सौर ऊर्जा

सूर्य हा ऊर्जेचा मुख्य स्रोत आहे

 सूर्य हा ऊर्जेचा मुख्य स्रोत आहे. सौर ऊर्जा घेण्यासाठी घरात कुठल्याही प्रकारचा मीटर बसवावा लागत नाही व कुठलेही बिल भरावे लागत नाही. मोठ्या प्रमाणात सूर्याची ऊर्जा उपलब्ध असून त्याची जाणीव ग्रामीण भागातील लोकांना नाही. उलट स्वयंपाक करण्यासाठी लोक निसर्गातील झाडांची तोड करून घरे भरून ठेवतात. प्रतिवर्षी असे करून एकीकडे पर्यावरणाचा ह्रास तर दुसरीकडे वाढते प्रदूषण. परंतु यावर लोक फारसा विचार करत नाहीत. म्हणून जर सर्वच लोकांनी सूर्यापासून मोफत मिळणाऱ्या ऊर्जेचा वापर करून दैनंदीन जीवन जगण्याची शपथ घेतली तर कालानुरूप लोकांमध्ये बदल घडण्यास वेळ लागणार नाही. सौर कुकर व सौर बंब, सौर दिवे यांचा जर लोकांनी वापर करावयास सुरुवात केली तर आपल्या निसर्गात असलेले पर्यावरण धोक्यात येणार नाही व प्रदूषणाला देखील आळा बसेल व संपूर्ण मानवी जीवन सुखमय होऊन जाईल यासाठी मानव जातीचे पाऊल आपोआप उचलले जाईल.

सौर उर्जेचे महत्व

विद्युत ऊर्जा, पवन ऊर्जा या महागड्या दारात मिळणाऱ्या ऊर्जा आहेत. परंतु सौर ऊर्जा मिळवण्यासाठी पैसे मोजावे लागत नाहीत. दिवसातील १२ तास सौर ऊर्जा आपल्या बरोबरच असते. उरलेल्या १२ तासांसाठी आपण सौर ऊर्जेची साठवण करून रात्रीच्या वेळी उपयोगात आणू शकतो यासाठी खर्च सुद्धा अल्पप्रमाणात येतो. विद्युत ऊर्जा जेव्हा अतिशय महत्त्वाची असते. त्या दिवशी मिळत नाही. परंतु सुर्यापासून मिळणारी ऊर्जा आपला दिवस व वेळ बदलत नाही. म्हणून बदलत्या काळानुसार आपण जास्तीत जास्त प्रमाणत सौर ऊर्जेचा वापर केला पाहिजे. सौर ऊर्जेवर चालणाऱ्या उपकरणांचा वापर करण्यास शिकले पाहिजे.

सौर ऊर्जाही सूर्याकडून प्रेषित होणारीचुंबकीय प्रारणाच्या (तरंगांच्या) रूपातील ऊर्जा आहे. सूर्याकडून उत्सर्जित होणारे विद्युत् चुंबकीय प्रारण आणि इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन व अधिक विरल जड अणुकेंद्रे म्हणजे सौर प्रारण होय. हे प्रारण उष्णतानिर्मिती करणारे, रासायनिक विक्रिया घडविणारे किंवा विद्युत् (वीज) निर्माण करणारे आहे. सूर्य हा अतिशय शक्तिशाली ऊर्जास्रोत आहे आणि सौर प्रारण हा पृथ्वीवर येणारा सर्वांत मोठा ऊर्जास्रोत आहे. तथापि, प्रत्यक्षात त्याची पृथ्वीच्या  पृष्ठभागावरील तीव्रता पुष्कळच कमी असते. पृथ्वीकडे येणार्‍यासूर्यप्रकाशापैकी सु. ५४ टक्क्यांपर्यंतचावातावरण, त्यातील ढग व धूलिकण यांच्याकडून शोषला जातो वा प्रकिर्णित होतो (विखुरला जातो). सूर्यप्रकाशाची भूपृष्ठावरील तीव्रता कमी होण्याचे हे एक प्रमुख कारण आहे. असे असले, तरी विसाव्या शतकाच्या उत्तरार्धानंतर ऊर्जास्रोत म्हणून सौर ऊर्जा वाढत्या प्रमाणात आकर्षक ठरली. कारण तिचान संपणारा आहे आणि या ऊर्जेनेहोत नाही. याचादगडी कोळसा,तेल, नैसर्गिक वायू यांसारख्याइंधनांच्या तुलनेत सौर ऊर्जा अधिक सुरक्षित व खात्रीशीर ऊर्जा आहे.

पृथ्वीच्या वातावरणाच्या वरच्या भागाला दरवर्षी सौर प्रारणाची सु. १.५ X १०२१ वॉट-तास (औष्णिक)मिळते. ही ऊर्जा पृथ्वीवर माणसे वापरत असलेल्या एकूण ऊर्जेच्या तुलनेत अगदी प्रचंड म्हणजे २३,००० पटींहून जास्त आहे. सूर्यापासून एकूण सु. ३.९ X १०२०  मेवॉ. ऊर्जा उत्सर्जित होते व तिच्यापैकी केवळ दोन अब्जांश भागाएवढी ऊर्जा पृथ्वीच्या वातावरणाच्या वरच्या भागात पोहोचते.


सर्वसाधारणपणे पृथ्वीच्या पृष्ठभागी पाहता येण्यासारख्या सौर प्रारणाला सूर्यप्रकाश म्हणतात. सूर्याच्या अंतरंगात व पृष्ठभागावर घडणाऱ्या प्रक्रियांमधून सूर्यप्रकाशासह सौर प्रारण (तरंगरुपातील ऊर्जा) उत्सर्जित होत असते. क्ष-किरण, जंबुपार व अवरक्त किरण तसेच रेडिओ तरंग या रुपांतही सौर ऊर्जा उत्सर्जित होत असते. येथे मुख्यतः दृश्यरुप व इतर काही किरणांची माहिती दिली आहे. कारण याच रुपांत बहुतेक सौर ऊर्जा पृथ्वीवर पोहोचते. पृथ्वीवरील प्राणी, वनस्पती व सूक्ष्मजीव ही सर्व जीवसृष्टी, तसेच पाऊस, वारा, उन्हाळा, हिवाळा, दिवस व रात्र, चंद्रप्रकाश इत्यादींना सौर ऊर्जा कारणीभूत असते. यांशिवाय पवनऊर्जा, दगडी कोळसा व खनिज तेल यांच्यापासून मिळणारी ऊर्जाही अप्रत्यक्षपणे अखेरीस सौर ऊर्जा असते. विद्युत् घटमाला, तापन यंत्रे इत्यादींतही सूर्यप्रकाशाचा प्रत्यक्ष उपयोग होतो.
वातावरणीय प्रवासामध्ये सौर प्रारणाचे वातावरणातील विविध घटकांद्वारे शोषण होते. सौर प्रारण हवेचे रेणू व धूलिकण यांच्यामुळे प्रकीर्णितही होते म्हणजे विखुरले जाते. निळ्या रंगासारख्या प्रकाशाच्या लघू तरंगलांब्या दीर्घतर तांबड्या तरंगलांब्यांपेक्षा अधिक सहजपणे प्रकीर्णित होतात. यामुळे दिवसातील विविध वेळी आकाशाच्या रंगांत बदल होतात. सूर्य अगदी माथ्यावर असताना त्याचे प्रारण त्याच्या आड येणाऱ्या वातावरणातून जवळजवळ ऊर्ध्व (उभ्या) दिशेत जाते. त्याचा हा मार्ग सर्वांत कमी लांबीचा असल्याने प्रारणाची हवेतील कमी रेणूंशी व कमी धूलिकणांशी गाठ पडते. सूर्य क्षितिजालगत असताना त्याची प्रकाशकिरणे वातावरणात अधिक दीर्घ अंतर कापतात, त्यामुळे त्यांची वरीलपेक्षा अधिक धूलिकणांशी व हवेच्या रेणूंशी गाठ पडते. या दीर्घतर प्रवासात प्रकाशाच्या प्रमुख निळ्या तरंगलांब्यांचे प्रकीर्णन होते व त्या अडविल्या जातात. यामुळे दीर्घतर व अडविल्या न गेलेल्या तांबड्या तरंगलांब्यांची किरणे पृथ्वीवर पोहोचतात. त्यांच्यामुळे पहाटे व सायंकाळी आकाशाला तांबड्या रंगछटा प्राप्त होतात.
ओझोन वायू सौर प्रारणाचे प्रभावी रीतीने शोषण करतो. त्याच्यामुळे १०–१५ किमी. उंचीवर प्रकाशरासायनिक प्रक्रिया होऊन ०·३ म्यूमी.पेक्षा कमी लांबीचे बहुतेक तरंग गाळून व वगळून टाकले जातात. यापेक्षा दीर्घतर तरंगलांब्यांच्या बाबतीत जलबाष्प हे शोषक म्हणून एवढेच महत्त्वाचे आहे. अवरक्त पल्ल्यातील तरंगलांब्यांच्या बाबतीत कार्बन डाय-ऑक्साइड वायू हा द्वितीयक वा गौण शोषक आहे. या दोन्हींमुळे १ म्यूमी.पेक्षा दीर्घतर तरंगलांब्यांची पुष्कळशी सौर ऊर्जा गाळून काढून टाकली जाते.

सूर्य

सूर्य सु. ५,७५०० से. तापमानाच्या आपल्या प्रकाशदायी भागातून दर सेकंदाला ३·७९ X १०^३३ अर्ग एवढी किरणांच्या रुपातील ऊर्जा सतत उत्सर्जित करीत असतो. यांपैकी पाच दश-अब्जांश एवढा ऊर्जेचा भाग पृथ्वीकडे येतो. सौर ऊर्जेचे पृथ्वीवरील वाटप पुढील गोष्टींवर अवलंबून असते. पृथ्वीचा अक्ष तिच्या भ्रमणपृष्ठाशी ६६·५ अंशाचा कोन करतो, यामुळे दिवसाची लांबी व मिळणारी सौर ऊर्जा बदलते. पृथ्वी गोलाकार असल्याने पृथ्वीवर सर्वत्र सूर्यकिरण लंबरुप पडत नाहीत. अक्षांशानुसार ते कमीतकमी तिर्यक् कोन करतात आणि त्याप्रमाणात तेथे मिळणारी सौर ऊर्जा कमी होते. हा तिर्यक् कोन जमिनीचा चढ-उतार व दिवसातील तासांप्रमाणे बदलतो.
सूर्यापासून येणारी सौर ऊर्जा भूपृष्ठापर्यंत पोहोचत नाही. कारण तिचा बराच भाग पृथ्वीच्या वातावरणात परावर्तित होतो वा प्रकीर्णित होतो म्हणजे विखुरला जातो. वातावरणातील जलबाष्प, ढग, पावसाचे थेंब व हिम हे प्रकाशाचे चांगले परावर्तक आहेत, तर वातावरणातील अणू, रेणू वा धूलिकण यांच्यामुळेही प्रकाश विखुरला जातो. यांशिवाय २० ते ४० % सौर प्रारण वातावरणात शोषले जाते. ते मुख्यतः जलबाष्प, तसेच आयन व ओझोन थरांत शोषले जाते. ऋतुमान व दिनमान यांच्यावर या शोषणाचे प्रमाण अवलंबून असते. याचा अर्थ पृथ्वीवर पडणारा सूर्यप्रकाश सर्व ऋतूंमध्ये व सर्व वेळी एकसारखा नसतो. ही सौर ऊर्जा मोजण्यासाठी एक स्थिरांक वापरतात, त्याला सौरांक म्हणतात. सौरांकाची व्याख्या पुढीलप्रमाणे केली आहे : वातावरणात सूर्यप्रकाशाचे व पर्यायाने उष्णतेचे शोषण होत नाही किंवा पृथ्वीचे वातावरण अस्तित्वातच नाही असे गृहीत धरुन, लंब दिशेत असलेल्या व सूर्यापासून १ ज्यो. ए. अंतरावर (सूर्य व पृथ्वी यांमधील सरासरी अंतरावर) असलेल्या १ चौ. सेंमी. क्षेत्रावर दर मिनिटाला पडणाऱ्या सौर ऊर्जेला सौरांक म्हणतात. तो सर्वसाधारणपणे दर चौ. सेंमी.ला ०·१४० वॉट असतो. सूर्याच्या बदलत्या किरणोत्सर्गामुळे (अतिशय भेदक किरण वा कण यांच्या उत्सर्जनामुळे) सौरांक कमी-जास्त होतो. [उष्णता प्रारण].
>केवळ दृश्य सूर्यप्रकाश मोजावयाचा असल्यास साधा प्रकाशमापक वापरतात [प्रकाशमापन]. सूर्यप्रकाशाच्या इतर विभागांतील किरणांचे मापन करण्यासाठी प्रकाशविद्युत् घटमालेचा वापर करतात. अवरक्त किरणांचे मापन बहुधा विद्युत् रोध किरणमापकाने करतात. यात अवरक्त किरणांच्या उष्णतेमुळे विद्युत् रोधात होणारा बदल मोजतात. विशिष्ट रंगाच्या किरणांचे मापन करण्यासाठी वर्णपटदर्शक वापरतात. कँबेल-स्टोक सूर्यप्रकाशलेखक व मार्विन सूर्यप्रकाशलेखक या मापकांनी सूर्यप्रकाशाची तीव्रता ठराविक मर्यादेच्या वर किती काळ होती, ते समजते. मात्र यांनी सौर ऊर्जेचे प्रत्यक्ष मापन करता येत नाही

एप्ली सौरतापमापक

एप्ली सौरतापमापकाने सूर्यप्रकाश भूपृष्ठावर किती वेळ पडला तो काळ व सूर्यप्रकाशाची तीव्रताही मोजतात. या मापकात समान क्षेत्रफळ असलेली चांदीची दोन वर्तुळाकार संकेंद्री कडी एका गोल काचफुग्यात क्षितिजसमांतर ठेवलेली असतात. हा फुगा हवा व जलबाष्प यांपासून संरक्षित केलेला असतो. एक कडे काजळी लावून काळे व दुसरे मॅग्नेशियम ऑक्साइड लावून पांढरे केलेले असते. ही कडी तपचितीला व तापमान वा प्रारणिक ऊर्जा मापकाला जोडलेली असतात. सूर्यप्रकाशाने पांढऱ्या कड्यापेक्षा काळे कडे अधिक तापते. तापमानांतील या फरकामुळे विद्युत् चालक प्रेरणा निर्माण होते. ही प्रेरणा जवळजवळ सूर्यप्रकाशाच्या तीव्रतेच्या प्रमाणात असते. ही विद्युत् चालक प्रेरणा स्वयंचलित रीतीने आपोआप मोजली व नोंदली जाते. अशा रीतीने सूर्यप्रकाशाचा कालावधी व त्याची तीव्रता यांची या मापकावर अखंडपणे नोंद होते. या मापकाने जंबुपार व अवरक्त प्रारणांचे मापन कमी प्रमाणात केले जाते.

स्त्रोत : मराठी विश्वकोश (महाराष्ट्र राज्य मराठी विश्वकोश निर्मिती मंडळ)

काळाची गरज उर्जाबचत 

 पाणी व उर्जा ह्या मानवी जीवनाच्या अविभाज्य गरजा आहेत. त्याचा जपून व बचत सदृश्य उपयोगच मानव प्राण्यांना तारणार आहे.  राज्याच्या महाराष्ट्र उर्जा विकास अभिकरण अर्थात महाऊर्जा या संस्थेतर्फे जिल्ह्या-जिल्ह्यात उर्जा निर्मिती, उर्जा साधनांचा वापर व त्यासाठी अनुदान योजना, उर्जास्त्रोत निर्मितीच्या ठिकाणांचा शोध, निरीक्षण आदी योजना राबविल्या जातात.

आदिवासी उपयोजना क्षेत्रातील आश्रमशाळा, वसतीगृहे, ग्रामीण रुग्णालये इत्यादी ठिकाणी पवन व सौर सयंत्र आस्थापित करण्याची योजना महाऊर्जा मार्फत राबविली जाते. अशा ठिकाणी तांत्रिकदृष्टया सर्वेक्षण करुन ही योजना अनुदानावर राबविण्यात येत आहे. त्याचप्रमाणे आदिवासी क्षेत्राबाहेरील शासकीय आश्रमशाळामध्ये सौर प्रकाशीय साधने अनुदानावर आस्थापित केली जातात.

सौर घरगुती दीप योजना

राज्यातील ग्रामीण व दुर्गम भागात जेथे पारंपारिक पध्दतीने वीजेचा वापर करणे खर्चिक आहे किंवा भारनियमानामुळे वीजेचा पुरवठा खंडीत स्वरुपात उपलब्ध होतो अशा विविध ग्रामपंचायतीअंतर्गत असलेल्या सामुदायिक अभ्यासिका, समाज मंदीर, ग्रामपंचायती कार्यालये, ग्राममंदीर, शाळा याठिकाणी रात्रीच्यावेळी विद्यार्थ्यांना अभ्यास करणे सोयीचे व्हावे यादृष्टीने सौर घरगुती दीप योजना अनुदानावर राबविण्यात येत आहे.
ग्रामीण आदिवासी क्षेत्रात अद्याप वीज पोहोचली नाही किंवा 5 ते 7 वर्षापर्यंत पारंपारिक पध्दतीने वीज पुरवठा करणे शक्य नाही अशा गाव, वस्त्या, तांडयामध्ये सौर घरगुती दिवे व सौर पथदिवे आस्थापित करण्याचा उपक्रम महाऊर्जातर्फे प्रस्तावित आहे. यामध्ये प्रत्येक लाभार्थ्यांकडे सौर घरगुती दिवे व प्रत्येकी दहा घरांच्या पाठीमागे एक सौर पथदिप आस्थापीत केले जात आहे. अपारंपरिक उर्जेद्वारे ग्रामीण विद्युतीकरण कार्यक्रम राबविण्याची योजना सुरु आहे.

आर्थिक सहाय्य

खाजगी कारखाने, शासन अंगीकृत उपकरणे, शासकीय निमशासकीय इमारती, स्थानिक स्वराज्य संस्था यांनी उर्जा परिक्षण करुन घ्यावे असे निर्देश आहेत. या दृष्टीकोनातून महाऊर्जातर्फे उत्सूक घटकांसाठी उर्जाबचत कार्यक्रम राबविला जातो. यासाठी तांत्रिक व कमाल चाळीस हजार रुपये आर्थिक सहाय्य दिले जाते.
सर्वत्र भडक व जास्त वॅट खर्ची टाकणारे बल्ब वापरले जातात. साध्या 100 वॅट बल्बऐवजी 36 वॅटचा सीएफएल बल्बचा वापर केल्यास 64 टक्के वीजेची बचत होऊ शकते. उर्जा कार्यक्रम पथदिवे योजनेअंतर्गत 36 वॅटच्या सीएफएल बल्बवर आधारीत पथदिवे आस्थापित करण्यासाठी काही अंशी अर्थसहाय्य दिले जाते.
उद्योग युनीटसाठी निष्कासित उष्णतेचे पुर्नजीवन (वेस्ट हिट रिकव्हरी) योजना राबविली जाते. या योजनेअंतर्गत उद्योगांना निष्कासित उष्णतेच्या पुर्नजीवन आधारीत प्रकल्पांचे सविस्तर प्रकल्प अहवाल तयार करण्यासाठी महाऊर्जा मार्फत तांत्रिक आणि आर्थिक सहाय्य दिले जाते.
नगरपालिका, महानगरपालिका व महाराष्ट्र जीवन प्राधिकरण यांच्या अखत्यारितीत पाणी पुरवठा योजना व पथदिव्यांमध्ये उर्जाबचतीसाठी सयंत्रे बसविण्याची महाऊर्जाची योजना असून त्यासाठी अर्थसहाय्य दिले जाते. पथदिव्यांमध्ये उर्जाबचत सयंत्रे आस्थापित करण्यासाठी कमाल वीस लक्ष रुपयांपर्यंत आर्थिक सहाय्य तसेच पाणी पुरवठा योजनांसाठी पाच लक्ष रुपयांपर्यंत आर्थिक सहाय्य संबंधित यंत्रणांना दिले जाते.
महाउर्जातर्फे उर्जा वाचविणारी आणखी एक योजना म्हणजे शासकीय इमारतीमध्ये उर्जा संवर्धन तंत्रज्ञान पथदर्शी प्रकल्प होय. याअंतर्गत शासकीय, निमशासकीय, स्थानिक स्वराज्य संस्था यांच्या इमारतीमध्ये पथदर्शी प्रकल्प राबविण्यासाठी एका वित्तीय वर्षात 25 लाख रुपये अर्थसहाय्य मंजूर केले जाते.
विविध कारणांसाठी भरमसाठ वीजेचा उपयोग करण्यापेक्षा अपारंपरिक उर्जा साधनांचा वापर वाढविणे आणि वीजेचा काटसरीने वापर करणे हे तंतोतंत पाळल्यास उर्जा समस्या भेडसावणार नाही. सौर उष्णजल सयंत्र, सौर कंदील, सौर घरगुती दिवे, सौरपथदीप, सौरपंप, पवन-सौर संकरीत सयंत्र, बायोगॅस सयंत्र अशी साधने वापरुन उर्जा संवर्धन करता येईल. उर्जा बचत करता येईल.

- रामचंद्र देठे ,माहिती अधिकारी नांदेड
स्त्रोत : अभयारण्य