क्या अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा हमारे स्वच्छ-ऊर्जा भविष्य का हिस्सा होनी चाहिए?
अंतरिक्ष से सौर ऊर्जा को बिखेरना साइंस फिक्शन माना जाता था। लेकिन हाल के वर्षों में, दुनिया भर की अंतरिक्ष एजेंसियों ने वास्तविक रूप से परिक्रमा करने वाले बिजली संयंत्रों के निर्माण की व्यवहार्यता को देखते हुए अध्ययन शुरू किया है। इस तरह की परियोजनाओं को पूरा करना चुनौतीपूर्ण होगा, हितधारक सहमत हैं, लेकिन चूंकि जलवायु परिवर्तन को रोकने के लिए दुनिया के प्रयास विफल हो रहे हैं, इसलिए इस तरह के चंद्र प्रयास आवश्यक हो सकते हैं।
जलवायु परिवर्तन पर संयुक्त राष्ट्र के पैनल (नए टैब में खुलता है) के अनुसार, सदी के अंत तक दुनिया वर्तमान में 4.5 डिग्री फ़ारेनहाइट (2.5 डिग्री सेल्सियस) तक गर्म होने की राह पर है। विनाशकारी जलवायु परिवर्तन के परिणामों से बचने के लिए अंतर्राष्ट्रीय जलवायु विज्ञान समुदाय द्वारा सुरक्षित मानी जाने वाली सीमा से 1.8 डिग्री F (1 डिग्री C) ऊपर है। वास्तव में, उस सीमा के आसपास कहीं भी वार्मिंग को सीमित करने के लिए, दुनिया की अर्थव्यवस्थाओं को 2030 तक अपने ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में 45% की कटौती करनी होगी। इसका मतलब होगा कि बहुत कम समय में जीवाश्म-ईंधन-गज़ब की बहुत सारी तकनीक को चरणबद्ध तरीके से समाप्त करना। समय की।
उदाहरण के लिए, यूनाइटेड किंगडम को सभी जीवाश्म ईंधन बिजली उत्पादन से छुटकारा पाने के लिए कम से कम 30 से 40 गीगावाट नई ऑन-डिमांड टिकाऊ बिजली उत्पादन की आवश्यकता होगी (2019 के बयान के अनुसार (नए टैब में खुलता है))। यह 30 से अधिक नए परमाणु ऊर्जा संयंत्र ब्लॉकों के निर्माण के बराबर है। अंतरिक्ष में सौर ऊर्जा संयंत्र, बिना किसी बादल या हवा के लगातार धूप के संपर्क में आने से उनके फोटोवोल्टिक सरणियों की दक्षता को सीमित कर सकते हैं, इस भविष्य के उत्सर्जन-मुक्त बुनियादी ढाँचे में जगह हो सकती है। लेकिन ये संरचनाएं, माइक्रोवेव के रूप में पृथ्वी पर ऊर्जा बिखेरती हैं, इनका निर्माण और रखरखाव काफी कठिन होगा।
यहाँ इस तकनीक के मुख्य पक्ष और विपक्ष हैं।
तकनीक आपके विचार से कम विज्ञान कथा है
इयान कैश एक ब्रिटिश इंजीनियर है, जिसकी CASSIOPeiA सौर ऊर्जा उपग्रह अवधारणा को यूके सरकार समर्थित अंतरिक्ष ऊर्जा पहल द्वारा भविष्य के संभावित अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा संयंत्र प्रदर्शक के लिए शुरुआती बिंदु के रूप में अपनाया गया है। प्रौद्योगिकी के एक कट्टर समर्थक, कैश सोचते हैं कि अंतरिक्ष में एक सौर खेत का विकास और निर्माण परमाणु संलयन को तोड़ने की तुलना में कम चुनौतियां प्रस्तुत करता है।
जब अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा की बात आती है, तो कैश ने ProfoundSpace.org को बताया, "हल करने के लिए कोई विज्ञान नहीं है।" "हमने 1970 के दशक के बाद से इस पर काफी काम किया है, जब अमेरिकी ऊर्जा विभाग के साथ नासा ने एक बहुत बड़े पैमाने पर अध्ययन किया था। हमने इसके पीछे की भौतिकी को तब से साबित किया है जब से हमने पहली बार एक संचार उपग्रह को भूस्थैतिक कक्षा में लॉन्च किया था। आप आपके पास सौर पंख हैं, जो सूर्य का सामना करते हैं। और आपके पास उपग्रह का शरीर है, या तो एक परवलयिक डिश या चरणबद्ध ऐरे एंटीना के साथ, जो पृथ्वी का सामना करता है। सभी सिद्धांत समान हैं; आप सौर ऊर्जा को परिवर्तित कर रहे हैं बिजली, इसे माइक्रोवेव में परिवर्तित करना और इसे पृथ्वी पर बीम करना। केवल एक चीज जो अलग है वह एपर्चर का पैमाना है।"
एंड्रयू विल्सन, स्कॉटलैंड में स्ट्रेथक्लाइड विश्वविद्यालय में एडवांस्ड स्पेस कॉन्सेप्ट लैब के एक शोधकर्ता, जिन्होंने अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा की व्यवहार्यता पर एक अध्ययन का नेतृत्व किया, इससे सहमत हैं: "मुझे नहीं लगता कि ऐसी तकनीक है जिसे विकसित करने की आवश्यकता है प्रौद्योगिकी तत्परता स्तरों के माध्यम से आगे बढ़ने का विरोध किया," विल्सन ने ProfoundSpace.org को बताया। "वास्तव में ऐसा कुछ भी नहीं है जिसका आविष्कार करने की आवश्यकता हो।"
हालांकि, जैसा कि इस टुकड़े में बाद में विस्तृत किया गया है, आवश्यक "प्रौद्योगिकी अग्रिम" काफी विचारणीय है।
यह एक समान भू-आधारित संयंत्र की तुलना में 13 गुना अधिक ऊर्जा प्रदान करेगा
अंतरिक्ष में सौर ऊर्जा संयंत्रों का निर्माण निश्चित रूप से एक आसान काम नहीं है, लेकिन ऐसा लगता है कि इसके फायदे हैं - कम से कम कुछ देशों के लिए। प्रौद्योगिकी के समर्थकों का दावा है कि पृथ्वी की कक्षा में एक सौर-ऊर्जा संयंत्र कुख्यात बादल वाले यू.के. में स्थित समकक्ष स्थापना की तुलना में 13 गुना अधिक बिजली का उत्पादन करेगा।
अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा संयंत्र आसानी से गीगावाट बिजली का उत्पादन करेंगे, जो परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के बिजली उत्पादन से मेल खाएगा। इसके विपरीत, उत्तरी वेल्स में यू.के. का सबसे बड़ा सौर ऊर्जा संयंत्र, शॉटविक सोलर पार्क (खुलता है नया टैब), अधिकतम सूर्यातप काल के दौरान 72.2 मेगावाट का उत्पादन करता है। केवल दुनिया के सबसे बड़े सौर संयंत्र, कुछ सबसे सुन्नी देशों में फैले प्रतिष्ठान गीगावाट के निशान तक पहुँचते हैं। उदाहरण के लिए, भारत में भादला सौर फार्म 2.7 गीगावाट तक उत्पन्न करता है और 52 वर्ग मील (160 वर्ग किलोमीटर) भूमि को कवर करता है, जो इकोएक्सपर्ट्स के अनुसार मैनहट्टन के आकार के दोगुने से भी अधिक है।
अंतरिक्ष में एक सौर ऊर्जा संयंत्र का निर्माण एक विशाल मूल्य टैग के साथ आएगा। विल्सन के अनुसार, एक बार बन जाने के बाद, संयंत्र किसी भी पृथ्वी-आधारित नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन तकनीक की तुलना में बहुत तेजी से भुगतान करेगा।
यह 24/7 पूरी तरह से स्वच्छ बिजली प्रदान करता है
अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा अधिकांश मुख्य नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन प्रौद्योगिकियों की मुख्य खामी से ग्रस्त नहीं है। अंतरिक्ष में सूर्य हमेशा चमकता रहता है। कोई भी बादल कभी भी सूर्य की किरणों को फोटोवोल्टिक सरणियों तक पहुँचने से नहीं रोकता है। और यदि आप कक्षा को बुद्धिमानी से चुनते हैं, तो आप रात से भी बच सकते हैं। अंतरिक्ष में एक सौर ऊर्जा संयंत्र, पृथ्वी पर इसके समकक्ष, या एक अपतटीय पवन खेत के विपरीत, 24/7 साल भर बिजली की निरंतर मात्रा प्रदान करेगा। यह शक्ति ऑपरेटरों को परेशान करने वाले ब्लैकआउट या अचानक अधिभार के बारे में चिंता किए बिना स्थिर दर पर पृथ्वी-आधारित पावर ग्रिड को खिलाती है।
अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा समर्थक, हालांकि, स्वर्गीय बिजली से अधिक विनम्र जमीन-आधारित नवीनीकरण को बाहर करने की उम्मीद नहीं करते हैं। उन्हें लगता है कि अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा को उन बिजली संयंत्रों की जगह लेनी चाहिए जिनका उपयोग वर्तमान में ऊर्जा की जरूरतों को पूरा करने के लिए किया जा रहा है जब सूरज नहीं चमकता है और हवा नहीं चलती है। यूके में, यह तथाकथित डिस्पैचेबल पावर ज्यादातर तेल और गैस से चलने वाले बिजली संयंत्रों से आती है, कार्बन-उत्पादक सुविधाओं के प्रकार जो दुनिया की बढ़ती जलवायु-परिवर्तन की समस्या को बढ़ा रहे हैं।
विल्सन ने कहा, "अंतरिक्ष आधारित सौर ऊर्जा के साथ बात यह है कि परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के समान उच्च स्तर की बिजली पहुंचाई जा सकती है।" "अधिकांश अन्य नवीकरणीय ऊर्जा विकल्प इतनी मात्रा में एक बार में प्रदान नहीं कर सकते हैं। अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा के बिना, हम निश्चित रूप से कई और परमाणु ऊर्जा स्टेशनों का निर्माण करना चाहेंगे।"
बेशक, आवश्यकता के समय उपयोग किए जाने वाले अधिशेष उत्पादन के समय अक्षय ऊर्जा को विशाल बैटरी में खिलाया जा सकता है। लेकिन इस पैमाने की ऊर्जा भंडारण तकनीक परमाणु संलयन से थोड़ी अधिक हल है।
इसे बिना तारों और बिजली के तारों के कहीं भी बीम किया जा सकता है
अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा अधिकांश मुख्य नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन प्रौद्योगिकियों की मुख्य खामी से ग्रस्त नहीं है। अंतरिक्ष में सूर्य हमेशा चमकता रहता है। कोई भी बादल कभी भी सूर्य की किरणों को फोटोवोल्टिक सरणियों तक पहुँचने से नहीं रोकता है। और यदि आप कक्षा को बुद्धिमानी से चुनते हैं, तो आप रात से भी बच सकते हैं। अंतरिक्ष में एक सौर ऊर्जा संयंत्र, पृथ्वी पर इसके समकक्ष, या एक अपतटीय पवन खेत के विपरीत, 24/7 साल भर बिजली की निरंतर मात्रा प्रदान करेगा। यह शक्ति ऑपरेटरों को परेशान करने वाले ब्लैकआउट या अचानक अधिभार के बारे में चिंता किए बिना स्थिर दर पर पृथ्वी-आधारित पावर ग्रिड को खिलाती है।
अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा समर्थक, हालांकि, स्वर्गीय बिजली से अधिक विनम्र जमीन-आधारित नवीनीकरण को बाहर करने की उम्मीद नहीं करते हैं। उन्हें लगता है कि अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा को उन बिजली संयंत्रों की जगह लेनी चाहिए जिनका उपयोग वर्तमान में ऊर्जा की जरूरतों को पूरा करने के लिए किया जा रहा है जब सूरज नहीं चमकता है और हवा नहीं चलती है। यूके में, यह तथाकथित डिस्पैचेबल पावर ज्यादातर तेल और गैस से चलने वाले बिजली संयंत्रों से आती है, कार्बन-उत्पादक सुविधाओं के प्रकार जो दुनिया की बढ़ती जलवायु-परिवर्तन की समस्या को बढ़ा रहे हैं।
विल्सन ने कहा, "अंतरिक्ष आधारित सौर ऊर्जा के साथ बात यह है कि परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के समान उच्च स्तर की बिजली पहुंचाई जा सकती है।" "अधिकांश अन्य नवीकरणीय ऊर्जा विकल्प इतनी मात्रा में एक बार में प्रदान नहीं कर सकते हैं। अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा के बिना, हम निश्चित रूप से कई और परमाणु ऊर्जा स्टेशनों का निर्माण करना चाहेंगे।"
बेशक, आवश्यकता के समय उपयोग किए जाने वाले अधिशेष उत्पादन के समय अक्षय ऊर्जा को विशाल बैटरी में खिलाया जा सकता है। लेकिन इस पैमाने की ऊर्जा भंडारण तकनीक परमाणु संलयन से थोड़ी अधिक हल है।
यह पृथ्वी-आधारित संघर्ष से सैद्धांतिक रूप से सुरक्षित है
सितंबर 2022 में बाल्टिक सागर में नॉर्ड स्ट्रीम गैस पाइपलाइनों की स्पष्ट तोड़फोड़ ने दुनिया को झकझोर कर रख दिया, जिससे पता चलता है कि जिस राजनीतिक रूप से अस्थिर दुनिया में हम रहते हैं, उसमें विदेशों से ऊर्जा पर निर्भर रहना असुरक्षित है।
अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा, समर्थकों का कहना है, रूस से गैस की आपूर्ति की तुलना में अंतरराष्ट्रीय संघर्ष से अधिक सुरक्षित है - और यहां पृथ्वी पर भी पारंपरिक सौर संयंत्रों की तुलना में अधिक सुरक्षित है।
विल्सन ने कहा, "कुछ लोग कहते हैं कि यदि आप रणनीतिक रूप से सहारा रेगिस्तान में कुछ गैर-आबादी वाले क्षेत्रों में सौर पैनल लगाते हैं, तो आप मानवता की सभी ऊर्जा जरूरतों को पूरा कर सकते हैं।" "लेकिन वही चीज़ जो हमने रूस के साथ होते हुए देखी है, अगर सहारा क्षेत्र में युद्ध छिड़ गया तो हमारी ऊर्जा सुरक्षा के साथ भी हो सकता है।"
कुछ विरोधियों का तर्क है कि अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा संयंत्र पर उपग्रह-रोधी मिसाइलों द्वारा आसानी से हमला किया जा सकता है। कैश, हालांकि, असहमत है। उनका कहना है कि जियोस्टेशनरी ऑर्बिट में एक प्लेटफॉर्म को शूट करना ज्यादातर राज्यों की मौजूदा क्षमताओं से बाहर है। उसके शीर्ष पर, जबकि पनडुब्बियों का उपयोग करके चुपके से पानी के नीचे की पाइपलाइनों को बाधित करना प्रशंसनीय खंडन की अनुमति देता है, प्रतिद्वंद्वी के अंतरिक्ष-आधारित सौर संयंत्र को नष्ट करने के लिए मिसाइल लॉन्च करने वाले एक विरोधी की आसानी से पहचान की जाएगी।
"निश्चित रूप से एक जोखिम है, लेकिन यह शत्रुतापूर्ण खिलाड़ियों से बड़ा नहीं है जो परमाणु ऊर्जा स्टेशनों, गैस पाइपलाइनों या महाद्वीपों के बीच चलने वाली उच्च वोल्टेज बिजली लाइन केबलों पर हमला करना चाहते हैं," कैश ने कहा। "इनमें से कई चीजों पर गुप्त रूप से हमला किया जा सकता है, और हमला करने वाला देश जिम्मेदारी से आसानी से इनकार कर सकता है। लेकिन अंतरिक्ष में, किसी भी हमले में एक प्रक्षेपण शामिल होता है जिसका निश्चित रूप से पता लगाया जाएगा।"
विल्सन ने कहा कि, जैसा कि किसी भी अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा संयंत्र परियोजना की सबसे अधिक संभावना एक अंतरराष्ट्रीय प्रयास होगी, अंतरराष्ट्रीय प्रकृति राजनीतिक उथल-पुथल के खिलाफ सुरक्षा की एक अतिरिक्त परत प्रदान करती है।
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