Solar Energy: तरंगती सौर फोटोव्होल्टिक ऊर्जा प्रणाली

डॉ. वैभवकुमार शिंदे, डॉ. सुरेंद्र काळबांडे

Floating Solar Panels: आज जगभरामध्ये अपारंपरिक ऊर्जा स्रोतांचा वापर करण्यावर विशेष भर देण्यात येत आहे. अपारंपरिक ऊर्जा स्रोतांमध्ये सौर ऊर्जा, पवन ऊर्जा, जैविक ऊर्जा, जिओथर्मल ऊर्जा यांचा समावेश होतो. सौर ऊर्जा सगळीकडे मोफत आणि मुबलक प्रमाणात उपलब्ध आहे. सौर ऊर्जेचा वापर फोटोव्होल्टिक पद्धतीने करून ऊर्जा तयार करणे हा एक प्रभावशाली, पर्यावरण स्नेही व सोईस्कर मार्ग आहे. सौर ऊर्जा निर्मितीसाठी मोठ्या प्रमाणात जागेची आवश्यकता असते. यावर उपाय म्हणून जगभरामध्ये जलसाठे, तलावांतील पाण्याच्या पृष्ठभागाचा वापर सौर फोटोव्होल्टिक ऊर्जा तयार करणारी प्रणाली बसवण्यासाठी केला जात आहे. अशारीतीने मोठ्या प्रमाणात लागणाऱ्या जमिनीचा प्रश्न सोडविला जाऊ शकतो.

सर्वसाधारणपणे सौर फोटोव्होल्टिक ऊर्जा निर्मितीची कार्यक्षमता १५ टक्के मानली जाते. परंतु संशोधनामध्ये असे दिसून आले आहे, की तरंगत्या सौर फोटोव्होल्टिक ऊर्जा निर्मिती प्रणालीचा वापर केल्यामुळे ही कार्यक्षमता अधिक वाढू शकते. यासाठी पाण्यामुळे सभोवताली उपलब्ध होणार गारवा कारणीभूत आहे. ऑस्ट्रेलियामध्ये झालेल्या एका अभ्यासाप्रमाणे सूर्य किरणांमुळे पाण्याचे बाष्पीभवन होण्याचे प्रमाण ४० टक्यांपर्यंत असते. तरंगत्या सौर ऊर्जा प्रणालीमुळे जलाशयातून पाण्याचे होणारे बाष्पीभवन कमी होते, एकपेशीय वनस्पतींची वाढ खुंटते.

सौर फोटोव्होल्टिक ऊर्जा प्रणाली स्थापन करण्याचे प्रकार

१) जमिनीवरील जागेवर, २) छतावरील जागेवर, ३) तलावाच्या पाण्यावर, ४) समुद्र किनाऱ्याजवळ, ५) जलसाठा आणि जलाशयाचा पृष्ठभाग.

तरंगती सौर फोटोव्होल्टिक ऊर्जा प्रणालीचे तंत्रज्ञान

प्रणालीमध्ये पंटून(प्लव), तरंगणारा भाग (फ्लोट्स), मुरिन्ग सिस्टम (ज्यावर संबंध प्रणाली उभी असते असा भाग), सौर फोटोव्होल्टिक पॅनेल आणि केबल व जोडणी यंत्रे या विविध घटकांचा समावेश होतो.

पंटून (प्लव) : हे एक तरंगणारे साधन आहे. प्रणालीचे वजन पेलवून पाण्यावर तरंगू शकते. यामध्ये सौर ऊर्जेचे पॅनेल एकसलग पद्धतीने किंवा समांतर पद्धतीने लावण्याची व्यवस्था असते.

तरंगता भाग (फ्लोट्स) : हे फ्लोट्स पॉलिथिलिन शीट पासून बनवलेले असतात. फ्लोट्स मजबूत असून पाण्यामुळे गंज लागण्याची शक्यता नसते. सूर्याच्या अतिनील किरणांचा त्यावर परिणाम होत नाही. हे फ्लोट्स तयार करण्यासाठी ग्लास फायबर रेनफोर्स्ड प्लॅस्टिकचा वापर करण्यात येतो.

मुरिन्ग सिस्टीम : यावर पूर्ण स्थिर प्रणाली उभारण्यात आलेली असते.यावर सौर पॅनेल एकाच दिशेने स्थिर बसवलेले असतात. यामुळे सौर पॅनेल हलू शकत नाहीत. जलाशयावर असे मुरिन्ग सिस्टम उभे करणे आव्हानात्मक असते.

सौर फोटोव्होल्टिक मोड्यूल : आजपर्यंत जमिनीच्या पृष्ठभागावर ज्या पद्धतीचे क्रिस्टलाइन मोड्यूल वापरले जाते, तेच मोड्यूल तरंगत्या सौर ऊर्जा प्रणालीसाठी वापरले जाते. परंतु समुद्राच्या पाण्यात तसेच जलाशयावर उभा करण्यात येणाऱ्या तरंगत्या प्रणालीमध्ये वापरण्यात येणारे मोड्यूल बनवण्यासाठी पॉलिमर फ्रेमचा वापर केला जातो. ज्यावर समुद्राच्या खऱ्या पाण्यामुळे काही नुकसान होत नाही.

केबल्स आणि जोडणी यंत्रे : सौर फोटोव्होल्टिक ऊर्जा प्रणालीद्वारे तयार झालेली विद्युत ऊर्जा बॅटरीमध्ये साठविण्यासाठी किंवा वाहून नेण्यासाठी केबल्सचा वापर केला जातो. तरंगत्या प्रणालीमध्ये कोणतेही घटक पाण्याखाली नसतात. तरीही अशा प्रणालींमध्ये जलअवरोधक केबल किंवा यंत्रांचा वापर केला जातो.

तरंगती सौर फोटोवोल्टीक ऊर्जा प्रणाली जलाशयावर स्थापित करण्यापूर्वी काही तांत्रिक गोष्टींचा विचार आणि पूर्व तयारी करणे आवश्यक असते. ही प्रणाली स्थापित करण्यापूर्वी जलाशयाची खोली, जलाशयाच्या भिंती आणि एकूणच जलाशयाच्या नकाशाची माहिती असणे आवश्यक आहे. या प्रणालीचा आकार हा जलाशयाचा अधिकाधिक व्यापणारा असावा, जेणेकरून पाण्याचे बाष्पीभवन रोखण्यास मदत होईल.

देशामध्ये कार्यरत तरंगते सौर फोटोव्होल्टिक ऊर्जा प्रकल्प

ओंकारेश्वर फ्लोटिंग सोलर पार्क (मध्य प्रदेश) : ६०० मेगावॉट क्षमता. जगातील सर्वांत मोठ्या प्रकल्पांपैकी एक आहे. ओंकारेश्वर धरणाच्या जलाशयावर बांधले जात आहे.

एनटीपीसी रामागुंडम फ्लोटिंग सोलर प्लांट (तेलंगणा) : १०० मेगावॉटचा हा प्रकल्प तरंगत्या सौर ऊर्जेसाठी महत्त्वाचा प्रकल्प आहे.

एनटीपीसी कायमकुलम फ्लोटिंग सोलर प्लांट (केरळ) : ९२ मेगावॉटचा कायमकुलम प्रकल्प जलाशयांवर तरंगत्या सौर तंत्रज्ञानाचा वापर दर्शवितो.

महाराष्ट्रामध्ये अनेक ठिकाणी धरणांवर तरंगते सौर ऊर्जा प्रकल्प उभारले जात आहेत.

फायदे

कार्यक्षमता वाढते.

पाण्याचे बाष्पीभवन कमी करण्यास मदत होते.

पाण्यावरील एकपेशीय वनस्पतीची वाढ रोखली जात असल्यामुळे पाण्याची गुणवत्ता सुधारते.

प्रणालीवर धूळ साचण्याचा धोका कमी होतो.

जमिनीचा वापर टाळता येतो. ही जागा शेती किंवा इतर कामांसाठी वापरली जाऊ शकते.

तोटे

समुद्री वादळ, लाटा, सुनामी अशा आपत्तीमुळे सौर ऊर्जा प्रणालीस धोका.

सतत पाण्याच्या संपर्कामुळे प्रणालीचे धातूपासून बनलेल्या घटकांची झीज होऊ शकते. प्रणालीचे आयुष्य कमी होऊ शकते.

जलाशयातील पाण्यामध्ये जाणारे सूर्यकिरण कमी होऊन पाण्यातील जीव, वनस्पतींना अडचणींचा सामना करावा लागू शकतो.

सौर पॅनेलवरील आर्द्रता व तापमानामध्ये प्रमाणापेक्षा जास्त घट झाल्यावर याचा प्रणालीच्या कार्यक्षमतेवर नकारात्मक परिणाम होऊ शकतो.

मासेमारी तसेच जलवाहतुकीवर याचा विपरीत परिणाम होऊ शकतो.

आव्हाने

सतत पाण्याच्या संपर्कात असल्यामुळे कार्यक्षमतेवर परिणाम होण्याची शक्यता.

पाण्यामुळे प्रणालीच्या धातू घटकांना गंज लागून ते घटक कमकुवत होण्याचा धोका.

तयार होणारी वीज पाण्यातील ठिकाणापासून जमिनीपर्यंत आणण्यासाठी सुरक्षिततेची काळजी घेणे आवश्यक.

पाण्याची गुणवत्ता, पाण्याची पातळी कमी जास्त होणे, तापमानातील बदल, बाष्पीभवन, वॉटर करंट, जलप्राणी व वनस्पती अशा विविध पर्यावरणातील घटकांचा सामना.

पर्जन्य परिस्थिती, वादळे मोठ्या लाटांमुळे प्रणालीस धोका.

तरंगत्या सौर ऊर्जा प्रणालीच्या स्थापनेचा खर्च,देखभालीचा खर्च अधिक.

ऊर्जा निर्मितीसाठी लागणारी किंमत सुरवातीच्या काही वर्षासाठी अधिक वाटू शकते.

मोठ्या समुद्री जलाशयावर स्थापना करणे कठीण.

सौर पॅनेलच्या दिशेमध्ये सतत बदल होत असल्यामुळे ऊर्जा निर्मितीवर परिणाम.

प्रणाली सतत जलाशयावर हलत्या अवस्थेत असल्यामुळे प्रणालीवर अतिरिक्त ताण, लहान भेगा जाण्याचा धोका.

लोक, औद्योगिक संस्थांची स्वीकारार्हता मिळवण्यासाठी अडचण.

- डॉ. वैभवकुमार शिंदे, ९३०९८३७९३०

(कृषी अभियांत्रिकी व तांत्रिकी महाविद्यालय, अकोला)