సౌర శక్తి

Question: మొక్కలు నుండి వెలువడే వాయువు ఏంటి?


సౌర శక్తి (ఇంగ్లీషు: solar power) సూర్యుడి కిరణాల నుండి వెలువడే శక్తి. పరమాణు శక్తి తప్ప మానవుడు ఉపయోగించే మిగతా శక్తి అంతా సూర్యుని నుంచే వస్తుందని మనకు తెలుసు. ప్రపంచంలో ఉండే బొగ్గు, నూనె, సహజవాయువు నిల్వలను సంగ్రహించి, సూర్యుడు రోజూ మనకు శక్తిని అందించే పరిమాణంలో వాడటం ప్రారంభిస్తే మూడు రోజులకు సరిపోతుందని శాస్త్ర జ్ఞులు అంచనా వేశారు. కానీ అపారమైన ఈ సౌరశక్తి నిధిని వాడటం ఇప్పుడిప్పుడే మొదలవుతోంది.
సౌర విజ్ఞానశాస్త్రం విస్తారంగా సౌర లేదా చురుకు సౌరగా విడదీసారు. ఇవి సౌర శక్తి మార్పిడి, పంపిణీ మరియు కాప్చర్ మీద ఆధారపడి ఉంటాయి. చురుకు సౌర శక్తి పద్ధతులు కాంతివిపీడన ఫలకాలను మరియు సౌర ఉష్ణ కలెక్టర్లు వాడకాన్ని కలిగి ఉంటాయి. నిష్క్రియాత్మక సౌర పద్ధతులు, ఒకటి సూర్యుని వైపు భవనం కట్టడం. మరొకటి అనుకూలమైన ఉష్ణ సాంద్రత లేదా కాంతి వెలువడే లక్షణాలు ఉన్న పదార్థాలు ఎంచుకోవడం, సహజంగా గాలి ప్రచారం కలిగించే ఖాళీల రూపొన్దించడం జరిగేధి.
2011 లో, అంతర్జాతీయ శక్తి సంస్థ, "ఎన్నటికి తరగని శక్తిని వాడటం వల్ల క్లీన్ సౌర శక్తి అభివృద్ధి, మరియు దీర్ఘకాల ప్రయోజనాలు కలిగి ఉంటుంది "అని అన్నారు. స్వతంత్ర వనరుల మీద నమ్మకం ద్వారా దేశాల శక్తి భద్రత పెంచడానికి, స్థిరత్వం పెంచడానికి, కాలుష్యాన్ని తగ్గించేందుకు, ఉపశమన వాతావరణ మార్పు వ్యయాలను తగ్గించటానికి, మరియు ఇతరత్రా కంటే శిలాజ ఇంధన ధరలు తక్కువ చేస్తుంది. వీటి ద్వారా చాలా ప్రయోజనాలు ఉన్నాయి .
సూర్యుని నుండి శక్తి:
సూర్యుని నుండి విస్తరిస్తూన్న సౌర వికిరణంలో భూమి 174 పెటావాట్లు (PW) అందుకుంటుంది. అయితే ఇందులో సుమారు 30% వరకు పరావర్తనం చెంది తిరిగి రోదసిలోకి పోగా, మిగిలినదానిని మేఘాలు, సముద్రాలు మరియు భూమి గ్రహిస్థాయి. భూమి ఉపరితలం, సముద్ర పు వాతావరణం సూర్య వికిరణాలను గ్రహించడం వలన వాటి ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతుంది. నీటి ఆవిరి అధిక ఎత్తు చేరుకున్నప్పుడు గాలి ఉష్ణోగ్రత తగ్గి మేఘాలు తయారయి- భూమి యొక్క ఉపరితలం పై వర్షం రూపంలో వచ్చి జల-ఆవృత్తం పూర్తి అవుతుంది. వాయువు ద్రవముగా మారు సమయమున విడుదలయ్యే శక్తి ద్వారా తుఫానులు మరియు వ్యతిరేక తుఫానులుగా మారుతుంది. . ఆకుపచ్చని మొక్కలు సౌర శక్తిని రసాయన శక్తిగా మార్చుకుంటాయి . చెక్క, శిలాజ ఇంధనాలు, బయోమాస్ ఉత్పత్తి కుడా సూర్య శక్తి వల్ల లభిస్తుంది. ఈ ప్రపంచంలో మనం ఒక సంవత్సరం ఉపయోగించే శక్తి కంటే ఒక గంటలో వెలువడే సౌర శక్తి ఎక్కువ. ఒక సంవత్సరంలో గ్రహం యొక్క ఉపరితలానికి చేరే సౌర శక్తి మొత్తం పునరుత్పాదక వనరుల నుండి పొందే దాని కంటే రెట్టింపు కాబట్టి ఇది చాలా విస్తృతమైనది.
సౌర ఉష్ణం:
సౌర ఉష్ణ విజ్ఞానశాస్త్రం నీరును వేడి చేయుట, స్పేస్ శీతలీకరణ మరియు ఉష్ణ ప్రక్రియ ఉత్పత్తి కోసం ఉపయోగిస్తారు .
నీటిని వేదిచేయుట:
సౌర వేడి నీటి వ్యవస్థలు వేడి నీటిని చేయుటకు సూర్యకాంతిని ఉపయోగిస్తారు. నీటి వినియోగం 60 నుంచి 70% భౌగోళిక అక్షాంశాల సౌర ఉష్ణ విధానాలు ద్వారా అందించబడుతుంది. ఈత కొలనులలో వేడి చెయ్యటానికి unglazed ప్లాస్టిక్ కలెక్టర్లు (21%) ; సౌర నీటి హీటర్లు అతి సాధారణ రకాల ట్యూబ్ కలెక్టర్లు (44%) మరియు మెరుపు ఫ్లాట్ ప్లేట్ కలెక్టర్లు (34%) సాధారణంగా దేశీయ నీటి వేడి కోసం ఉపయోగిస్తారు . 2007 నాటికి, సౌర వేడి నీటి వ్యవస్థలు మొత్తం సామర్థ్యం సుమారు 154 ఘ్W గా ఉంది.
వీటి వినియోగంలో చైనా అందరి కంటే ఆధిక్యంలో ఉంది. ఇది 2020 నాటికి మరింత మెరుగుపడే అవకాశాలు ఉన్నాయి. ఇజ్రాయిల్ మరియు సైప్రస్ లో వీటిని ఉపయోగించే గృహాలు 90% పైగా ఉన్నాయి.
జలతాపకం
సౌర శక్తి నుండి లబ్ధి పొందటానికి వాడే సాధనాల్లోనీటిని వేడిచెయ్యడం (జలతాపకం) మొట్టమొదటిది. వీటిని నల్ల రంగు పూసిన కాంక్రీట్ లో బిగించి ఉంటారు. నూర్య కిరణాల ఉష్ణాన్ని నలుపు రంగు గ్రహించటమే దీనికి కారణం. ఈ పెట్టెను గాజు పలకతో కప్పి ఉంచుతారు. గొట్టాల్లో ప్రవహించే నీళ్ళు సూర్యతాపం వల్ల బాగా వేడెక్కుతాయి. దీనిని పంప్ చేసి తొట్టిలో నిలవ చేసుకోవచ్చు. ఈ ఏర్పాటును ఇంటి పైకప్పు మీద అమర్చుతారు. ఒక్క ప్లోరిడాలోనే దాదాపు 50,000 ఇళ్ళలో ఇలాంటి వేడి నీటి యేర్పాట్లున్నాయి. ఇజ్రాయిల్ లో అయితే వీటిని గ్రామీణ ప్రాంతాల్లో కూడా విరివిగా ఉపయోగిస్తున్నారు.
హీట్ పంప్
క్లిష్టంగా ఉన్నప్పటికీ జలతాపకం కంటే సమర్థవంతమైన హీట్ పంప్ అనే మరోసాధనం ఉంది. రెఫ్రిజిరేటర్ సిద్ధాంతానికి వ్యతిరేకంగా ఇది పనిచేస్తుంది. వాతావరణం, నేల లేదా నదీ జలాల నుంచి ఈ సాధనం ఉష్ణాన్ని గ్రహిస్తుంది. మరిగే ఉష్ణోగ్రత తక్కువగా ఉండే ద్రవం ఈ ఉష్ణం వల్ల వాయువుగా మారుతుంది. పంప్ సహాయంతో దీనిని సంపీడనము చేసి ద్రవీకారి లోకి పంపిస్తారు. అక్కడ ఇది మళ్లీ ద్రవంగా మారి, ఉష్ణశక్తిని విడుదల చేస్తుంది. హీట్ పంప్ లను వ్యతిరేక దిశలో పనిచేయనిస్తే ఎండాకాలంలో వీటి నుంచి చల్లని గాలిని పొందవచ్చు.
సౌర గృహాలు
సోలార్‌ ఉత్పత్తులు
సోలార్‌ వస్తువుల ధరలు అధికంగా ఉండటంతో చాలామంది ఈ ఉత్పత్తుల వినియోగం పట్ల మొగ్గు చూపట్లేదు. వివిధ రకాల సోలార్‌ ఉత్పత్తులు వచ్చాయి. స్ట్రీట్‌లైట్స్‌, హోం లైటింగ్‌ సిస్టమ్స్‌, వాటర్‌ హీటర్లు, ఇన్వర్టర్లు, ల్యాంపులు లభిస్తున్నాయి.
సోలార్‌ టోపీ ముందుభాగంలో చిన్నపాటి ఫ్యాన్‌ అమర్చి ఉంటుంది. ఎండ వేడికి ఈ ఫ్యాను తిరుగుతూ చల్లటి గాలిని అందిస్తుంది. అపార్ట్‌మెంట్లపై సోలార్‌ ఎనర్జీ ప్లాంటు ఏర్పాటుకు కేంద్ర ప్రభుత్వం 30 శాతం రాయితీ ఇస్తోంది. ఇందుకు సంప్రదాయేతర ఇంధన వనరుల అభివృద్ధి సంస్థ (నెడ్‌క్యాప్‌) కు దరఖాస్తు చేసుకోవాలి. దీని ఆధ్వర్యంలోని ఏజెన్సీల వారు అపార్ట్‌మెంటును పరిశీలించి, ఎన్ని వాట్స్‌ విద్యుత్తు అవసరమన్నది అంచనా వేస్తారు. వారే ప్లాంటును ఏర్పాటు చేస్తారు. ఒక కిలోవాట్‌ సోలార్‌ విద్యుత్తు ప్లాంటు ఏర్పాటుకు రూ. 3 లక్షల వరకు ఖర్చవుతుంది.సోలార్‌ ఎమర్జెన్సీ లైటుని ఎండలో 6 గంటలు ఉంచితే మూడు గంటల పాటు నిరంతరాయంగా బల్బు వెలుగుతుంది. రాత్రి వేళ అకస్మాత్తుగా విద్యుత్తు సరఫరా నిలిచిపోతే వీటిని ల్యాంప్‌లుగా ఉపయోగించుకోవచ్చు. సోలార్‌ హోం లైటింగ్‌ సిస్టంలో నాలుగు బల్బులుంటాయి. వీటికి ఉండే సోలార్‌ ప్యానెల్‌ని డాబామీద నీడలేని ప్రాంతంలో ఉంచాలి. ఇది వేడికి ఛార్జి అవుతుంది. ఇంట్లో నాలుగు గదులుంటే వాటిలో ఒక్కొక్క దానిలో ఒక్కో బల్బును వెలిగించుకోవచ్చు. ఇంటి ఆవరణలో సోలార్‌ వీధి దీపాలను ఒక పోల్‌కి అమర్చి దానిపై సోలార్‌ ప్యానెల్‌ ఉంటుంది. ఎండకు ఛార్జింగ్‌ అవుతుంది. రాత్రి పూట వెలుగులు విరజిమ్ముతుంది.
సోలార్‌ వాటర్‌ హీటర్‌ని శాశ్వతంగా ఇంటి డాబాల మీద ఏర్పాటు చేసుకోవాలి. పగలు ఎండకు నీళ్లు వేడెక్కుతాయి. అలా వేడెక్కిన నీరు 24 గంటల పాటు 60 డిగ్రీల ఉష్ణోగ్రతలో వెచ్చగా ఉంటాయి. మనం ఎప్పుడైనా వీటిని ఉపయోగించుకోవచ్చు. నీరు నిలువ ఉండే ట్యాంకు పైపులైనుకు పఫ్‌ ఏర్పాటు ఉంటుంది. అది నీరు చల్లబడకుండా కాపాడుతుంది. వీటిని ఆపార్ట్‌మెంట్లకు అమర్చుకొంటే విద్యుత్తు వినియోగాన్ని భారీగా ఆదా చేయవచ్చు. సోలార్ పవర్‌ ఇన్వర్టర్ల ద్వారా ఇంట్లో బల్బులు, ఫ్యాన్లు, టీవీ పనిచేస్తాయి. మూడు, నాలుగు గంటల పాటు ఎలాంటి ఇబ్బంది ఉండదు. ఈ సోలార్‌ ప్యానెళ్లు ఎండకు ఛార్జి అయి, విద్యుత్‌ సరఫరా లేని సమయంలో పనిచేస్తాయి.
సోలార్ బైక్
పుణేకు చెందిన ఆయూబ్‌ఖాన్ పఠాన్, ఇమ్రాన్‌ఖాన్ పఠాన్ అనే ఇద్దరు బాబాయ్, అబ్బాయ్‌లు ‘సోలార్ హైబ్రిడ్ ఎకోఫ్రెండ్లీ బైక్’ రూపొందించారు. ఇంధనం అవసరం లేదు.కాలుష్యం ఉండదు. శబ్దమూ రాదు.ఇంటిదగ్గరే ఉన్నప్పుడు దీని విద్యుత్ ను సెల్‌ఫోన్లు, బల్బులు, ఫ్యాన్లు, కంప్యూటర్‌లు, టీవీలకూ ఉపయోగించుకోవచ్చు. మోటారు బైకుకు అమర్చే సోలార్ పీవీ ప్యానెళ్ల సహాయంతో డీ సీ బ్యాటరీ సూర్యరశ్మి ద్వారా విద్యుత్‌ను గ్రహిస్తుంది. దానితో మోటారు బైకు వెనక చక్రానికి అమర్చిన డీసీ మోటారు పనిచేస్తుంది. ఒకసారి బ్యాటరీ చార్జ్ అయితే 50-60 కిలోమీటర్ల దూరం ప్రయాణించవచ్చు. ఎండ బాగా ఉండి, చార్జ్ అవుతున్న బ్యాటరీని మోటార్‌కు అనుసంధానిస్తే ఏకథాటిగా 200-250 కిలోమీటర్లు ప్రయాణించే అవకాశముంది. బ్యాటరీలో విద్యుత్ ఎనిమిది గంటల పాటు నిల్వ ఉంటుంది. బ్యాటరీకి మల్టీపర్పస్ సాచెట్ ఉంటుంది కాబట్టి వర్షాకాలంలో, సూర్యరశ్మి లేనప్పుడు ఇంట్లోని విద్యుత్‌తో చార్జ్‌చేసుకోవచ్చు.ఈ బైకు ధర రూ. 27 వేలు. (సాక్షి25.5.2011)
సౌర విద్యుత్తు

సౌర విద్యుత్తు అనగా సూర్యరశ్మి నుంచి తయారయ్యే విద్యుచ్ఛక్తి.
సంవత్సరం సౌర fluxes మరియు మానవ శక్తి వినియోగం
SOLAR 3,850,000 J
WIND 2,250 J
BIOMASS POTENTIAL 100 - 300 J
PRIMARY ENERGY USE 510 J
ELECTRICITY 62.5 J 
సోలార్ వాహనాలు:
సూర్యరశ్మితో నడిచే కారు తయారు చేయాలని 1980ల నుంచీ ఇంజనీర్లు కృషి చేస్తున్నారు. ప్రతి రెండు సంవత్సరాలకొకసారి వరల్డ్ సోలార్ చాలెంజ్ పేరుతో ఆస్ట్రేలియాలో సూర్యరశ్మితో నడిచే కార్ల రేస్ నిర్వహించబడుతుంది. ఈ పోటీల్లో వివిధ విశ్వవిద్యాలయాల నుంచి, కార్పొరేట్ సంస్థల నుంచి అనేక మంది ఔత్సాహికులు తాము రూపొందించిన కార్లతో పాల్గొంటారు. ఈ పందెం డార్విన్ నుంచి అడిలైడ్ వరకు 3021 కిలోమీటర్ల పాటు సాగుతుంది.
సౌర శక్తి నిల్వ పద్ధతులు:
ఆధునిక శక్తి వ్యవస్థలు సాధారణంగా శక్తి యొక్క నిరంతర లభ్యత ఊహించుకోవటం వలన సౌర శక్తి రాత్రి అందుబాటులో లేదు అందువలన శక్తి నిల్వవుంచడం ముఖ్యమైన విషయం. ఉష్ణ సాంద్రత వ్యవస్థలు రోజువారీ సీజనల్ వ్యవధులు కోసం ఉపయోగకరమైన ఉష్ణోగ్రతల వద్ద వేడి రూపంలో సౌర శక్తి నిల్వ చేయవచ్చు. థర్మల్ నిల్వ వ్యవస్థలు సాధారణంగా నీరు, భూమి మరియు రాతి వంటి అధిక నిర్దిష్ట ఉష్ణ సామర్ధ్యం తయారుగా ఉన్న సామగ్రి ఉపయోగిస్తారు .
మైనము మరియు గ్లాబెర్ యొక్క ఉప్పు వంటి ఫేస్ మార్పు పదార్థాలు ఉష్ణ నిల్వ లకు మరో మాధ్యమం. ఈ పదార్ధాలు అందుబాటులో, చవకగా దొరుకుతాయి. ఇవి దేశీయంగా ఉపయోగకరమైన ఉష్ణోగ్రతలను (సుమారు 64°C) అందిస్తాయి. మొదటి సారిగా "డోవర్ హౌస్" (డోవర్, మసాచుసెట్స్ లో) 1948 లో, ఒక గ్లాబెర్ యొక్క ఉప్పు హీటింగ్ వ్యవస్థను ఉపయోగించింది.

వర్గం:భౌతిక శాస్త్రము
వర్గం:శక్తి వనరులు