अमेरिकी वैज्ञानिकों ने एक लचीली सौर ‘त्वचा’ बनाई जो कपड़े की तरह फैली हुई है और अधिक ऊर्जा ग्रहण करने के लिए सूर्य का अनुसरण करती है

पारंपरिक सौर पैनलों ने नवीकरणीय ऊर्जा को बदल दिया है, लेकिन वे एक बड़ी सीमा के साथ आते हैं, वे कठोर, भारी होते हैं और छत या सौर फार्म जैसी सपाट सतहों पर बैठने के लिए डिज़ाइन किए जाते हैं। इससे उन्हें घुमावदार इमारतों, हल्के ढांचे या अपरंपरागत डिजाइनों पर स्थापित करना मुश्किल हो जाता है। संयुक्त राज्य अमेरिका में शोधकर्ता अब एक अलग दृष्टिकोण पर काम कर रहे हैं। उन्नत 3डी प्रिंटिंग का उपयोग करके, उन्होंने हेलियो स्किन नामक एक लचीला सौर पदार्थ विकसित किया है जो सूर्य के प्रकाश की प्रतिक्रिया में सूरजमुखी की तरह झुक सकता है, खिंच सकता है और यहां तक ​​कि हिल भी सकता है। यह नवाचार सौर प्रौद्योगिकी को उन इमारतों और संरचनाओं में एकीकृत करने की अनुमति दे सकता है जहां पारंपरिक पैनलों का उपयोग नहीं किया जा सकता है। यदि सफलतापूर्वक व्यावसायीकरण किया जाता है, तो प्रौद्योगिकी वास्तुकला, बुनियादी ढांचे और सार्वजनिक स्थानों में सौर ऊर्जा के उपयोग का विस्तार कर सकती है, जिससे स्वच्छ ऊर्जा उत्पादन पहले से कहीं अधिक अनुकूलनीय हो जाएगा।

‘हेलियो स्किन’ क्या है और लचीली सोलर स्किन कैसे काम करती है

के अनुसार कॉर्नेल विश्वविद्यालयहेलियो स्किन संयुक्त राज्य अमेरिका में शोधकर्ताओं द्वारा सौर ऊर्जा प्रणालियों को हल्का, अधिक अनुकूलनीय और रोजमर्रा की वास्तुकला में एकीकृत करने में आसान बनाने के लिए विकसित एक प्रयोगात्मक सौर तकनीक है। बड़े, कठोर ग्लास पैनलों पर भरोसा करने के बजाय, सिस्टम 3डी-मुद्रित लचीली त्वचा का उपयोग करता है जो घुमावदार और अनियमित सतहों के अनुरूप हो सकता है।इसकी सबसे विशिष्ट विशेषताओं में से एक इसकी हेलियोट्रोपिज्म की नकल करने की क्षमता है, जो सूरजमुखी जैसे पौधों में देखी जाने वाली प्राकृतिक गतिविधि है, जो सूर्य के प्रकाश के संपर्क को अधिकतम करने के लिए पूरे दिन अपने अभिविन्यास को समायोजित करती है। इस जैविक प्रक्रिया से प्रेरित होकर, हेलियो स्किन में लचीले तंत्र शामिल हैं जो सामग्री के हिस्सों को स्थानांतरित करने की अनुमति देते हैं, जिससे भारी यांत्रिक ट्रैकिंग सिस्टम पर भरोसा किए बिना अधिक सूर्य के प्रकाश को पकड़ने में मदद मिलती है।प्रोटोटाइप हल्के पदार्थों को प्रोग्राम करने योग्य संरचनाओं के साथ जोड़ता है, जिससे सौर त्वचा को अपनी कार्यक्षमता बनाए रखते हुए खिंचाव, मोड़ और अनुकूलन करने की अनुमति मिलती है। शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि यह बायोमिमेटिक दृष्टिकोण भविष्य की इमारतों में सौर प्रौद्योगिकियों को शामिल करने के तरीके में सुधार कर सकता है।

हेलियो स्किन सौर ऊर्जा का भविष्य क्यों बदल सकती है?

पारंपरिक सौर पैनल अत्यधिक कुशल होते हैं लेकिन अपेक्षाकृत भारी भी होते हैं, अक्सर प्रति पैनल 18 किलोग्राम या उससे अधिक वजन होता है क्योंकि वे कठोर ग्लास, एल्यूमीनियम फ्रेम और मजबूत माउंटिंग सिस्टम पर निर्भर होते हैं। हालाँकि यह डिज़ाइन छतों और सौर फार्मों के लिए अच्छी तरह से काम करता है, लेकिन यह सीमित करता है कि सौर तकनीक कहाँ स्थापित की जा सकती है और अक्सर इमारतों को अन्य तरीकों के बजाय पैनलों के आसपास डिजाइन करने की आवश्यकता होती है।हेलियो स्किन मौलिक रूप से भिन्न दृष्टिकोण अपनाती है। क्योंकि यह हल्का, लचीला और अपने आकार को अनुकूलित करने में सक्षम है, इसे एक दिन घुमावदार अग्रभागों, छतरियों, स्टेडियम की छतों, परिवहन आश्रयों और अन्य जटिल वास्तुशिल्प सतहों के चारों ओर लपेटा जा सकता है जहां पारंपरिक फोटोवोल्टिक पैनल स्थापित करना मुश्किल या असंभव है। सौर पैनलों को बुनियादी ढांचे के अलग-अलग टुकड़ों के रूप में मानने के बजाय, आर्किटेक्ट बिजली उत्पादन को सीधे इमारत की “त्वचा” में एकीकृत कर सकते हैं।परियोजना के बारे में एक साक्षात्कार में बोलते हुए, कॉर्नेल विश्वविद्यालय के प्रोफेसर जेनी सबिन ने कहा कि टीम इस बात पर पुनर्विचार करना चाहती थी कि सौर प्रौद्योगिकी वास्तुकला के साथ कैसे संपर्क करती है। इमारतों को सौर पैनलों को समायोजित करने के लिए कहने के बजाय, उन्होंने पूछा कि कैसे सौर प्रणालियाँ स्वयं एक इमारत के डिजाइन का हिस्सा बन सकती हैं, जो सूरज की रोशनी का उत्पादन जारी रखते हुए विभिन्न आकृतियों और अभिविन्यासों को अपना सकती हैं।परियोजना के बारे में बोलते हुए, उन्होंने हेलियो स्किन को “वास्तव में परिवर्तनकारी” अवधारणा के रूप में वर्णित किया। उन्होंने कहा कि टीम एक ऐसी प्रणाली विकसित करने के लिए तैयार है जो अनुकूली, उत्तरदायी और बहुक्रियाशील हो, जिससे नवीकरणीय ऊर्जा प्रौद्योगिकियों को इमारतों में अलग-अलग परिवर्धन के रूप में व्यवहार किए जाने के बजाय निर्मित वातावरण में सहजता से मिश्रित किया जा सके।जहां सौर प्रौद्योगिकी स्थापित की जा सकती है, उसका विस्तार करने के अलावा, हेलियो स्किन भारी सहायक ढांचे की आवश्यकता को भी कम कर सकती है, हल्के संरचनाओं, अस्थायी प्रतिष्ठानों और वास्तुशिल्प रूप से महत्वाकांक्षी इमारतों के लिए संभावनाएं खोल सकती है जो वर्तमान में पारंपरिक सौर पैनलों को समायोजित नहीं कर सकती हैं। हालाँकि अभी भी प्रोटोटाइप चरण में, परियोजना एक ऐसे भविष्य की ओर इशारा करती है जिसमें नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालियों को अब इमारतों में नहीं जोड़ा जाएगा; वे स्वयं इमारतों का हिस्सा बन जाते हैं।

कैसे 3डी प्रिंटिंग ने सौर त्वचा को संभव बनाया

शोधकर्ताओं ने हेलियो स्किन प्रोटोटाइप के निर्माण के लिए 3डी-प्रिंटिंग तकनीकों का उपयोग किया, जिससे वे जटिल ज्यामितीय संरचनाएं बनाने में सक्षम हुए जिन्हें पारंपरिक विनिर्माण विधियों का उपयोग करके उत्पादन करना मुश्किल या असंभव होगा। मुद्रित घटक लचीलापन और नियंत्रित गति दोनों प्रदान करते हैं, जिससे सामग्री को अपनी संरचनात्मक अखंडता खोए बिना विकृत होने की अनुमति मिलती है।यह डिज़ाइन ओरिगेमी, सॉफ्ट रोबोटिक्स और बायोमिमिक्री से प्रेरणा लेता है, जिसमें प्रकृति से उधार लिए गए विचारों के साथ इंजीनियरिंग का संयोजन किया गया है। सामग्री की ज्यामिति की प्रोग्रामिंग करके, शोधकर्ता यह प्रभावित कर सकते हैं कि यह कैसे झुकता है और सूर्य के प्रकाश सहित पर्यावरणीय परिस्थितियों पर प्रतिक्रिया करता है।यह दृष्टिकोण तेजी से प्रोटोटाइप की भी अनुमति देता है, जिसका अर्थ है कि पारंपरिक सौर हार्डवेयर की तुलना में नए डिजाइनों का परीक्षण और परिष्कृत किया जा सकता है।

क्या लचीली सौर त्वचा भविष्य की इमारतों का हिस्सा बन सकती है?

हालाँकि हेलियो स्किन अभी भी एक शोध प्रोटोटाइप है, यह दर्शाता है कि नवीकरणीय ऊर्जा प्रौद्योगिकियाँ फ्लैट छत पैनलों से परे कैसे विकसित हो रही हैं। वैज्ञानिक एक ऐसे भविष्य की कल्पना करते हैं जिसमें सौर ऊर्जा पैदा करने वाली सामग्रियों को भवन के बाहरी हिस्सों, सार्वजनिक स्थानों और शहरी बुनियादी ढांचे में शामिल किया जाएगा, जिससे शहरों को अतिरिक्त भूमि की आवश्यकता के बिना स्वच्छ बिजली का उत्पादन करने की अनुमति मिलेगी।व्यावसायिक तैनाती से पहले, शोधकर्ताओं को प्रौद्योगिकी के स्थायित्व, दीर्घकालिक मौसम प्रतिरोध, ऊर्जा दक्षता और विनिर्माण लागत में सुधार करने की आवश्यकता होगी। फिर भी, हेलियो स्किन इस बात पर प्रकाश डालती है कि कैसे सामग्री विज्ञान, 3डी प्रिंटिंग और जैव-प्रेरित इंजीनियरिंग में प्रगति सौर ऊर्जा प्रणालियों की उपस्थिति और कार्य को फिर से परिभाषित कर सकती है।सफल होने पर, लचीली सौर परतें एक दिन इमारतों को उन स्थानों पर बिजली उत्पन्न करने के लिए सूरज की रोशनी का उपयोग करने, खींचने, झुकने और यहां तक ​​कि सूर्य का अनुसरण करने में सक्षम कर सकती हैं जहां पारंपरिक पैनल कभी व्यावहारिक नहीं थे।