एक यात्री दोपहर की गर्मी में बस से उतर रहा है, फ़ोन पहले से ही 12 प्रतिशत चालू है, और कोई दीवार सॉकेट भी नहीं दिख रहा है। घने शहरों में यह दृश्य परिचित है जहां चार्जिंग बुनियादी ढांचे ने डिवाइस पर निर्भरता को बरकरार नहीं रखा है। गतिशीलता और बिजली की मांग के बीच उस अंतर में एक विचार है जो एक बार देखने पर लगभग स्पष्ट लगता है: चार्जिंग के लिए एक सौर-संचालित छाता जो रोजमर्रा की छाया को एक छोटे, व्यक्तिगत ऊर्जा स्रोत में बदल देता है। यह ग्रिड या यहां तक कि पावर बैंक को भी पूरी तरह से बदलने की कोशिश नहीं कर रहा है। यह उस बर्बाद सतह क्षेत्र को पुनः प्राप्त करने का प्रयास कर रहा है जो पहले से ही उपयोगकर्ता के साथ यात्रा करता है।सोलर विज़न (एसवी) के अनुसार, जेम्स डायसन अवार्ड सबमिशन के हिस्से के रूप में यूनिवर्सिडैड कासा ब्लैंका के छात्र डिजाइनर विक्टोरिया गार्सिया मोरेनो द्वारा प्रस्तावित अवधारणा, जलरोधी चंदवा में लचीली फोटोवोल्टिक कोशिकाओं को एम्बेड करके उस तर्क को आगे बढ़ाती है, एकत्रित ऊर्जा को हैंडल में एकीकृत बैटरी में स्थानांतरित करती है। परिणाम एक मिश्रित वस्तु है: भाग मौसम सुरक्षा, भाग आपातकालीन चार्जर, भाग पोर्टेबल सौर प्रयोग।
सौर छतरियों और उनकी वास्तविक दुनिया की ऊर्जा सीमाओं के पीछे का विज्ञान
इसके मूल में, चार्जिंग के लिए सौर ऊर्जा से चलने वाली छतरी सतह के उपयोग में एक अभ्यास है। एक सामान्य कॉम्पैक्ट छाता, उसकी त्रिज्या के आधार पर, लगभग 0.5 से 1.0 वर्ग मीटर कपड़े के क्षेत्र में खुलता है। जब आप इसकी तुलना एंकर 625 सोलर पैनल जैसे पोर्टेबल सोलर पैनल से करते हैं, तो यह मामूली बात नहीं है, जो अपने फोल्ड-आउट रूप में सक्रिय सतह क्षेत्र के लगभग 0.6 वर्ग मीटर पर बैठता है।डिज़ाइन तर्क सीधा है. यदि चरम सूर्य के प्रकाश में सौर विकिरण लगभग 1,000 वाट प्रति वर्ग मीटर है, तो मामूली रूपांतरण दक्षता भी उपयोग योग्य बिजली का उत्पादन कर सकती है। वाणिज्यिक लचीले सौर सेल आमतौर पर सामग्री और स्थितियों के आधार पर लगभग 10 से 20 प्रतिशत दक्षता की सीमा में काम करते हैं। इसका मतलब है, आदर्श सूर्य के संपर्क में, एक छतरी के आकार की सतह सैद्धांतिक रूप से दसियों वाट उत्पन्न कर सकती है।लेकिन सिद्धांत और दैनिक उपयोग में तेजी से भिन्नता होती है। एक छाता शायद ही कभी एक आदर्श लंबवत कोण पर सूर्य का सामना करता है। यह चलता है, झुकता है, इमारतों से छाया पाता है, और अक्सर इसका उपयोग तब किया जाता है जब उपयोगकर्ता सीधे सूर्य की रोशनी से बचने की कोशिश कर रहा होता है। यह तनाव इस बात के केंद्र में है कि क्या अवधारणा वास्तव में उपयोगी है या केवल देखने में चतुर है।
सौर छतरियां वास्तव में कैसे काम करती हैं: पतली-फिल्म कोशिकाओं से लेकर हैंडल में यूएसबी-सी चार्जिंग तक
गार्सिया मोरेनो की अवधारणा में, चंदवा कठोर पैनलों के बजाय जलरोधक लचीले सौर कोशिकाओं से सुसज्जित है। ये आम तौर पर पतली-फिल्म प्रौद्योगिकियों जैसे अनाकार सिलिकॉन या नए पॉलिमर-आधारित फोटोवोल्टिक्स पर आधारित होते हैं। उनका लाभ यांत्रिक लचीलापन है। छत प्रणालियों में पाए जाने वाले कठोर मोनोक्रिस्टलाइन पैनलों की तुलना में उनका व्यापार-बंद कम दक्षता वाला है।ऊर्जा को छतरी की पसलियों में लगे प्रवाहकीय धागों से होते हुए हैंडल में लगी बैटरी में स्थानांतरित किया जाता है। वहां से, यूएसबी और यूएसबी-सी पोर्ट फोन या छोटे उपकरणों के लिए आउटपुट प्रदान करते हैं। व्यावहारिक रूप से, यह आधुनिक मोबाइल चार्जिंग मानकों के अनुरूप है। आजकल अधिकांश स्मार्टफ़ोन में बैटरी क्षमता लगभग 10 से 15 Wh के बीच होती है, जिसका अर्थ है कि समय के साथ एक छोटी सी सौर ऊर्जा भी आपातकालीन स्थितियों में उपयोग को सार्थक रूप से बढ़ा सकती है।जेम्स डायसन पुरस्कार ने पहले जल निस्पंदन बैकपैक से लेकर गतिज ऊर्जा उपकरणों तक, रोजमर्रा की वस्तुओं के साथ स्थिरता को मिलाने के इसी तरह के प्रयासों पर प्रकाश डाला है, हालांकि बहुत कम सौर छतरी डिजाइन प्रोटोटाइप चरण से आगे बढ़े हैं।
वास्तविक दुनिया में सौर छतरी अपनाने को सीमित करने वाली प्रमुख इंजीनियरिंग बाधाएँ
गंभीर विकास प्रयासों पर दो चुनौतियाँ हावी हैं। पहला फोटोवोल्टिक परत का स्थायित्व है। सौर कोशिकाओं को कपड़े में एम्बेड करना तब तक सरल लगता है जब तक कि आप छतरी की पसलियों के साथ बार-बार रेडियल तनाव को ध्यान में नहीं रखते। प्रत्येक उद्घाटन और समापन चक्र सूक्ष्म तनाव का परिचय देता है। सैकड़ों चक्रों में, वह तनाव मिश्रित हो जाता है। सौर पैनल लेमिनेशन में उपयोग की जाने वाली ईवीए (एथिलीन-विनाइल एसीटेट) परतों जैसे मजबूत एनकैप्सुलेशन के बिना, गिरावट वर्षों का नहीं बल्कि महीनों का मामला बन जाती है।दूसरा है ऊर्जा प्रबंधन. छोटे पैमाने के सौर उपकरण असंगत इनपुट से पीड़ित हैं। बादलों के गुजरने से वोल्टेज आउटपुट तेजी से स्विंग हो सकता है, जिसके लिए लिथियम बैटरी तक पहुंचने से पहले बिजली को स्थिर करने में सक्षम चार्ज नियंत्रक की आवश्यकता होती है। उस विनियमन के बिना, बैटरी जीवन तेजी से गिरता है। ये अनसुलझी समस्याएं नहीं हैं, लेकिन ये लागत और जटिलता जोड़ते हैं जो डिवाइस को एक साधारण उपभोक्ता सहायक बनने से दूर कर देते हैं।
