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क्या सोलर फ्लेयर्स का सौर ऊर्जा उत्पादन पर प्रभाव पड़ता है?

Oct 14, 2024 एक संदेश छोड़ें

क्या सौर ज्वालाओं का सौर ऊर्जा उत्पादन पर प्रभाव पड़ता है?

 

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सोलर फ्लेयर्स क्या हैं?

 

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तेजी से घूमने वाले पिंड की ऊर्जा आम तौर पर सूर्य की सतह से सौर ज्वाला नामक विस्फोटक विस्फोट उत्पन्न करती है। इस प्रकार के विस्फोट सनस्पॉट के आसपास होते हैं और संग्रहित चुंबकीय ऊर्जा के त्वरित विमोचन के परिणामस्वरूप जबरदस्त मात्रा में विकिरण छोड़ते हैं। सोलर फ्लेयर्स कोरोनल मास इजेक्शन (सीएमई) भी उत्पन्न करते हैं, जिसमें सौर विस्फोटों द्वारा भारी मात्रा में आवेशित कण अंतरिक्ष में निष्कासित हो जाते हैं।

यदि पृथ्वी किसी एक या दोनों से सीधे प्रभावित होती है, तो पृथ्वी पर भू-चुंबकीय तूफान आते हैं, जो रेडियो और उपग्रह प्रसारण को बाधित करते हैं और संभावित रूप से विद्युत ग्रिड को प्रभावित कर सकते हैं।

ताकत निर्धारित करने के लिए सभी सोलर फ्लेयर्स को X-क्लास के पदनाम दिए गए हैं, इसलिए जब पिछले दो X1.2 सोलर फ्लेयर्स हुए तो पूरे दक्षिण पूर्व एशिया और ऑस्ट्रेलिया में कई शॉर्टवेव रेडियो ब्लैकआउट थे। 2026 में, एक M5.7 सोलर फ्लेयर एचएफ रेडियो प्रसारण/प्रभाव को बाधित करने के लिए जिम्मेदार था और इसने पृथ्वी पर निर्देशित एक सीएमई का उत्पादन किया। वैज्ञानिक अवलोकन से पता चलता है कि सूर्य एक एस - क्लास सुपरफ्लेयर (परिमाण> एक्स10) के लिए "अतिदेय" हो सकता है। घटना की पहली संभावना 2025 के मध्य से 2026 के मध्य तक होने का अनुमान है।

 

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सौर पैनलों पर सीधा प्रभाव: एक सूक्ष्म चित्र

 

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एक आम ग़लतफ़हमी के विपरीत, सौर फ्लेयर्स सौर पैनलों को ऊर्जा का अतिरिक्त "बढ़ावा" नहीं देते हैं। वास्तव में, एक शक्तिशाली फ्लेयर से निकलने वाला विकिरण फोटोवोल्टिक कोशिकाओं में हस्तक्षेप कर सकता है, जिससे चार्ज में असंतुलन पैदा हो सकता है जिससे सेल दक्षता कम हो जाती है और बिजली उत्पादन कम हो जाता है।

हालाँकि, जमीन आधारित सौर पैनलों पर सीधा खतरा अपेक्षाकृत सीमित है। सौर पैनलों में स्वयं न्यूनतम इलेक्ट्रॉनिक्स होते हैं, जो उन्हें विद्युत चुम्बकीय दालों या प्रत्यक्ष फ्लेयर विकिरण से क्षति के कम जोखिम में डालता है। वास्तविक भेद्यता कहीं और है।

उपग्रहों और अंतरिक्षयानों पर अंतरिक्ष आधारित सौर सारणियों - के लिए कहानी अलग है। सौर ज्वालाओं से निकलने वाले उच्च ऊर्जा प्रोटॉन ऐरे आउटपुट में अचानक चरणबद्ध तरीके से गिरावट का कारण बन सकते हैं। अनुसंधान से पता चला है कि सौर प्रोटॉन फ्लेयर्स सौर सरणी दक्षता पर लगभग तत्काल प्रभाव डाल सकते हैं। 2003 में, एक बड़े सौर तूफान के कारण EUMETSAT के सभी भूस्थैतिक अंतरिक्ष यान की बिजली में औसतन 3% की गिरावट आई। सौर ज्वाला प्रोटॉन से होने वाला क्षरण 3% या अधिक की अचानक बूंदों का रूप लेता है, जबकि इलेक्ट्रॉन प्रेरित क्षरण स्थिर और क्रमिक होता है। नासा अनुसंधान ने यह भी प्रदर्शित किया है कि सौर फ्लेयर प्रोटॉन के कारण होने वाली विकिरण क्षति को आंशिक रूप से "एनील आउट" किया जा सकता है - एक थर्मल प्रक्रिया जो कुछ क्षति की मरम्मत करती है - संभावित रूप से उपग्रह जीवनकाल में अरबों की बिजली बिक्री राजस्व की हानि से बचाती है।

 

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असली ख़तरा: ग्रिड, पैनल नहीं

 

हालाँकि सौर तूफान के कारण सौर पैनल स्वयं बहुत अधिक प्रभावित नहीं होंगे, लेकिन जो घटक उन पैनलों से उपभोक्ताओं तक बिजली पहुंचाने में मदद करते हैं, उन्हें सौर तूफान से अत्यधिक प्रभाव झेलना पड़ेगा। भू-चुंबकीय रूप से प्रेरित धाराएं (जीआईसी) संभावित रूप से लंबी बिजली पारेषण लाइनों के माध्यम से प्रवाहित हो सकती हैं, जिससे ट्रांसफार्मर को नुकसान पहुंचने की संभावना होती है, जिससे प्रतिक्रियाशील बिजली की हानि होती है, संभवतः बिजली विनाशकारी रूप से नष्ट हो जाती है और जिसके परिणामस्वरूप बड़े पैमाने पर ब्लैकआउट होता है।

उदाहरण के लिए, 1989 क्यूबेक पावर आउटेज सबसे प्रसिद्ध भू-चुंबकीय तूफान से संबंधित आउटेज में से एक था और न्यू जर्सी के दक्षिण में ट्रांसफार्मर क्षतिग्रस्त हो गए थे। आज कैरिंगटन जैसी घटना का जोखिम, 1859 के सौर तूफान की तरह, उपग्रहों, जीपीएस और पावर ग्रिड (सौर फार्म शामिल) के लिए वैश्विक व्यवधान पैदा कर सकता है। बिजली में इन व्यवधानों का वास्तव में प्रतिकूल प्रभाव पड़ेगा जिससे सौर ऊर्जा को ग्रिड पर पहुंचाने से नियंत्रित करने वाले इलेक्ट्रॉनिक्स को होने वाली विद्युत क्षति के कारण सौर खेतों से सौर उत्पादन बंद हो जाएगा।

संभावित खतरों के संदर्भ में, फोटोवोल्टिक प्रणालियों में स्थापित सौर पैनल बिजली का उत्पादन करते हैं, जबकि इनवर्टर और ट्रांसफार्मर उस ऊर्जा को विद्युत ग्रिड के प्रत्यावर्ती धारा (एसी) के साथ संगत विद्युत आउटपुट में बदल सकते हैं। सौर फार्म के पुराने घटक, जैसे इनवर्टर और ट्रांसफार्मर, उम्र बढ़ने या यांत्रिक विफलता के कारण संभावित विद्युत विफलता के अधीन हो सकते हैं। जब एक भू-चुंबकीय तूफान आता है, तो यह एक अस्थिर विद्युत वातावरण बना सकता है जो सौर फार्म के मौजूदा दोषपूर्ण (पुराने) घटकों को नुकसान पहुंचा सकता है। ऐसी घटनाओं से इन घटकों के बीच पूर्ण विफलता का जोखिम काफी बढ़ सकता है।

 

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अप्रत्यक्ष प्रभाव: पूर्वानुमान और संचालन

 

हार्डवेयर क्षति के अलावा, सौर ज्वालाएँ अधिक सूक्ष्म तरीकों से सौर ऊर्जा उत्पादन को प्रभावित करती हैं। आग की लपटें जीपीएस और उपग्रह संचार को बाधित कर सकती हैं जिन पर कई सौर निगरानी और ग्रिड प्रबंधन प्रणालियाँ निर्भर करती हैं। जब उच्च -आवृत्ति रेडियो संचार ब्लैक आउट हो जाते हैं - जैसा कि मई 2026 एम5.7 फ्लेयर के दौरान हुआ था - तो वितरित सौर संपत्तियों की दूरस्थ निगरानी और नियंत्रण से समझौता किया जा सकता है।

ग्रिड संचालक तेजी से अंतरिक्ष मौसम अलर्ट को अपनी योजना में शामिल कर रहे हैं। टेक्सास में, ईआरसीओटी ने हाल ही में संघीय अंतरिक्ष मौसम पूर्वानुमानकर्ताओं की भू-चुंबकीय चेतावनी से जुड़े एक बाजार नोटिस को रद्द कर दिया, जिससे पता चलता है कि दक्षिणी ग्रिड के लिए भी खतरा वास्तविक है। उपयोगिताएँ अंतरिक्ष मौसम अलर्ट को ट्रैक करती हैं और जरूरत पड़ने पर संचालन को संशोधित कर सकती हैं, लेकिन चुनौती यह है कि सौर ज्वालाओं और भू-चुंबकीय तूफानों की भविष्यवाणी करना बेहद मुश्किल है।

 

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एक उम्मीद की किरण: विकिरण पर न्यूनतम प्रभाव

 

जो लोग इस बात से चिंतित हैं कि क्या सौर ज्वालाएँ उनके पैनलों तक पहुँचने वाली वास्तविक सूर्य की रोशनी को कम कर देती हैं, उनके लिए यह खबर आश्वस्त करने वाली है। जबकि 11{2}}वर्षीय सौर चक्र अलौकिक विकिरण में उतार-चढ़ाव का कारण बनता है - सूर्य का प्रकाश पृथ्वी के ऊपरी वायुमंडल तक पहुंचता है - प्रभाव उल्लेखनीय रूप से छोटा होता है। सौर चक्र के चरम पर अलौकिक विकिरण में केवल 1 वाट प्रति वर्ग मीटर की वृद्धि होती है, जो एक वर्ष में औसतन एक प्रतिशत का लगभग दसवां हिस्सा होता है। यह भिन्नता पृथ्वी की अण्डाकार कक्षा के कारण अनुमानित 3.5% मौसमी उतार-चढ़ाव से बौनी हो गई है। सौर संसाधन विशेषज्ञों के अनुसार, "सौर विकिरण मॉडलिंग गणना में प्रभाव को शामिल करने का प्रयास करने में भी बहुत कम मूल्य है।"

तूफ़ान की तैयारी

जैसे-जैसे सौर चक्र 25 तीव्र होता जा रहा है, सौर उद्योग खतरे को गंभीरता से ले रहा है। निर्माता इनवर्टर और मॉनिटरिंग सिस्टम के लिए अधिक विकिरण {{2}कठोर इलेक्ट्रॉनिक्स डिजाइन कर रहे हैं। ग्रिड संचालक शमन रणनीतियाँ विकसित कर रहे हैं, जिसमें भू-चुंबकीय तूफानों के दौरान कमजोर ट्रांसफार्मर को अलग करने की क्षमता भी शामिल है। और शोधकर्ता पूर्वानुमान में सुधार के लिए सौर गतिविधि के भौतिकी का अध्ययन करना जारी रखते हैं।

छत पर सौर ऊर्जा वाले घर के मालिकों के लिए, व्यावहारिक सलाह सीधी है: पैनल स्वयं कठोर होते हैं और सबसे चरम घटनाओं को छोड़कर सभी से क्षतिग्रस्त होने की संभावना नहीं होती है। बड़ी चिंता ग्रिड स्थिरता है। फ़ोन चार्ज रखना, आपातकालीन किट तैयार रखना और अंतरिक्ष मौसम अलर्ट के बारे में सूचित रहना विवेकपूर्ण कदम हैं।