सौर पैनलों का संक्षिप्त इतिहास | प्रायोजित | स्मिथसोनियन - लेख, नवाचार, ऊर्जा, प्रायोजित

22 अप्रैल 1970 को पहला पृथ्वी दिवस मनाया गया था, इससे पहले पर्यावरण के बारे में जागरूकता पैदा करना और पर्यावरण संरक्षण के लिए समर्थन, वैज्ञानिक सौर ऊर्जा में पहली खोज कर रहे थे। यह सब फ्रांस में काम करने वाले एक युवा भौतिक विज्ञानी एडमंड बेकरेल के साथ शुरू हुआ, जिन्होंने 1839 में फोटोवोल्टिक प्रभाव देखा और खोजा- एक ऐसी प्रक्रिया जो प्रकाश या उज्ज्वल ऊर्जा के संपर्क में आने पर एक वोल्टेज या विद्युत प्रवाह का उत्पादन करती है। कुछ दशकों बाद, फ्रांसीसी गणितज्ञ ऑगस्टिन मोचोट भौतिकविद के काम से प्रेरित थे। उन्होंने 1860 के दशक में सौर ऊर्जा से चलने वाले इंजनों के लिए पेटेंट दर्ज करना शुरू किया। फ्रांस से अमेरिका तक, आविष्कारक गणितज्ञों के पेटेंट से प्रेरित थे और 1888 की शुरुआत में सौर-संचालित उपकरणों पर पेटेंट के लिए दायर किए गए थे।

चार्ल्स फ्रिट्स ने 1884 में न्यूयॉर्क सिटी छत पर पहला सौर पैनल स्थापित किया। (जॉन पर्लिन के सौजन्य से)

1883 में एक हल्का कदम वापस लें जब न्यूयॉर्क के आविष्कारक चार्ल्स फ्रिट्स ने सेलेनियम को सोने की पतली परत के साथ कोटिंग करके पहला सौर सेल बनाया। फ्रिट्स ने बताया कि सेलेनियम मॉड्यूल ने एक वर्तमान "निरंतर, स्थिर और काफी बल का उत्पादन किया।" इस सेल ने 1 से 2 प्रतिशत की ऊर्जा रूपांतरण दर हासिल की। अधिकांश आधुनिक सौर सेल 15 से 20 प्रतिशत की दक्षता पर काम करते हैं। तो, फ्रिट्स ने बनाया जो एक कम प्रभाव वाला सौर सेल था, लेकिन फिर भी, यह अमेरिका में फोटोवोल्टिक सौर पैनल नवाचार की शुरुआत थी। इतालवी भौतिक विज्ञानी, रसायनज्ञ और बिजली और बिजली के अग्रणी के रूप में नामित, एलेसेंड्रो वोल्टा, फोटोवोल्टिक प्रकाश ऊर्जा को बिजली में बदलने के लिए अधिक तकनीकी शब्द है, और इसका उपयोग फोटोइलेक्ट्रिक शब्द के साथ किया जाता है।

एडवर्ड वेस्टन का "यूटिलाइजिंग सोलर रेडिएंट एनर्जी के लिए अपॉइंटमेंट, " 4 सितंबर, 1888 को पेटेंट कराया गया। (यूएस पेटेंट 389, 124)

1888 में कुछ ही साल बाद, आविष्कारक एडवर्ड वेस्टन को सौर कोशिकाओं के लिए दो पेटेंट प्राप्त हुए - यूएस पेटेंट 389, 124 और यूएस पेटेंट 389, 425। दोनों पेटेंट के लिए, वेस्टन ने प्रस्तावित किया, "सूर्य से प्राप्त होने वाली उज्ज्वल ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में या विद्युत ऊर्जा के माध्यम से यांत्रिक ऊर्जा में बदलने के लिए।" प्रकाश ऊर्जा सौर सेल (एक), एक थर्मोपाइल पर लेंस (एफ) के माध्यम से केंद्रित है। (एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण जो ऊष्मीय ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है) जो असमान धातुओं की सलाखों से बना होता है। "प्रकाश सौर सेल को गर्म करता है और इलेक्ट्रॉनों को जारी करने और प्रवाह करने के लिए चालू करता है। इस उदाहरण में, प्रकाश गर्मी पैदा करता है, जो बिजली बनाता है; यह एक तापदीप्त प्रकाश बल्ब के काम करने के तरीके का बिल्कुल उल्टा है, जिससे बिजली को गर्मी में परिवर्तित किया जाता है और फिर प्रकाश उत्पन्न होता है।

उसी वर्ष, हांग्जो स्टोलेटोव के नाम से एक रूसी वैज्ञानिक ने फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव के आधार पर पहला सौर सेल बनाया, जो तब होता है जब प्रकाश एक सामग्री पर गिरता है और इलेक्ट्रॉनों को छोड़ दिया जाता है। यह प्रभाव पहली बार एक जर्मन भौतिक विज्ञानी, हेनरिक हर्ट्ज ने देखा था। हर्ट्ज ने अपने शोध में पाया कि दृश्य प्रकाश की तुलना में पराबैंगनी प्रकाश द्वारा अधिक शक्ति का निर्माण किया गया था। आज, सौर सेल सूर्य के प्रकाश को बिजली में बदलने के लिए फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव का उपयोग करते हैं। 1894 में, अमेरिकी आविष्कारक मेल्विन सेवरी को "बढ़ते और ऑपरेटिंग थर्मोपाइल्स के लिए उपकरण" के लिए 527, 377 पेटेंट प्राप्त हुए और "सौर गर्मी द्वारा बिजली पैदा करने के लिए एक उपकरण" के लिए 527, 379। दोनों पेटेंट फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव की खोज के आधार पर अनिवार्य रूप से शुरुआती सौर सेल थे। पहली उत्पन्न "थर्मो-पाइल पर सौर ताप की क्रिया द्वारा बिजली" और सूर्य के दैनिक और वार्षिक आंदोलनों के दौरान एक निरंतर विद्युत प्रवाह का उत्पादन कर सकता है, जिसने किसी को भी सूरज की चाल के अनुसार थर्मोपाइल को स्थानांतरित करने से दूर कर दिया। 1889 से सेवरी का दूसरा पेटेंट सूरज की तापीय ऊर्जा का उपयोग गर्मी, प्रकाश और बिजली के लिए बिजली का उत्पादन करने के लिए भी था। "थर्मस पाइल्स, " या सौर सेल, जैसा कि आज हम उन्हें कहते हैं, उन्हें एक मानक पर रखा गया था ताकि उन्हें ऊर्ध्वाधर दिशा में और साथ ही टर्नटेबल पर नियंत्रित किया जा सके, जिससे उन्हें क्षैतिज विमान में स्थानांतरित होने में मदद मिली। "इन दो आंदोलनों के संयोजन से, ढेर का चेहरा दिन के सभी समय और वर्ष के सभी मौसमों के विपरीत सूर्य के विपरीत बनाए रखा जा सकता है, " पेटेंट पढ़ता है।

मेल्विन एल। सेवरी की "माउंटिंग और ऑपरेटिंग थर्मोपाइल्स के लिए उपकरण, " 9 अक्टूबर, 1894 को पेटेंट कराया गया (यूएस पेटेंट 527, 377)

मेल्विन एल। सेवरी की "सोलर हीट द्वारा विद्युत उत्पन्न करने के लिए उपकरण, " 9 अक्टूबर, 1894 को पेटेंट कराया गया (यूएस पेटेंट 527, 379)

लगभग एक दशक बाद, अमेरिकी आविष्कारक हैरी रीगन को थर्मल बैटरी के लिए पेटेंट प्राप्त हुआ, जो कि थर्मल ऊर्जा को स्टोर और रिलीज करने के लिए उपयोग की जाने वाली संरचनाएं हैं। थर्मल बैटरी का आविष्कार एक बड़े द्रव्यमान के द्वारा ऊष्मा को एकत्र करने और संग्रहीत करने के लिए किया गया था जो ऊर्जा को गर्म कर सकती है और छोड़ सकती है। यह बिजली का भंडारण नहीं करता है, लेकिन "हीट", हालांकि, सिस्टम आज पारंपरिक टर्बाइनों द्वारा बिजली उत्पन्न करने के लिए इस तकनीक का उपयोग करते हैं। 1897 में, रीगन को "थर्मो बैटरी के लिए सौर ताप के अनुप्रयोग" के लिए यूएस पेटेंट 588, 177 दिया गया था। पेटेंट के दावों में, रीगन ने कहा कि उनके आविष्कार में "तंत्र का एक उपन्यास निर्माण जिसमें सूर्य की किरणों को ताप थर्मो के लिए उपयोग किया जाता है बैटरी, सूर्य की किरणों को एक फोकस में केंद्रित करने वाली वस्तु और किरणों के फोकस पर थर्मो-बैटरी के जंक्शनों का एक सेट होता है, जबकि उपयुक्त थर्मो-बैटरी के अन्य जंक्शनों पर उपयुक्त शीतलन उपकरण लगाए जाते हैं। उनका आविष्कार। आवश्यकतानुसार सौर ऊष्मा को एकत्रित करना, भंडारण करना और वितरित करना एक साधन था।

एचसी रीगन की "थर्मो बैटरियों के लिए सौर ताप का अनुप्रयोग, " 17 अगस्त, 1897 (यूएस पेटेंट 5888177) का पेटेंट कराया गया

1913 में, वाशिंगटन, डीसी के विलियम कोबलेंट्ज़ को "थर्मल जनरेटर" के लिए 1, 077, 219 पेटेंट प्राप्त हुआ, जो एक ऐसा उपकरण था, जो उपयोगी कार्य करने के लिए ऐसी क्षमता के विद्युत प्रवाह को उत्पन्न करने के लिए "प्रकाश किरणों" का उपयोग करता था। सस्ते और मजबूत निर्माण के लिए आविष्कार। हालांकि यह पेटेंट सौर पैनल के लिए नहीं था, इन थर्मल जनरेटर का आविष्कार या तो गर्मी को सीधे बिजली में बदलने के लिए या उस ऊर्जा को हीटिंग और कूलिंग के लिए बिजली में बदलने के लिए किया गया था।

28 अक्टूबर, 1913 (यूएस पेटेंट 1, 077, 219) के अनुसार डब्ल्यूडब्ल्यू कोब्लेन्टज़ का "थर्मल जेनरेटर"

1950 के दशक तक, बेल प्रयोगशालाओं ने महसूस किया कि सिलिकॉन जैसे अर्धचालक पदार्थ सेलेनियम से अधिक कुशल थे। वे एक सौर सेल बनाने में कामयाब रहे जो 6 प्रतिशत कुशल था। इन्वेंटर्स डेरिल चैपिन, केल्विन फुलर, और गेराल्ड पियरसन (2008 में नेशनल इन्वेंटर्स हॉल ऑफ फ़ेम में शामिल) बेल लेबोरेटरीज में सिलिकॉन सौर सेल के पीछे दिमाग थे। जबकि इसे सौर ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करने के लिए पहला व्यावहारिक उपकरण माना जाता था, फिर भी अधिकांश लोगों के लिए यह निषेधात्मक था। सिलिकॉन सौर कोशिकाओं का उत्पादन करना महंगा है, और जब आप एक सौर पैनल बनाने के लिए कई कोशिकाओं को जोड़ते हैं, तो जनता के लिए खरीदना और भी महंगा हो जाता है। डेलावेयर विश्वविद्यालय को 1973 में पहली सौर इमारतों, "सौर एक" बनाने का श्रेय दिया जाता है। निर्माण सौर तापीय और सौर फोटोवोल्टिक शक्ति के संयोजन पर चला। इमारत में सौर पैनलों का उपयोग नहीं किया गया था; इसके बजाय, सौर को छत में एकीकृत किया गया था।

डीएम चैपिन एट अल के "सौर ऊर्जा परिवर्तित उपकरण, " 5 फरवरी, 1957 को पेटेंट कराया गया (यूएस पेटेंट 2, 717, 767)

यह 1970 के दशक के आसपास था कि संयुक्त राज्य अमेरिका में एक ऊर्जा संकट उभरा। कांग्रेस ने सौर ऊर्जा अनुसंधान, विकास और प्रदर्शन अधिनियम 1974 पारित किया और संघीय सरकार पहले से कहीं अधिक "सौर व्यवहार्य और सस्ती और जनता के लिए बाजार बनाने के लिए" प्रतिबद्ध थी। "सोलर वन" की शुरुआत के बाद, लोगों ने सौर देखा। उनके घरों के लिए एक विकल्प के रूप में ऊर्जा। परंपरागत ऊर्जा की कीमतों में गिरावट के कारण 1980 के दशक में विकास धीमा हो गया। लेकिन अगले दशकों में, सौर ऊर्जा का उपयोग करने वालों के लिए अनुदान और कर प्रोत्साहन बनाने के लिए संघीय सरकार सौर ऊर्जा अनुसंधान और विकास के साथ अधिक शामिल थी। सौर ऊर्जा उद्योग संघ के अनुसार, संयुक्त राज्य अमेरिका में पिछले 10 वर्षों में सौर की औसत वार्षिक विकास दर 50 प्रतिशत रही है, जिसका मुख्य कारण 2006 में लागू सौर निवेश कर क्रेडिट है। स्थापना के कारण अब सौर स्थापित करना और भी सस्ती है पिछले दशक में लागत में 70 प्रतिशत से अधिक की गिरावट आई।

कहा कि, कम से कम हाल ही में, सौर कोशिकाओं को सौंदर्यवादी रूप से मनभावन या सुंदर बनाने की तुलना में एक व्यवहार्य और सस्ती ऊर्जा समाधान खोजने का साधन अधिक महत्वपूर्ण है। अमेरिकी छतों पर पारंपरिक सौर पैनल आंख के लिए बिल्कुल सूक्ष्म या मनभावन नहीं होते हैं। वे कई बार पड़ोसियों के लिए आंखों की रोशनी बन चुके हैं, और निश्चित रूप से घर के मालिकों के लिए एक दर्द से निपटने के लिए है, लेकिन पर्यावरण के लिए लाभ पर्याप्त हैं। तो, संतुलन कहाँ है? आज, कंपनियां बेहतर दिखने और उन्नत सौर प्रौद्योगिकी, जैसे भवन-लागू फोटोवोल्टिक (BAPV) के लिए प्रयास कर रही हैं। इस प्रकार के विवेकाधीन सौर सेल को मौजूदा छत टाइलों या सिरेमिक और इमारतों के ग्लास facades में एकीकृत किया गया है।

सोलस इंजीनियरिंग, एनपुल्ज़, गार्जियन इंडस्ट्रीज कॉर्पोरेशन, सोलरसिटी कॉर्पोरेशन, यूनाइटेड सोलर सिस्टम्स, और टेस्ला (सोलरसिटी के साथ विलय के बाद) सभी को सौर कोशिकाओं के लिए पेटेंट जारी किए गए हैं जो पारंपरिक सौर पैनल की तुलना में बहुत अधिक विचारशील हैं। सभी पेटेंट में फोटोवोल्टिक प्रणाली शामिल होती है, जो सिलिकॉन जैसे अर्धचालक पदार्थों का उपयोग करके प्रकाश को बिजली में बदल देती है। सौर पैनल और सौर प्रौद्योगिकी एक लंबा सफर तय कर चुके हैं, इसलिए ये पेटेंट किए गए आविष्कार इस बात का सबूत हैं कि तकनीक अभी भी अपनी दक्षता और सौंदर्यशास्त्र में सुधार कर रही है।

26 जून, 2018 (US पेटेंट D821, 614) का पेटेंट किया गया SolarCity Corporation का "फोटोवोल्टिक रूफ टाइल"

यूनाइटेड सोलर सिस्टम्स कॉर्पोरेशन का "फोटोवोल्टिक शिंगल सिस्टम, " 1 अगस्त, 1995 (यूएस पेटेंट 5, 4, 7, 750)

गार्जियन इंडस्ट्रीज कार्पोरेशन के "फोटोवोल्टिक सिस्टम और एसोसिएटेड कंपोनेंट्स जो बिल्डिंग और / या एसोसिएटेड मेथड पर उपयोग किए जाते हैं, " 1 दिसंबर 2015 को पेटेंट कराया गया (यूएस पेटेंट 9, 202, 958)