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नवीकरणीय ऊर्जा संसाधन:
सौर ऊर्जा:
ऊर्जा के अन्य सभी रूपों के लिए सूर्य प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से ऊर्जा का अंतिम स्रोत है। सूर्य के भीतर होने वाली परमाणु या नाभिकीय संलयन अभिक्रियाएँ ऊष्मा और प्रकाश के रूप में भारी मात्रा में ऊर्जा छोड़ती हैं। पृथ्वी के निकट अंतरिक्ष द्वारा प्राप्त सौर ऊर्जा लगभग 1.4 किलोजूल/सेकंड/मीटर2 है जिसे सौर स्थिरांक के रूप में जाना जाता है।
परंपरागत रूप से, हम सौर ऊर्जा का उपयोग कपड़े और अनाज सुखाने, खाद्य पदार्थों के संरक्षण और समुद्र के पानी से नमक प्राप्त करने के लिए करते रहे हैं। अब हमारे पास सौर ऊर्जा का उपयोग करने की कई तकनीकें हैं। कुछ महत्वपूर्ण सौर ऊर्जा संचयन उपकरण हैं-
(1) सौर ताप संग्राहक- ये प्रकृति में निष्क्रिय या सक्रिय हो सकते हैं। निष्क्रिय सौर ताप संग्राहक प्राकृतिक सामग्री जैसे पत्थर, ईंट आदि या कांच जैसी सामग्री हैं जो दिन के समय गर्मी को अवशोषित करते हैं और इसे रात में धीरे-धीरे छोड़ते हैं। सक्रिय सौर संग्राहक, एक छोटे संग्राहक के माध्यम से एक गर्मी-अवशोषित माध्यम (वायु या जल) को पंप करते हैं जिसे आम तौर पर इमारत के शीर्ष पर रखा जाता है।
(2) सौर कोशिकाएं- उन्हें फोटोवोल्टिक सेल के रूप में भी जाना जाता है। सौर सेल सिलिकॉन और गैलियम जैसे अर्धचालक पदार्थों के पतले वेफर्स से बने होते हैं। जब सौर विकिरण उन पर पड़ते हैं, तो एक संभावित अंतर उत्पन्न होता है जो इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह का कारण बनता है और बिजली पैदा करता है। सिलिका या रेत से सिलिकॉन प्राप्त किया जाता है, जो प्रचुर मात्रा में उपलब्ध और सस्ता है। गैलियम आर्सेनाइड, कैडमियम सल्फाइड या बोरॉन का उपयोग करके फोटोवोल्टिक सेल की दक्षता में सुधार किया जा सकता है।
सौर कोशिकाओं का एक समूह एक निश्चित पैटर्न में एक साथ जुड़कर एक सौर पैनल बनाता है जो बड़ी मात्रा में सौर ऊर्जा का उपयोग कर सकता है और स्ट्रीट-लाइट, सिंचाई जल पंप आदि चलाने के लिए पर्याप्त बिजली का उत्पादन कर सकता है।
कैलकुलेटर, इलेक्ट्रॉनिक घड़ियों, स्ट्रीट लाइटिंग, ट्रैफिक सिग्नल, वाटर पंप आदि में सोलर सेल का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। बिजली उत्पादन के लिए कृत्रिम उपग्रहों में भी इनका उपयोग किया जाता है। सौर सेल का उपयोग रेडियो और टेलीविजन चलाने के लिए भी किया जाता है। वे दूरदराज के क्षेत्रों में अधिक उपयोग में हैं जहां पारंपरिक बिजली की आपूर्ति एक समस्या है।
(3) सौर भट्टी- यहां हजारों छोटे समतल दर्पण अवतल परावर्तकों में व्यवस्थित हैं, जो सभी सौर ताप एकत्र करते हैं और 3000 डिग्री सेल्सियस के रूप में उच्च तापमान का उत्पादन करते हैं।
(4) सौर ऊर्जा संयंत्र- अवतल परावर्तकों का उपयोग करके सौर ऊर्जा का बड़े पैमाने पर दोहन किया जाता है जिससे पानी उबलने से भाप उत्पन्न होती है। भाप टरबाइन बिजली पैदा करने के लिए जनरेटर को चलाती है।
पवन ऊर्जा:
तेज गति वाली पवनों में गति के कारण गतिजन्य ऊर्जा के रूप में बहुत अधिक ऊर्जा होती है। पवनों की प्रेरक शक्ति सूर्य है। पवन चक्कियों का उपयोग करके पवन ऊर्जा का दोहन किया जाता है। तेज पवन के बल के कारण पवनचक्की के ब्लेड निरंतर घूमते रहते हैं। ब्लेड की घूर्णी गति पानी के पंप, आटा मिल और इलेक्ट्रिक जनरेटर जैसी कई मशीनें चलाती है। पवन फार्म नामक समूहों में बड़ी संख्या में पवन चक्कियां स्थापित की जाती हैं, जो उपयोगिता ग्रिड को शक्ति प्रदान करती हैं और बड़ी मात्रा में बिजली का उत्पादन करती हैं। ये फार्म आदर्श रूप से तटीय क्षेत्रों, खुले घास के मैदानों या पहाड़ी क्षेत्रों में स्थित हैं, विशेष रूप से पहाड़ी दर्रे और लकीरें जहां पवने तेज और स्थिर होती हैं। पवन जनरेटर के संतोषजनक संचालन के लिए आवश्यक न्यूनतम पवन की गति 15 किलोमीटर प्रति घंटा है।
पवन ऊर्जा बहुत उपयोगी है क्योंकि इससे कोई वायु प्रदूषण नहीं होता है। प्रारंभिक स्थापना लागत के बाद, पवन ऊर्जा बहुत सस्ती है। ऐसा माना जाता है कि सदी के मध्य तक पवन ऊर्जा दुनिया की 10% से अधिक बिजली की आपूर्ति करेगी।
जल विद्युत या पनबिजली:
एक नदी में बहने वाले जल को एक बड़ा बांध बनाकर एकत्र किया जाता है जहां जल जमा होता है और ऊंचाई से गिरने दिया जाता है। बांध के तल पर स्थित टर्बाइन के ब्लेड तेज गति वाले जल के साथ चलते हैं जो बदले में जनरेटर को घुमाते हैं और बिजली पैदा करते हैं। हम छोटे पैमाने पर जल ऊर्जा का दोहन करने के लिए पहाड़ी क्षेत्रों में नदियों पर मिनी या सूक्ष्म जल विद्युत संयंत्र भी बना सकते हैं, लेकिन झरने की न्यूनतम ऊंचाई 10 मीटर होनी चाहिए। जल विद्युत से कोई प्रदूषण नहीं होता है, यह नवीकरणीय है और आम तौर पर जल विद्युत परियोजनाएं बहुउद्देश्यीय परियोजनाएं हैं जो बाढ़ को नियंत्रित करने में मदद करती हैं, सिंचाई, नेविगेशन आदि के लिए उपयोग की जाती हैं।
ज्वारीय ऊर्जा:
सूर्य और चंद्रमा के गुरुत्वाकर्षण बल द्वारा उत्पन्न महासागरीय ज्वार में भारी मात्रा में ऊर्जा होती है। ‘उच्च ज्वार’ और ‘निम्न ज्वार’ महासागरों में जल के बढ़ने और गिरने का उल्लेख करते हैं। टर्बाइनों को घुमाने के लिए उच्च और निम्न ज्वार की ऊंचाई के बीच कई मीटर के अंतर की आवश्यकता होती है। ज्वारीय बैराज का निर्माण करके ज्वारीय ऊर्जा का दोहन किया जा सकता है। उच्च ज्वार के दौरान, समुद्री जल बैराज के जलाशय में बहता है और टरबाइन को घुमाता है, जो बदले में जनरेटर को घुमाकर बिजली पैदा करता है। कम ज्वार के दौरान, जब समुद्र का स्तर कम होता है, तो बैराज जलाशयों में जमा समुद्री जल समुद्र में बह जाता है और फिर से टरबाइन को घुमाता है।
विश्व में कुछ ही ऐसे स्थल हैं जहां ज्वारीय ऊर्जा का उपयुक्त उपयोग किया जा सकता है। कनाडा के बे ऑफ फंडी में 17-18 मीटर ऊंचे ज्वार हैं, जिनमें 5,000 मेगावाट बिजली उत्पादन की क्षमता है। ला रेंस, फ्रांस में ज्वारीय मिल पहली आधुनिक ज्वारीय बिजली मिल में से एक है। भारत में, खंभात की खाड़ी, कच्छ की खाड़ी और सुंदरबन डेल्टा ज्वारीय शक्ति स्थल हैं।
महासागरीय तापीय ऊर्जा:
उष्णकटिबंधीय महासागरों की सतह और गहरे स्तरों पर जल के तापमान में अंतर के कारण उपलब्ध ऊर्जा को महासागरीय तापीय ऊर्जा कहा जाता है। महासागरीय तापीय ऊर्जा रूपांतरण बिजली संयंत्रों के संचालन के लिए सतही जल और समुद्र के गहरे जल के बीच 20 डिग्री सेल्सियस या उससे अधिक के अंतर की आवश्यकता होती है। समुद्र के गर्म सतही जल का उपयोग अमोनिया जैसे तरल को उबालने के लिए किया जाता है। उबालने से बनने वाले तरल के उच्च दाब वाले वाष्प का उपयोग जनरेटर के टर्बाइन को घुमाने और बिजली पैदा करने के लिए किया जाता है। गहरे महासागरों के ठंडे जल को वाष्पों को तरल में ठंडा और संघनित करने के लिए पंप किया जाता है। इस प्रकार यह प्रक्रिया चौबीसों घंटे लगातार चलती रहती है।
भू – तापीय ऊर्जा:
पृथ्वी के अंदर मौजूद गर्म चट्टानों से प्राप्त ऊर्जा को भूतापीय ऊर्जा कहा जाता है। उच्च तापमान और उच्च दाब वाले भाप क्षेत्र पृथ्वी की सतह के नीचे कई स्थानों पर मौजूद हैं। यह ऊष्मा चट्टानों में प्राकृतिक रूप से मौजूद रेडियोधर्मी पदार्थ के विखंडन से आती है। कुछ स्थानों पर, मणिकरण, कुल्लू और सोहाना, हरियाणा में प्राकृतिक गीजर के रूप में दरारों के माध्यम से भाप या गर्म जल प्राकृतिक रूप से जमीन से बाहर आता है। कई बार धरती के नीचे की भाप या उबलता जल बाहर आने के लिए जगह नहीं ढूंढ पाता है। हम कृत्रिम रूप से गर्म चट्टानों तक एक छेद ड्रिल कर सकते हैं और उसमें एक पाइप लगाकर भाप या गर्म पानी को उच्च दाब पर पाइप के माध्यम से बाहर निकाल सकते हैं जो बिजली पैदा करने के लिए जनरेटर के टर्बाइन को घुमाता है।
बायोमास ऊर्जा, बायोगैस, जैव ईंधन, ईंधन के रूप में हाइड्रोजन भी अक्षय ऊर्जा संसाधन हैं।