सतत कृषि के लिए सौर ऊर्जा

सौर ऊर्जा नवीकरणीय ऊर्जा उद्योग में एक अग्रणी प्रवृत्ति बनती जा रही है, खासकर इसलिए क्योंकि प्रौद्योगिकी की लागत में तेजी से गिरावट आ रही है और नवीकरणीय ऊर्जा की ओर बदलाव दुनिया भर में फैल रहा है।

Báo Nhân dân•30/11/2025

दाऊ टिएंग सौर ऊर्जा संयंत्र, ताई निन्ह प्रांत। (फोटो: मिन्ह फुओंग)

सौर ऊर्जा नवीकरणीय ऊर्जा उद्योग में एक प्रमुख प्रवृत्ति बनती जा रही है, खासकर प्रौद्योगिकी की लागत में भारी गिरावट और नवीकरणीय ऊर्जा की ओर वैश्विक स्तर पर हो रहे बदलाव के कारण। मानव आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए सौर ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करने के सबसे सामान्य तरीकों में से एक सौर पैनलों का उपयोग करना है।

हालांकि, विशेषज्ञों के अनुसार, विश्व स्तर पर सौर ऊर्जा संयंत्रों का विकास पर्यावरण और भूमि संसाधनों के संबंध में महत्वपूर्ण सीमाएं उजागर कर रहा है। फोटोवोल्टिक उत्पादन प्रक्रिया में हाइड्रोक्लोरिक एसिड, सल्फ्यूरिक एसिड, नाइट्रिक एसिड और हाइड्रोजन फ्लोराइड जैसे जहरीले रसायनों का उपयोग होता है, जो स्वास्थ्य के लिए खतरा पैदा कर सकते हैं, खासकर उत्पादन श्रमिकों के लिए। संयुक्त राज्य अमेरिका के ऊर्जा अनुसंधान संस्थान (आईईआर) की एक रिपोर्ट बताती है कि सौर पैनल समान इकाई ऊर्जा आपूर्ति के लिए परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की तुलना में 300 गुना अधिक खतरनाक अपशिष्ट उत्पन्न करते हैं। सीसा, क्रोमियम और कैडमियम जैसी भारी धातुओं का उपयोग करने वाले सौर पैनलों को कुचलकर मिट्टी में गाड़ने पर वे मिट्टी के पर्यावरण को नुकसान पहुंचा सकते हैं।

इसके अलावा, बड़े आकार के सौर पैनल बहुत अधिक जगह घेरते हैं, जिससे नीचे की वनस्पति का विकास बाधित होता है और ये क्षेत्र बंजर भूमि में बदल जाते हैं।

वियतनाम में, विशेष रूप से निन्ह थुआन में, जिसे देश की "सौर ऊर्जा राजधानी" माना जाता है, हाल के वर्षों में सौर ऊर्जा का तेजी से विकास हुआ है। यह उछाल तीव्र आर्थिक विकास, उच्च ऊर्जा मांग और प्रौद्योगिकी लागत में भारी कमी के कारण हुआ है। हालांकि, बड़े पैमाने पर सौर ऊर्जा परियोजनाएं बड़ी मात्रा में भूमि का उपयोग कर रही हैं, जिससे पर्यावरण पर दबाव पड़ रहा है। अधिकांश परियोजनाओं में सौर पैनलों के जीवनकाल समाप्त होने पर उनके निपटान की कोई योजना नहीं है, जबकि इन उपकरणों में ऐसे पदार्थ और भारी धातुएं होती हैं जो पारंपरिक लैंडफिल विधियों के माध्यम से निपटान किए जाने पर प्रदूषण का कारण बन सकती हैं।

विश्वभर में, कई शोध समूहों ने केंद्रित सौर ऊर्जा तकनीक का उपयोग करके समतल-पैनल सौर ऊर्जा की सीमाओं को दूर करने का प्रयास किया है। यह तकनीक सूर्य के प्रकाश को एक छोटे से क्षेत्र में केंद्रित करती है, जिससे आवश्यक फोटोवोल्टिक सेल की संख्या में काफी कमी आती है। चीन के वैज्ञानिकों के एक समूह ने सूर्य के प्रकाश के घटकों को अलग करने वाला एक मॉडल प्रस्तावित किया, जिसमें लाल और नीले प्रकाश का उपयोग कृषि के लिए किया जाता है और शेष को बिजली में परिवर्तित किया जाता है। हालांकि, यह मॉडल बहुत महंगा है क्योंकि इसमें प्रकाश को अलग करने के लिए महंगी नैनो-ऑप्टिकल फिल्मों का उपयोग करना पड़ता है, इसकी टिकाऊपन कम है और फोकस करने की क्षमता केवल कुछ दस गुना है, जिससे यह तकनीक केवल प्रयोगशाला उपयोग के लिए ही उपयुक्त है।

हाल ही में, फेनिका विश्वविद्यालय के लेखकों की एक टीम ने राष्ट्रीय विज्ञान और प्रौद्योगिकी विकास कोष (नाफोस्टेड) द्वारा वित्त पोषित परियोजना "केंद्रित सौर ऊर्जा प्रौद्योगिकी पर आधारित पर्यावरण के अनुकूल फोटोवोल्टिक-कृषि प्रणाली का अनुसंधान, डिजाइन और निर्माण" को लागू करने के बाद एक नया दृष्टिकोण विकसित किया है जो उपर्युक्त कमियों को दूर करता है और व्यावहारिक परिस्थितियों के लिए उपयुक्त है।

परियोजना प्रमुख, एसोसिएट प्रोफेसर वू न्गोक हाई ने बताया कि सीधी रेखा में अभिसरण उत्पन्न करने के लिए परवलयिक गर्त का उपयोग करने के बजाय, शोध दल ने फ्रेस्नेल लेंस का उपयोग करना शुरू कर दिया है। फ्रेस्नेल लेंस एक पतला, हल्का, सस्ता और प्रकाश को सैकड़ों गुना तक अभिसरण गुणांक के साथ एक छोटे बिंदु पर केंद्रित करने में सक्षम ऑप्टिकल घटक है। प्रकाश को इतनी तीव्रता से संपीड़ित करने पर, आवश्यक फोटोवोल्टिक सेल का क्षेत्रफल सैकड़ों गुना कम हो जाता है, जिसका अर्थ है कम सामग्री, कम विषैले रसायन, कम अपशिष्ट और कम लागत। यह फ्रेस्नेल लेंस भी इस परियोजना के माध्यम से टीम का आविष्कार है।

एसोसिएट प्रोफेसर वू न्गोक हाई ने आगे बताया कि अभिसरण बिंदु पर, शोध दल ने प्राकृतिक प्रकाश के घटकों को अलग करने के लिए एक अर्ध-परावर्तक दर्पण लगाया। लाल और नीला प्रकाश (प्रकाश के दो क्षेत्र जिन्हें पौधे प्रबलता से अवशोषित करते हैं) दर्पण से होकर वृद्धि क्षेत्र तक पहुँचते हैं। शेष प्रकाश, विशेष रूप से अवरक्त क्षेत्र जिसमें प्रचुर मात्रा में ऊष्मीय ऊर्जा होती है, वापस परावर्तित होकर उच्च-दक्षता वाले सौर पैनल पर केंद्रित हो जाता है। प्रकाश घटकों को एक छोटे से बिंदु पर अलग करने से फ़िल्टर कोटिंग के लिए आवश्यक सतह क्षेत्र 25-30 गुना कम हो जाता है, जिससे अधिक टिकाऊ, सस्ते और औद्योगिक रूप से उत्पादित कोटिंग तकनीकों का उपयोग संभव हो पाता है। यह विश्व स्तर पर मौजूदा तकनीकों की तुलना में एक महत्वपूर्ण सुधार है।

अलग-अलग लाल और नीले प्रकाश स्रोतों को ऑप्टिकल फाइबर में भेजा जाता है और ऑप्टिकल संरचनाओं का उपयोग करके उन्हें पुनः वितरित किया जाता है। इससे पौधों को समान रूप से प्रकाश मिलता है, छाया नहीं पड़ती और दूर-दूर लगे सौर पैनलों या ग्रीनहाउस की छतों पर लगे पैनलों की तुलना में उपज में कमी नहीं आती। उच्च ऊर्जा वाले परावर्तित प्रकाश को पारंपरिक फ्लैट पैनल तकनीक की तुलना में अधिक दक्षता के साथ विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है।

शोध दल के अनुसार, यह तकनीक वियतनाम में कृषि-फोटोवोल्टिक प्रणालियों में संभावित अनुप्रयोगों के द्वार खोलती है, विशेष रूप से उच्च विकिरण तीव्रता वाले क्षेत्रों में जहां बिजली उत्पादन को फसल उत्पादन के साथ संयोजित करने की आवश्यकता है। अगले चरण में, शोध दल का लक्ष्य इस प्रणाली को और अधिक पूर्ण स्तर तक विकसित करना है ताकि इसके व्यावहारिक अनुप्रयोग का मूल्यांकन किया जा सके और देश में व्यवसायों और कृषि-फोटोवोल्टिक प्रणालियों को यह तकनीक हस्तांतरित की जा सके।

विस्तार सुनिश्चित करने के लिए, टीम ने दक्षिण कोरिया के म्योंगजी विश्वविद्यालय के साथ सहयोग किया - जो प्रकाशिकी, सामग्री और नवीकरणीय ऊर्जा में विशेषज्ञता रखने वाला संस्थान है - ताकि प्रयोगात्मक उपयोग के लिए एक पूर्ण प्रोटोटाइप प्रणाली का संयुक्त रूप से विकास किया जा सके। इस सहयोग से टीम को विभिन्न पर्यावरणीय परिस्थितियों में प्रदर्शन माप करने की अनुमति मिली, जिसमें दक्षिण कोरिया के हनोई की उष्णकटिबंधीय जलवायु और सियोल की समशीतोष्ण जलवायु शामिल है। उन्होंने फ्रेस्नेल लेंस और ऑप्टिकल फिल्टर की मजबूती का मूल्यांकन किया और पौधों पर प्रकाश वितरण की स्थिरता को सत्यापित किया। प्रारंभिक परीक्षण परिणामों से पता चला कि समान विकिरण स्थितियों में यह प्रणाली पारंपरिक फ्लैट-पैनल मॉडल की तुलना में उच्च ऊर्जा रूपांतरण दक्षता प्रदान करती है, साथ ही पौधों की वृद्धि के लिए पर्याप्त लाल-हरा स्पेक्ट्रम प्रदान करती है, स्थानीय छायांकन से बचाती है और उपज को कम नहीं करती है। इस सहयोगात्मक कार्यक्रम की प्रारंभिक सफलताओं को Q1-रैंक वाले अंतरराष्ट्रीय जर्नल प्लॉस वन में प्रकाशित किया गया था।

राष्ट्रीय विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विकास कोष के प्रतिनिधियों के अनुसार, यह शोध परियोजना न केवल अगली पीढ़ी की फोटोवोल्टिक-कृषि प्रौद्योगिकी की व्यवहार्यता को प्रदर्शित करती है, बल्कि वियतनाम के लिए सतत कृषि हेतु केंद्रित सौर ऊर्जा प्रौद्योगिकी रखने वाले देशों के समूह में शामिल होने के अपार अवसर भी खोलती है। 2025-2027 की अवधि में ऑप्टिकल सामग्रियों को और अधिक अनुकूलित करने, लागत कम करने और बड़े पैमाने पर प्रोटोटाइप बनाने के उद्देश्य से, यह उम्मीद की जाती है कि यह प्रणाली क्षेत्र परीक्षणों तक पहुंचेगी, व्यवसायों को हस्तांतरित की जाएगी और वियतनाम के हरित कृषि, चक्रीय अर्थव्यवस्था और नवीकरणीय ऊर्जा के लक्ष्यों में प्रत्यक्ष योगदान देगी।

बर्फीली रोशनी

स्रोत: https://nhandan.vn/dien-mat-troi-cho-nong-nghiep-ben-vung-post926876.html