આજે, આ ફોટોવોલ્ટેઇક સોલર એનર્જી તે હવે મોટા પાયે પ્રોજેક્ટ્સ માટે વિશિષ્ટ નથી અને વધુને વધુ સામાન્ય તકનીક બની ગઈ છે. તેનો ઉપયોગ ઘરેલું અને વ્યાપારી બંને રીતે થાય છે, અને તેની ઉત્ક્રાંતિ વર્ષોથી ઝડપી અને સતત રહી છે. આ લેખ તેની ઉત્પત્તિથી વૈશ્વિક સ્તરે સધ્ધર ઉર્જા સોલ્યુશન બનવા માટે કેવી રીતે આગળ વધ્યો છે તે શોધવાનો પ્રયાસ કરે છે.
નો ઉપયોગ સૌર ઊર્જા તે કંઇક નવું નથી, પરંતુ ટેકનોલોજીનો વિકાસ કે જેને આપણે આજે ફોટોવોલ્ટેઇક સોલાર પેનલ્સ તરીકે જાણીએ છીએ તેનો એક રસપ્રદ ઇતિહાસ છે, જે સમયાંતરે મહત્વપૂર્ણ સીમાચિહ્નોથી ભરેલો છે.
ફોટોવોલ્ટેઇક સૌર ઊર્જાની શરૂઆત: ફોટોવોલ્ટેઇક અસર
ફોટોવોલ્ટેઇક સૌર ઊર્જાનો ઇતિહાસ 1839 માં શરૂ થાય છે, જ્યારે ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રી એલેક્ઝાન્ડ્રે-એડમંડ બેકરેલ તેણે ઇલેક્ટ્રોલિટીક કોષ સાથે પ્રયોગ કરતી વખતે ફોટોવોલ્ટેઇક અસરની શોધ કરી. બેકરેલએ અવલોકન કર્યું કે જ્યારે અમુક સામગ્રી પ્રકાશના સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે વિદ્યુત પ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે.
આ શોધે લાભ લેવાની નવી રીતની શરૂઆત કરી સૌર ઊર્જા, પરંતુ આ ટેક્નોલોજીના વ્યવહારિક વિકાસને હજુ ઘણા વર્ષો લાગશે. પછીના દાયકાઓમાં, વિવિધ પ્રયોગોએ ઘટનાની સમજને આગળ વધારવામાં મદદ કરી, પરંતુ વધુ વિકાસ જરૂરી હતા.
પ્રથમ પ્રયાસો: સેલેનિયમ સોલર સેલ
ફોટોવોલ્ટેઈક સૌર ઉર્જાના ઈતિહાસમાં આગળનો મોટો સીમાચિહ્નરૂપ ઈ.સ 1883, જ્યારે અમેરિકન શોધક ચાર્લ્સ Fritts સેલેનિયમનો સેમિકન્ડક્ટર તરીકે ઉપયોગ કરીને અને સોનાના પાતળા પડ સાથે પ્રથમ સૌર કોષ વિકસાવ્યો. જો કે, તેમની ઓછી કાર્યક્ષમતા (માત્ર 1%) અને ઊંચી કિંમતને કારણે, આ કોષો મોટા પાયે વીજળી ઉત્પાદન માટે સક્ષમ ન હતા, કેમેરામાં પ્રકાશ સેન્સર જેવા ઉપયોગો પૂરતા મર્યાદિત હતા.
આ મર્યાદાઓ હોવા છતાં, ફ્રિટ્સની શોધે ભવિષ્યના વિકાસનો પાયો નાખ્યો અને સૌર કોષોની કાર્યક્ષમતા સુધારવામાં રસ ધરાવતા અન્ય વૈજ્ઞાનિકો દ્વારા તેમનું કાર્ય અનુસરવામાં આવ્યું.
સિલિકોન ક્રાંતિ અને પ્રથમ આધુનિક સૌર કોષ
En 1946, વૈજ્ઞાનિક રસેલ ઓહલ સૌપ્રથમ સિલિકોન સોલર સેલને પેટન્ટ કરાવ્યું, એક એવી સામગ્રી જે ફોટોવોલ્ટેઇક ઉદ્યોગમાં પ્રમાણભૂત બનશે. જો કે, તે વર્ષમાં હતું 1954 જ્યારે બેલ લેબોરેટરીઝ તેઓએ સિલિકોન પર આધારિત પ્રથમ સાચા કાર્યક્ષમ સૌર કોષનો વિકાસ કર્યો. આ કોષો 6% સૂર્યપ્રકાશને વીજળીમાં રૂપાંતરિત કરવામાં વ્યવસ્થાપિત થયા, જે અગાઉના મોડલની તુલનામાં નોંધપાત્ર તફાવત દર્શાવે છે.
સૌથી નોંધપાત્ર રીતે, કાર્યક્ષમતામાં આ સુધારણાએ સૌર કોષોને પ્રાયોગિક કાર્યક્રમોમાં ઉપયોગમાં લેવાનું શક્ય બનાવ્યું, આનાથી શરૂ કરીને અવકાશ ઉદ્યોગ. સૌપ્રથમ સૌર-સંચાલિત ઉપગ્રહો અમેરિકન ઉપગ્રહ સાથે 50માં અવકાશમાં મોકલવામાં આવ્યા હતા. વેનગાર્ડ આઇ આ ક્ષેત્રમાં અગ્રણી તરીકે.
અવકાશ ઉદ્યોગમાં સૌર ઊર્જાનો ઉદય
1960 ના દાયકા દરમિયાન, સૌર કોષોએ તેમની જગ્યા શોધી કાઢી જગ્યા સભ્યપદ, જ્યાં ખર્ચ મર્યાદિત પરિબળ ન હતું. અવકાશયાન અને ઉપગ્રહોને વિશ્વસનીય અને લાંબા સમય સુધી ચાલતા પાવર સ્ત્રોતની જરૂર હતી, અને સૌર પેનલ્સ યોગ્ય વિકલ્પ હતા. યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ અને સોવિયેત યુનિયન બંનેએ તેમના અવકાશ કાર્યક્રમોમાં સૌર ઊર્જાનો ઉપયોગ કર્યો.
સૌપ્રથમ સૌર ઉપગ્રહ હતો વેનગાર્ડ 1, 1958 માં લોન્ચ કરવામાં આવ્યો હતો. તે એક નાનો ઉપગ્રહ હોવા છતાં, સૌર તકનીકનો અમલ સફળ રહ્યો હતો, અને ત્યારથી તે ઉપગ્રહો માટે પ્રમાણભૂત બની ગયો છે.
ફોટોવોલ્ટેઇક સૌર ઊર્જાનો વ્યાપારી ઉપયોગ
અવકાશમાં સફળતા હોવા છતાં, સૌર કોષોની કિંમત પૃથ્વી પર તેમના વ્યવસાયિક દત્તક લેવા માટે નોંધપાત્ર અવરોધ બની રહી. 1956માં, સોલાર સેલની વોટ દીઠ કિંમત આશરે $300 હતી, જે પરંપરાગત વિદ્યુત ગ્રીડમાં તેનો ઉપયોગ અસંભવિત બનાવે છે.
તે દરમિયાન હતું તેલ સંકટ 1970ના દાયકામાં જ્યારે સૌર ઉર્જા સહિતની વૈકલ્પિક તકનીકોએ વેપાર અને સરકારી સ્તરે રસ મેળવવાનું શરૂ કર્યું. તેલના ભાવમાં વધારો થયો, સોલાર ટેકનોલોજીમાં રોકાણમાં વધારો થયો. ધીમે ધીમે, આ ક્ષેત્રમાં સંશોધન અને વિકાસથી ખર્ચમાં ઘટાડો થયો અને સૌર પેનલ્સની કાર્યક્ષમતામાં વધારો થયો.
સ્વ-વપરાશ બજારનો ઉદભવ
સૌર ઉર્જાનો ઉપયોગ માત્ર મોટા પ્રોજેક્ટ્સમાં કે અવકાશ ઉદ્યોગમાં જ થતો ન હતો. માં 1970, નાના સોલાર પેનલ સાથેનું પ્રથમ ઘરેલું ઉપકરણ બજારમાં લોન્ચ કરવામાં આવ્યું હતું, અને વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે કેટલાક મોડલ ઘરો અને ખેતરોમાં સ્થાપિત થવા લાગ્યા હતા. વધુ કાર્યક્ષમ અને સસ્તી પેનલના વિકાસએ તેમને માટે ઉપલબ્ધ કરાવ્યું ઘરેલું સ્વ-ઉપયોગ.
ઉદ્યોગ ફોટોવોલ્ટેઇક energyર્જા તે આગળ વધવાનું ચાલુ રાખ્યું, અને 80 ના દાયકામાં શરૂ કરીને, ઉત્પાદનમાં વધારો અને સુધારેલી તકનીકને કારણે સોલર પેનલના ભાવમાં વધુ ઘટાડો થયો. આ ખર્ચ ઘટાડાથી સૌર સ્થાપનો સામાન્ય લોકો માટે વધુને વધુ સુલભ બન્યા.
ઊર્જા કટોકટી અને સૌર ઊર્જા પર તેની અસર
વૈશ્વિક સ્તરે સૌર ઉર્જાને પ્રોત્સાહન આપનારી સૌથી મહત્વપૂર્ણ ઘટનાઓમાંની એક 70 ના દાયકાની ઊર્જા સંકટ હતી અશ્મિભૂત ઇંધણ અને ઉર્જા સુરક્ષા અંગેની ચિંતાઓએ સરકારો અને સંસ્થાઓને પુનઃપ્રાપ્ય ઉર્જા સ્ત્રોતો તરફ જોવા માટે પ્રેરિત કર્યા. આ સંદર્ભમાં, સૌર ફોટોવોલ્ટેઇક્સને સરકારી પ્રોત્સાહનો અને સબસિડીઓ દ્વારા વધુ ધ્યાન અને સમર્થન મળવાનું શરૂ થયું.
80 અને 90 ના દાયકાની વચ્ચે, ગ્રીડ-ટાઇડ સોલર સિસ્ટમની રજૂઆતથી મોટા પાયે સ્થાપન શક્ય બન્યું. આનાથી ફોટોવોલ્ટેઇક્સ માટે એક નવા યુગની શરૂઆત થઈ, કૃષિ, ઉદ્યોગ અને પરિવહન જેવા ક્ષેત્રોમાં તેની એપ્લિકેશનનો વિસ્તાર થયો.
સૌર ઉર્જા શા માટે લોકપ્રિય બની છે?
ત્યારથી, સૌર ઉર્જા ફોટોવોલ્ટેઇક તેના મહત્વના ફાયદાઓને કારણે ઘાતાંકીય વૃદ્ધિનો અનુભવ કરવાનું ચાલુ રાખ્યું છે:
- તે એક છે સ્વચ્છ અને ટકાઉ ઉર્જા સ્ત્રોત, જે CO ઉત્સર્જન જનરેટ કરતું નથી2.
- El સૌર પેનલની કિંમત નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડો થયો છે, જે તેમને વધુ ગ્રાહકો માટે સુલભ બનાવે છે.
- પ્રમોટ કરતા નિયમો અને કાયદા સ્વ વપરાશ અને સરપ્લસ વળતર તેના લોકપ્રિયતાને પ્રોત્સાહન આપ્યું છે.
આ પરિબળોને કારણે, આજે ખાનગી ઘરો, નાના ઉદ્યોગો અને સ્વ-વપરાશની સિસ્ટમોમાં સૌર સ્થાપનો શોધવાનું સામાન્ય છે જે ફક્ત ગ્રીડ પર આધાર રાખ્યા વિના વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે.
તેના સમગ્ર ઇતિહાસમાં, ફોટોવોલ્ટેઇક સૌર ઉર્જા એક વૈજ્ઞાનિક જિજ્ઞાસાથી વૈશ્વિક ઉર્જા પ્રણાલીના મૂળભૂત ભાગ બની ગઈ છે. ટેક્નોલોજીકલ એડવાન્સિસ, ખર્ચમાં ઘટાડો અને ક્લીનર અને વધુ ટકાઉ ઉર્જા સ્ત્રોતોના ઉપયોગ તરફ વૈશ્વિક માનસિકતામાં પરિવર્તનના સંયોજન દ્વારા આ શક્ય બન્યું છે.