यह सब पैसे के बारे में है। प्रतीत होता है कि महान तकनीकी समाधान कभी-कभी विफल क्यों हो सकते हैं

जब मैं छोटा था, तो मैं मानता था कि विज्ञान अकेले किसी भी तकनीकी चुनौती को हल कर सकता है - और जो भी समाधान तकनीकी रूप से सबसे अच्छा होगा, वही जीतेगा। उद्योग में कुछ साल बिताने के बाद ही मुझे एहसास हुआ कि कैसे अर्थशास्त्र, बाजार की ताकतें और प्रतिस्पर्धा समान रूप से महत्वपूर्ण (और कभी-कभी बड़ी) भूमिका निभाती हैं। एक तकनीकी समाधान जो कागज पर उत्कृष्ट प्रतीत हो सकता है, मैंने सीखा, व्यावहारिक कठिनाइयों और खराब समय से खींचा जा सकता है।

नई तकनीक विकसित करने वाले किसी भी व्यक्ति के लिए, परियोजनाओं पर समीक्षा बिंदु निर्धारित करना, बाजार और प्रतिस्पर्धा का लगातार आकलन करना और नियमित रूप से अपनी तकनीक की तत्परता को निष्पक्ष और संतुलित तरीके से देखना महत्वपूर्ण है। मैं ऐसी दर्जनों तकनीकों के बारे में सोच सकता हूँ जो अपेक्षित रूप से सफल नहीं हुईं। लेकिन यहां मैं "सोलर कंसंट्रेटर" फोटोवोल्टाइक्स (सीपीवी) का पता लगाने जा रहा हूं - ऐसे उपकरण जो लेंस या घुमावदार दर्पणों का उपयोग करके बिजली उत्पन्न करते हैं सूरज की रोशनी को छोटे सौर सेल पर केंद्रित करें.

इसी दौरान मुझे यह विषय याद आया दुनिया के सबसे कुशल सौर सेल के बारे में लिख रहा हूँ, जिसे 2019 में यूएस नेशनल रिन्यूएबल एनर्जी लेबोरेटरी में विकसित किया गया था। यह एक सीपीवी उपकरण है और 47.1 सूर्यों द्वारा प्रकाशित होने पर इसकी रिकॉर्ड-ब्रेकिंग दक्षता 143% है। देखने में यह डिवाइस आश्चर्यजनक लगता है क्योंकि आज के सिलिकॉन फोटोवोल्टिक (पीवी) फ्लैट पैनल की दक्षता केवल 22% है।

कंसंट्रेटर फोटोवोल्टाइक्स, जिसे एक बार अगली बड़ी चीज के रूप में जाना जाता था, रास्ते से क्यों गिर गया?

ज़रूर, अधिकांश सीपीवी इंस्टॉलेशन प्रभावशाली और भविष्यवादी दिखते हैं, लेकिन फ्लैट-पैनल सिलिकॉन पीवी की कीमत में इतनी गिरावट आई है कि 2017 के बाद से सीपीवी को तैनात करने का प्रयास लगभग रुक गया है (भले ही उन पर शोध जारी रहा हो)। क्या यही कारण है कि सीपीवी, जिसे कभी अगली बड़ी चीज के रूप में जाना जाता था, रास्ते से हट गया है?

बाजार की ताकतें

मध्य पूर्व तेल प्रतिबंध के झटके के बाद 1970 के दशक के मध्य में सीपीवी में अनुसंधान शुरू हुआ (कार्यक्रम फोटोवोल्ट। रेस. आवेदन 8 93). अधिकांश काम न्यू मैक्सिको में सैंडिया नेशनल लेबोरेटरीज में हुआ, पहली प्रणाली जिसमें एक ऐक्रेलिक फ्रेस्नेल लेंस शामिल था, जो सिलिकॉन पीवी कोशिकाओं पर सूर्य के प्रकाश को केंद्रित करता था। कोशिकाओं को गर्म होने और दक्षता खोने से रोकने के लिए पानी से ठंडा किया गया था; उन्होंने एक ट्रैकिंग सिस्टम का भी इस्तेमाल किया ताकि वे हमेशा सूर्य का सामना करें।

मोटोरोला और बोइंग से लेकर जीई और आरसीए तक हर किसी के द्वारा विकसित सीपीवी सिस्टम के साथ अन्य कंपनियों ने जल्दी से अपना हाथ आजमाया। इस प्रारंभिक कार्य से कई सफल बड़े पैमाने की प्रदर्शन परियोजनाएँ सामने आईं, विशेष रूप से सऊदी अरब में 350 kW Solaras परियोजना और ऑस्टिन, टेक्सास में 300 kW Entech प्रणाली। पूर्व वाला 1981 से 15 वर्षों तक लगातार चला और सीपीवी की व्यावहारिकताओं और परिचालन लागतों में मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान की।

हालांकि, 1980 के दशक की शुरुआत में, ऊर्जा संकट की तात्कालिकता समाप्त होने के कारण काम ठप हो गया। तेल और प्राकृतिक गैस के उम्मीद से कहीं अधिक प्रचुर मात्रा में साबित होने के साथ, इन ईंधनों की लागत में गिरावट आई है। इसलिए एक बार जब सीपीवी के लिए अमेरिकी संघीय निधि दुर्लभ हो गई, तो अधिकांश प्रतिभागियों ने इसे छोड़ दिया। अनुसंधान को वापस बढ़ाया गया, हालांकि कुछ समर्पित लोगों ने सपने का पीछा करना जारी रखा।

कम प्राकृतिक गैस की कीमतों या राजनीतिक इच्छाशक्ति की कमी पर सीपीवी में रुचि के नुकसान को दोष देना आसान था। लेकिन सबसे बड़ी समस्या यह थी कि सीपीवी सिस्टम नहीं बिके। नियमित, फ्लैट सिलिकॉन सौर पीवी पैनल, इसके विपरीत, सैकड़ों अनुप्रयोग हैं, नेविगेशन से लेकर दूरसंचार तक। वे अविश्वसनीय रूप से विश्वसनीय हैं, चलती भागों की कमी है, और बहुत कम रखरखाव की आवश्यकता है।

सौर पीवी विकासशील देशों में लोगों के लिए विशेष रूप से उपयोगी हैं, जो अब उनका उपयोग प्रकाश व्यवस्था, प्रशीतन और जल पम्पिंग के लिए करते हैं - खासकर यदि दूरस्थ क्षेत्रों में जहां बिजली के अन्य स्रोत उपलब्ध नहीं हैं। सीधे शब्दों में कहें तो इनमें से कोई भी एप्लिकेशन सीपीवी के लिए विशेष रूप से उपयुक्त नहीं है, जो केवल 100 किलोवाट से बड़े प्रतिष्ठानों के लिए लागत प्रभावी थे।

एक नई सुबह?

सीपीवी के लिए बाजार ने 2000 के दशक की शुरुआत में उच्च दक्षता वाले "टेंडेम" मल्टी-जंक्शन सीपीवी के विकास के बाद सुधार किया, जो गैलियम आर्सेनाइड जैसे III-V सेमीकंडक्टर के साथ सिलिकॉन को जोड़ती है। वास्तव में, इस तरह के उपकरणों का उपयोग करके 2010 से दुनिया भर में विभिन्न बहु-मेगावाट सीपीवी परियोजनाओं को चालू किया गया है। आधुनिक वाणिज्यिक प्रणालियों की क्षमता 42% तक है और अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी को लगता है कि यह 50 के मध्य तक 2020% तक बढ़ सकती है।

और फिर भी ये बेहतर सीपीवी भी सही नहीं हैं, सक्रिय ट्रैकिंग सिस्टम की जरूरत है ताकि वे हमेशा सूर्य के साथ-साथ विशेष शीतलन का सामना कर सकें। अतिरिक्त दक्षता के लिए यह बहुत अधिक जटिलता है। क्या अधिक है, कोशिकाएं धुंधली या प्रदूषित स्थितियों में भी काम नहीं करती हैं क्योंकि स्पेक्ट्रम वर्णक्रमीय रूप से "ट्यून" कोशिकाओं से मेल नहीं खाता है। बादल भरे दिन एक और समस्या है क्योंकि सूरज की रोशनी पर्याप्त रूप से केंद्रित नहीं होती है।

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मल्टी-जंक्शन पीवी सिस्टम की ये सीमाएं उनके बिजली उत्पादन को कम करती हैं और उच्च पूंजी लागत और रखरखाव बिलों के साथ अर्थशास्त्र को प्रभावित करती हैं। यह देखना कठिन है कि वे सौर पीवी पैनलों में कैसे सुधार कर सकते हैं, जिसकी कीमत 82 और 2010 के बीच 2019% तक गिर गई है, के अनुसार अंतर्राष्ट्रीय अक्षय ऊर्जा एजेंसी.

फ्लैट-पैनल सोलर पीवी की लागत में गिरावट ज्यादातर बड़े पैमाने की अर्थव्यवस्थाओं द्वारा संचालित की गई है, लेकिन चीनी सरकार ने भी एक भूमिका निभाई है। अपने सौर पीवी उद्योग को भारी सब्सिडी देकर, कुछ ने तर्क दिया है कि चीन अमेरिका और यूरोप में सौर पैनलों को बनाने और शिप करने की लागत से कम कीमत पर बेचने में सक्षम रहा है। "डंपिंग" के रूप में जाना जाता है, इस अभ्यास ने प्रतिस्पर्धियों को बाहर कर दिया है और चीनी आपूर्तिकर्ताओं को बाजार को घेरने की अनुमति दी है।

अर्थशास्त्र अब फ्लैट-पैनल सौर पीवी का इतनी मजबूती से समर्थन कर रहा है, सीपीवी उद्योग के लिए निकट-अवधि का दृष्टिकोण फीका पड़ गया है। Suncore, Soitec, Amonix और SolFocus सहित कई सबसे बड़ी CPV निर्माण सुविधाओं ने परिचालन बंद कर दिया है। फ्लैट-पैनल सौर पीवी, कम कुशल होने के बावजूद, सरल अर्थशास्त्र के कारण दिन जीत गए हैं।

वैसे, सबकुछ नष्ट नहीं हुआ है। शायद सौर सांद्रक प्रौद्योगिकी के लिए एक दूसरा स्वर्ण युग तरल पदार्थ को गर्म करने के लिए केंद्रित ऊर्जा का उपयोग करने वाले कार्डों पर है, जब सूर्य चमक नहीं रहा है तो संग्रहित गर्मी बिजली में परिवर्तित हो जाती है। यह एक आकर्षक संभावना है कि मैं अगले महीने चर्चा करूंगा।

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• स्रोत: https://physicsworld.com/a/its-all-about-the-money-why-seemingly-great-technological-solutions-can-sometimes-fail/