सौर ऊर्जा "स्वच्छ" या "हरित" ऊर्जा स्रोतों की २१वीं सदी की लहर का हिस्सा है, अर्थात, वे जो कार्बन दहन के उत्पादों को पर्यावरण में महत्वपूर्ण मात्रा में या कम से कम उत्सर्जित नहीं करते हैं सब। इन ऊर्जा स्रोतों को नवीकरणीय ऊर्जा भी कहा जाता है, हालांकि यह भ्रामक हो सकता है क्योंकि परमाणु ऊर्जा, जबकि "स्वच्छ", तकनीकी रूप से अक्षय ऊर्जा स्रोत से प्राप्त नहीं होती है।
सौर ऊर्जा, पवन ऊर्जा और भू-तापीय शक्ति और जलविद्युत शक्ति पर बढ़ा हुआ जोर सभी भाग हैं कार्बन डाइऑक्साइड जैसी ग्रीनहाउस गैसों के उत्सर्जन को कम करने के लिए दुनिया भर में ज्यादातर ठोस प्रयास किए गए (सीओ2) और इस प्रकार सदी के अंत से पहले वैश्विक सभ्यता पर जलवायु परिवर्तन के अपेक्षित प्रभाव को कम करते हैं।
बच्चों की विज्ञान परियोजना के लिए एक महान विचार एक वास्तविक या मॉडल का उपयोग करके अक्षय ऊर्जा के व्यावहारिक अनुप्रयोग का प्रदर्शन करना है सौर घर, या सौर संग्रह ग्रिड के कार्यशील घटकों में से एक वर्ग दिखाकर।
भौतिकी में "शक्ति" क्या है?
सोलर हाउस पर पैनल लगाने का कारण बिजली पैदा करना है, आमतौर पर बिजली और गर्म पानी दोनों के लिए। यह शक्ति किसी न किसी तरह सूर्य से आती है। लेकिन कैसे, बिल्कुल?
शक्ति भौतिकी में है ऊर्जा प्रति इकाई समय, या समकक्ष, प्रति यूनिट समय पर काम करें। ऊर्जा भौतिकी में कई रूपों में प्रकट होता है, जिसमें थर्मल, गुरुत्वाकर्षण-क्षमता, गतिज, विद्युत और ध्वनि शामिल हैं; मानक इकाई जूल (J) है, जिसे अक्सर समान रूप से न्यूटन-मीटर (N⋅m) के रूप में व्यक्त किया जाता है। अन्य इकाइयां कैलोरी, एर्ग और ब्रिटिश थर्मल यूनिट (बीटीयू) हैं।
जब ऊर्जा का उपयोग कार्य करने के लिए किया जाता है, जैसे कि विद्युत जनरेटर को बिजली देना या गर्म पानी के उत्पादक और जलाशय के हीटिंग कॉइल को सक्रिय करना, जिस दर पर वह काम किया जाता है उसे शक्ति कहा जाता है। मानक इकाई है वाट (डब्ल्यू) या जे / एस। 745.7 डब्ल्यू = 1 अश्वशक्ति (एचपी)।
- जब आप अपने उपयोगिता बिल का भुगतान करते हैं, तो आपने देखा होगा कि खपत की इकाइयों को में मापा जाता है किलोवाट घंटे (किलोवाट)। यह अपरंपरागत इकाई शक्ति की तरह दिखती है, लेकिन चूंकि इसमें शक्ति की इकाइयों को समय से गुणा किया जाता है, यह वास्तव में ऊर्जा है।
जब आप जितना हो सके ऑल-आउट रन करते हैं, जो कि लगभग एक मिनट है, तो आप सक्षम हैं (आपके. के आधार पर) द्रव्यमान) लगभग ८०० W बिजली उत्पन्न करने का, या १ hp के करीब - एक मध्यम आकार के माइक्रोवेव ओवन को रखने के लिए पर्याप्त जा रहा है। लेकिन मानव व्यायाम के लंबे रूपों के लिए, जैसे चलना या साइकिल चलाना, 250 से 400 का उत्पादन अधिक विशिष्ट है।
सौर ऊर्जा का अवलोकन
सौर ऊर्जा उपलब्ध ऊर्जा का सबसे प्रचुर और प्रदूषण मुक्त स्रोत है, और वास्तव में पृथ्वी पर सभी जैविक प्रक्रियाओं की ऊर्जा का अंतिम स्रोत है। इसका प्राथमिक उपयोग बिजली पैदा करने, गर्मी पैदा करने या दोनों के लिए होता है। सौर ऊर्जा का उपयोग न केवल घर में बल्कि वाणिज्यिक और औद्योगिक सेटिंग्स की बढ़ती संख्या में भी होता है।
सौर ऊर्जा पर कब्जा करने के तीन बुनियादी तरीके हैं: सौर ताप और शीतलन (एसएचसी) आवेदन, सौर ऊर्जा को केंद्रित करना (सीएसपी) आवेदन और फोटोवोल्टिक (पीवी) कोशिकाएं। पूर्व दो का उपयोग मुख्य रूप से औद्योगिक या बड़ी सेटिंग्स में गर्मी उत्पन्न करने के लिए किया जाता है, जबकि पीवी सेल मुख्य तत्व हैं सौर घर की छत पर या कभी-कभी सौर ऊर्जा का उपयोग करने वाली साइटों के साथ-साथ खेतों में आपको दिखाई देने वाली विशिष्ट सरणियाँ।
प्रत्यक्ष सूर्य के प्रकाश के संपर्क में आने वाला सौर पैनल 1,000 w/m. तक उत्पन्न कर सकता है2. उत्पन्न बिजली की कुल मात्रा पीवी कोशिकाओं की संख्या और एक्सपोजर के समय के साथ-साथ का एक कार्य है सूर्य की किरणों की घटना का कोण, जो औसतन पृथ्वी के करीब अक्षांशों पर अधिक प्रत्यक्ष होता है भूमध्य रेखा।
फोटोवोल्टिक (पीवी) सेल
फोटोवोल्टिक कोशिकाओं को सौर पैनलों के भागों के रूप में आसानी से पहचाना जा सकता है, लेकिन वे सौर-संचालित कैलकुलेटर और अन्य पोर्टेबल उपकरणों में लघु रूप में भी पाए जाते हैं। वे का उपयोग करते हैं प्रकाश विद्युत प्रभाव, जो कि परमाणुओं से मुक्त इलेक्ट्रॉनों को खटखटाने के लिए फोटॉन (प्रकाश के "पैकेट") की क्षमता है, जिससे वे संबंधित हैं। इन आवेशित और सक्रिय इलेक्ट्रॉनों के बाद के प्रवाह का उपयोग तत्काल उपयोग या भंडारण के लिए बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है।
तत्व सिलिकॉन खुद को पीवी कोशिकाओं को उधार देता है क्योंकि इसे एक इन्सुलेटर की तरह कार्य करने के लिए बनाया जा सकता है, जो कि खराब है बिजली का कंडक्टर, या इसे काम करने वाले इंजीनियरों की जरूरतों के आधार पर कंडक्टर की तरह कार्य करने के लिए बनाया जा सकता है इसके साथ। यह सिलिकॉन को अर्धचालक बनाता है और इस प्रकार समकालीन पीवी कोशिकाओं का एक महत्वपूर्ण घटक है।
महत्वपूर्ण रूप से, विद्युत धारा (इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह) सौर ऊर्जा और पीवी कोशिकाओं द्वारा निर्मित प्रत्यक्ष धारा (डीसी) है। यह अधिकांश आधुनिक घरों में चलने वाली प्रत्यावर्ती धारा (एसी) के विरोध में है। इस प्रकार एक उपकरण जिसे an. कहा जाता है पलटनेवाला सौर घर के मालिकों या शिक्षकों के लिए उपलब्ध है जो छात्रों को यह दिखाना चाहते हैं कि सौर घर कैसे काम करते हैं।
निष्क्रिय सौर हाउस
यदि आप पूरे घर को ऊर्जा दक्षता को अधिकतम करने के लिए सेट नहीं करते हैं, तो सौर घर बनाने का कोई मतलब नहीं है, क्योंकि धूप वाले मौसम में भी सौर ऊर्जा हर समय आना मुश्किल हो सकता है। जाहिर है, भूगोल महत्वपूर्ण है। छात्र दिखा सकते हैं कि कैसे सौर पैनलों का कोण यू.एस. में सीधे ऊपर की ओर नहीं बल्कि ऊपर और दक्षिण की ओर है; ऐसा क्यों होगा, और दक्षिणी अर्जेंटीना में सौर घर के लिए यह कैसे बदलेगा?
सौर घरों को उच्च तापीय द्रव्यमान, उदाहरण के लिए, और बहुत सारे पत्थर की चिनाई होने के कारण गर्मी को निष्क्रिय रूप से संग्रहीत करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। ठीक से संरेखित खिड़कियों के अलावा, थर्मल द्रव्यमान का अधिकतम लाभ उठाने के लिए गहरे रंगों को चुना जाना चाहिए।
आप विभिन्न शैलियों को दिखा सकते हैं, जैसे कि प्रत्यक्ष लाभ, जिसमें एकत्रित ऊर्जा और शक्ति दक्षिण से प्रवाहित होती है, जैसे कि दक्षिण की ओर की खिड़कियों से, बाकी की ओर घर का) और ट्रॉम्बे दीवारों जैसी सुविधाओं के उपयोग के माध्यम से अप्रत्यक्ष लाभ, जिसमें दीवारों के बीच रिक्त स्थान का उपयोग ऊर्जा को संक्षेप में संग्रहीत करने के लिए किया जाता है अवधि।
बच्चों के लिए सौर ऊर्जा प्रदर्शन
इन सभी अवधारणाओं को अधिकांश उम्र के बच्चों को दिखाया जा सकता है, और बड़े लोग सामान्य जानकारी का उपयोग अपनी परियोजनाओं को शुरू करने के लिए कर सकते हैं। पीवी सेल का निर्माण शायद अधिकांश के लिए बहुत महत्वाकांक्षी है; एक बेहतर विचार यह होगा कि छात्र इंटरनेट और शायद अपने माता-पिता की मदद से यह पता लगाने की कोशिश करें कि घर में उपकरणों में या कम से कम अक्सर देखे जाने वाले स्थानों में कितने पीवी सेल उपयोग में हैं।
छात्रों के लिए यह महत्वपूर्ण है कि वे परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में उपयोग की जाने वाली सामग्री, जैसे, डेटा, या सामग्री की तुलना में बड़ी मात्रा में विद्युत शक्ति के भंडारण में निहित चुनौतियों को पहचानें। यदि बैटरी में लगभग अनंत मात्रा में बिजली हो सकती है, तो दुनिया का परिदृश्य कैसे बदल सकता है? क्या सौर घरों को विशेष रूप से धूप वाली जगहों पर होना चाहिए?
२१वीं सदी में सौर और नवीकरणीय ऊर्जा
2019 तक, सौर ऊर्जा का अमेरिकी ऊर्जा का केवल 1 प्रतिशत या उससे अधिक हिस्सा था। दूसरी ओर, 2017 में, सौर ऊर्जा ने सभी "नई" ऊर्जा खपत का एक तिहाई हिस्सा लिया, जिससे यह एक उद्योग बन गया।
इस दौरान, पवन ऊर्जा देश भर में यू.एस. ऊर्जा का लगभग ६ प्रतिशत हिस्सा है, और इस संबंध में जल्द ही आगे निकल जाने की उम्मीद थी पनबिजली. आखिरकार, बायोमास अक्षय ऊर्जा के खेल में एक और नया खिलाड़ी है; मृत जानवरों और पौधों से सामग्री को जलाने से टर्बाइनों को बिजली मिल सकती है, लेकिन है नहीं स्वच्छ माना जाता है.
ऊर्जा के इन स्रोतों के तेजी से लोकप्रिय होने की उम्मीद है क्योंकि दुनिया भर के लोगों और सरकारों के लिए जलवायु परिवर्तन के बहुआयामी अभिशाप को अस्वीकार करना असंभव हो गया है।