेष रूप से निर्मित ओवन में सिलिकॉन पिघलता है और इसे पतला वेफर्स में कम से कम आधा लागत के लिए या एक क्रिस्टलीय सिलिकॉन मॉड्यूल की कुल लागत में 20 प्रतिशत की गिरावट के लिए पुन: स्थापित कर रहा है। वैन मिरलो के मुताबिक, 1366 को 2016 में बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू करने की उम्मीद है

इस बीच, पतली फिल्मों, एक बार, सौर ऊर्जा के भविष्य के लिए, तो कम लागत वाली क्रिस्टलीय सिलिकॉन से कुचल होने के लिए एक पुनर्जागरण अनुभव कर सकता है सोचा। दुबई में सौर ऊर्जा के लिए हाल ही में एक रिकार्ड स्थापित कम लागत वाली बोली अमेरिका निर्माता द्वारा बनाई गई फिल्म पतली कैडमियम Telluride सौर मॉड्यूल harnesses पहला सौर। कंपनी न केवल पतली फिल्म कंपनियों की विशाल बहुमत के रूप में लगी है, बल्कि उत्पादन को स्केल करते समय लगातार अपने सौर कोशिकाओं की दक्षता में वृद्धि करके कम से कम महंगी मॉड्यूल का उत्पादन किया है। कंपनी अब कहती है कि यह सौर मॉड्यूल का निर्माण कर सकती है प्रति वोल्ट से कम 40 सेंट और आने वाले वर्षों में आगे की कीमत में कटौती की आशंका है।

अब से दस साल बाद हम आसानी से सौर मॉड्यूल की लागत को देख सकते हैं, जो प्रति मिनट 25 सेंट की ओर आते हैं, या लगभग अपनी वर्तमान लागत आधा है, ग्रीन कहते हैं। इससे अधिक लागत कम करने के लिए, सूर्य के प्रकाश में बिजली की रूपांतरण क्षमता को काफी बढ़ाना होगा वहां पहुंचने के लिए, अन्य अर्धचालक पदार्थों को मौजूदा सौर कोशिकाओं के ऊपर खड़ी करना होगा ताकि सूर्य के प्रकाश के एक बड़े स्पेक्ट्रम को बिजली में बदल दिया जा सके।

"क्या आप एक सिलिकॉन वेफर यह बहुत ज्यादा अपराजेय हो जाएगा के शीर्ष पर कुछ ढेर कर सकते हैं," ग्रीन कहते हैं।

ग्रीन और सहकर्मियों ने आज 22.9 में 1996 प्रतिशत पर क्रिस्टलीय सिलिकॉन सौर मॉड्यूल दक्षता के लिए एक रिकॉर्ड स्थापित किया है जो आज भी रखता है। हरे रंग में अकेले क्रिस्टलीय सिलिकॉन की दक्षता को संदेह है, कभी भी बहुत अधिक मिलेगा। सेल स्टैकिंग के साथ, हालांकि, वह कहते हैं, "आकाश की सीमा है।"

आकार का मामला

जबकि सौर ऊर्जा सिर्फ ग्रिड समता तक पहुँचने के लिए शुरू कर रहा है, पवन ऊर्जा पहले से ही वहाँ है। 2014 में तटवर्ती पवन ऊर्जा की औसत कीमत दुनिया भर में प्राकृतिक गैस से बिजली के रूप में ही किया गया था, ब्लूमबर्ग न्यू एनर्जी फाइनेंस के मुताबिक.

सौर के साथ, क्रेडिट तकनीकी विकास और मात्रा बढ़ जाती है। हवा के लिए, हालांकि, नवाचार मुख्य रूप से आकार की बात है। 1981 से 2015 तक एक पवन टरबाइन रोटर ब्लेड की औसत लंबाई है छह गुना से अधिक वृद्धि हुई, 9 मीटर से 60 मीटर तक, जैसा कि पवन ऊर्जा की लागत है 10 के एक कारक द्वारा गिरा दिया गया.

डी। टोड ग्रिफ़िथ का कहना है, "रोटर आकार में वृद्धि का मतलब है कि आप अधिक ऊर्जा पर कब्जा कर रहे हैं, और यह पवन ऊर्जा की लागत को कम करने में सबसे अधिक आयात चालक है।" Sandia राष्ट्रीय प्रयोगशालाओं अल्बुकर्क, न्यू मैक्सिको में

ग्रिफिथ ने हाल ही में Sandia पर निर्माण और कई 100 मीटर लंबी प्रोटोटाइप ब्लेड के परीक्षण का निरीक्षण किया। जब इस परियोजना 2009 में शुरू किया, वाणिज्यिक संचालन में सबसे बड़ी ब्लेड 60 मीटर लंबे थे। ग्रिफिथ और उनके सहयोगियों को देखने के लिए कितनी दूर वे बढ़ती ब्लेड की प्रवृत्ति धक्का सकता है इससे पहले कि वे डिजाइन और सामग्री सीमाओं में भाग चाहता था।

"मैं पूरी तरह 100 मीटर ब्लेड और परे देखने की उम्मीद है।" - डी टोड GriffithTheir पहला प्रोटोटाइप एक सब-शीसे रेशा ब्लेड कि इसी तरह की डिजाइन और समय पर अपेक्षाकृत छोटे वाणिज्यिक ब्लेड में पाए जाने वाले के रूप में सामग्री का इस्तेमाल किया गया था। परिणाम एक बेहद भारी 126 टन ब्लेड कि इतनी पतली थी और लंबे समय से यह तेज हवाओं और गुरुत्वाकर्षण तनाव में कंपन करने के लिए अतिसंवेदनशील था।

समूह ने दो बाद के प्रोटोटाइप को मजबूत, हल्का कार्बन फाइबर और एक ब्लेड आकार का नियोजित किया, जो तेज धार की बजाय फ्लैट समर्थित था। इसके परिणामस्वरूप 100-meter ब्लेड अपने शुरुआती प्रोटोटाइप की तुलना में 60 प्रतिशत हल्का था

चूंकि परियोजना 2009 में शुरू हुई, वाणिज्यिक अपतटीय पवन टरबाइन में इस्तेमाल किए गए सबसे बड़े ब्लेड अब विकास के तहत बड़े व्यावसायिक प्रोटोटाइप के साथ 60 मीटर से मोटे तौर पर 80 मीटर हो गए हैं। "मुझे पूरी तरह से 100 ब्लेड और उससे आगे देखने की उम्मीद है," ग्रिफ़िथ कहते हैं।

ब्लेड लंबे समय तक हो जाना, टावरों है कि उन्हें तरक्की अधिक सुसंगत, उच्च गति हवा को पकड़ने के लिए लम्बे हो रही है। और के रूप में टावरों लम्बे बढ़ने, परिवहन लागत तेजी से महंगे बढ़ रहे हैं। बढ़ी हुई लागत का मुकाबला करने के GE हाल ही में एक "अंतरिक्ष फ्रेम" टॉवर, कपड़े में लिपटी एक इस्पात जाली टॉवर शुरू किया। नए टॉवर समान ऊंचाई के पारंपरिक ट्यूब टॉवर से मोटे तौर पर 30 प्रतिशत कम स्टील का उपयोग करते हैं और ऑन-साइट असेंबली के लिए मानक आकार के शिपिंग कंटेनर में पूरी तरह से वितरित किए जा सकते हैं। इसी तरह अंतरिक्ष फ्रेम ब्लेड विकसित करने के लिए कंपनी को अमेरिका के ऊर्जा विभाग से हाल ही में $ 3.7 मिलियन अनुदान मिला है।

ऑफशोर नवाचार

क्रिस्टलीय सिलिकॉन सौर पैनलों की तरह, हालांकि, मौजूदा पवन प्रौद्योगिकी अंततः भौतिक सीमाओं के खिलाफ चली जाएगी। हवा के क्षितिज पर एक और नवाचार स्थान के बजाय संबंधित है। अधिकतर पवन संसाधनों और कम भूमि उपयोग संघर्ष के प्रयास में पवन खेत ऑफशोर जा रहे हैं। दूरदराज के अपतटीय वे जाते हैं, गहरा पानी, समुद्री जल को टर्बाइन को फिक्स करने की वर्तमान विधि को प्रतिबंधित रूप से महंगा बनाते हैं। यदि उद्योग फ्लोटिंग सपोर्ट स्ट्रक्चर्स के बजाय आगे बढ़ता है, तो आज के शीर्ष-भारी पवन टर्बाइन डिज़ाइन की संभावना बहुत कमजोर साबित होगी।

एक संभावित समाधान एक ऊर्ध्वाधर अक्ष टरबाइन है, जहां एक मुख्य रोटर शाफ्ट खड़ी है, जैसे कि एक परंपरागत पवन टरबाइन की तरह क्षैतिज रूप से भरे दौर की तरह। इस तरह के टरबाइन के लिए जनरेटर समुद्र के स्तर पर रखा जा सकता है, जिससे डिवाइस को गुरुत्वाकर्षण का एक बहुत कम केंद्र दिया जा सकता है।

ग्रिफ़िथ कहते हैं, "एक बहुत अच्छा मौका है कि कुछ अन्य प्रकार की टरबाइन तकनीक, बहुत अच्छी ऊर्ध्वाधर अक्ष, गहरे पानी में सबसे अधिक लागत प्रभावी होगी," ग्रिफ़िथ कहते हैं।

पिछले दशक में सौर और वायु प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में उल्लेखनीय नवाचार पैदा हुआ है, दक्षता और लागत में सुधार लाया गया है, जो कुछ मामलों में सबसे ज्यादा आशावादी उम्मीदों से अधिक है। आने वाले दशक में क्या होगा, यह स्पष्ट नहीं है, लेकिन अगर इतिहास किसी भी गाइड है, तो नवीकरणीय का भविष्य बेहद सकारात्मक दिखता है।

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के बारे में लेखक

मॅकेंना फिलफिल मैक्केना एक स्वतंत्र लेखक है जो आकर्षक व्यक्तियों और दिलचस्प विचारों के अभिसरण में रुचि रखते हैं। वह मुख्य रूप से ऊर्जा के बारे में और पर्यावरण के बारे में लिखते हैं, जो समाचार के पीछे के लोगों पर ध्यान देते हैं। उनके काम में प्रकट होता है यह न्यूयॉर्क टाइम्स, स्मिथसोनियन, तार, Audubon, न्यू साइंटिस्ट, प्रौद्योगिकी की समीक्षा, MATTER और NOVA, जहां वह योगदान संपादक है

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