भारत में SOLAR CELL प्रौद्योगिकियों में पर्यावरणीय स्थिरता के मामले में सीडीटीई प्रौद्योगिकी सबसे आगे है: आईआईटी मंडी अध्ययन

भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान (आईआईटी), मंडी, हिमाचल प्रदेश के शोधकर्ताओं द्वारा हाल ही में किए गए एक अध्ययन में पाया गया है कि भारत में उपलब्ध विभिन्न सौर सेल प्रौद्योगिकियों में कैडमियम टेल्यूराइड (सीडीटीई) प्रौद्योगिकी का पर्यावरण पर सबसे कम प्रभाव पड़ता है। अध्ययन में कम कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन, ओजोन परत के क्षरण की संभावना, मानव स्वास्थ्य पर पड़ने वाले प्रभाव और कणिकीय वायु प्रदूषण के संदर्भ में सीडीटीई के लाभों पर प्रकाश डाला गया है।

सौर प्रौद्योगिकियों का व्यापक विश्लेषण

भारत में सौर ऊर्जा उत्पादन के लिए सबसे अधिक टिकाऊ विकल्पों का निर्धारण करने के लिए आईआईटी के वैज्ञानिकों ने पांच प्रमुख सौर सेल प्रौद्योगिकियों पर जीवन-चक्र मूल्यांकन (एलसीए) किया। मूल्यांकन की गई प्रौद्योगिकियाँ ये थीं:

1. मोनो-सिलिकॉन
2. पॉलीसिलिकॉन
3. कॉपर इंडियम गैलियम सेलेनाइड (CIGS)
4. पैसिवेटेड एमिटर और रियर कॉन्टैक्ट (PERC)
5. कैडमियम टेल्यूराइड (CdTe)

CdTe और CIGS: स्थिरता में अग्रणी

अध्ययन के अनुसार, CdTe सबसे अधिक पर्यावरणीय रूप से टिकाऊ तकनीक के रूप में उभरी, जिसके बाद CIGS फोटोवोल्टिक (PV) सेल का स्थान रहा। शोध दल ने अठारह पर्यावरणीय प्रभाव श्रेणियों को कवर करते हुए विस्तृत विश्लेषण करने के लिए जीवन चक्र मूल्यांकन उपकरण का उपयोग किया। इन श्रेणियों में वैश्विक वार्मिंग क्षमता, समताप मंडल ओजोन की कमी, मानव कार्सिनोजेनिक और गैर-कार्सिनोजेनिक विषाक्तता, और महीन कण पदार्थ निर्माण जैसे महत्वपूर्ण पहलू शामिल थे, जिसमें कच्चे माल के निष्कर्षण से लेकर सौर पैनल निर्माण तक के पूरे जीवन चक्र को ध्यान में रखा गया।

विशेषज्ञ अंतर्दृष्टि और निहितार्थ

अतुल धर, आईआईटी मंडी में मैकेनिकल और मैटेरियल इंजीनियरिंग स्कूल में एसोसिएट प्रोफेसर और अध्ययन के लेखकों में से एक, ने सौर पीवी सिस्टम की दोहरी प्रकृति पर जोर दिया: “हमारा अध्ययन भारतीय बाजार में प्रमुख सौर पीवी प्रौद्योगिकियों का विस्तृत पर्यावरणीय विश्लेषण प्रदान करता है। हालाँकि सौर पीवी सिस्टम अपने परिचालन चरण के दौरान जीवाश्म ईंधन की तुलना में पर्यावरण के अनुकूल हैं, लेकिन विनिर्माण और उपयोग के चरणों के दौरान उनका महत्वपूर्ण पर्यावरणीय प्रभाव होता है।”

सत्वशील रमेश पोवार, जो अध्ययन के एक एसोसिएट प्रोफेसर और सह-लेखक भी हैं, ने जीवन चक्र आकलन के महत्व पर प्रकाश डाला: “सौर मॉड्यूल प्रौद्योगिकियों का जीवन चक्र आकलन सबसे टिकाऊ प्रौद्योगिकी की पहचान करने में मदद कर सकता है जो आर्थिक, सामाजिक और पर्यावरणीय लाभों को संतुलित करता है। हमारे निष्कर्ष नीति निर्माताओं को सबसे टिकाऊ प्रौद्योगिकियों को बढ़ावा देने, कम कार्बन अर्थव्यवस्था को बढ़ावा देने और सौर ऊर्जा उत्पादन के पर्यावरणीय प्रभाव को कम करने के लिए मार्गदर्शन कर सकते हैं।”

भविष्य के अनुसंधान और नीति मार्गदर्शन

शोधकर्ताओं ने स्वीकार किया कि उनके अध्ययन ने सौर प्रौद्योगिकी जीवन चक्र के केवल एक हिस्से की जांच की, जिसमें पुनर्चक्रण और जीवन के अंत के चरण शामिल नहीं थे, जिसमें उत्पादों का उपयोग, निपटान और पुनर्चक्रण शामिल है। वे पर्यावरणीय प्रभावों की अधिक व्यापक समझ प्रदान करने के लिए भविष्य के शोध में इन चरणों की जांच करने की योजना बना रहे हैं।

सौर ऊर्जा में भारत की प्रगति और चुनौतियाँ

2010 और 2020 के बीच, भारत ने जवाहरलाल नेहरू राष्ट्रीय सौर मिशन जैसी पहलों द्वारा संचालित अपनी पेरिस और कोपेनहेगन प्रतिबद्धताओं को पूरा करने के लिए स्वच्छ ऊर्जा में महत्वपूर्ण प्रगति की। हालाँकि, COVID-19 महामारी ने सौर आपूर्ति श्रृंखला को बाधित कर दिया, जिससे 160 बिलियन रुपये की परियोजनाओं में देरी हुई। COP26 शिखर सम्मेलन के बाद, भारत का ध्यान संयुक्त राष्ट्र के स्वच्छ ऊर्जा लक्ष्यों के साथ आपूर्ति श्रृंखला विश्वसनीयता, ऊर्जा सुरक्षा और डीकार्बोनाइजेशन को बढ़ाने के लिए हरित सौर विनिर्माण पर स्थानांतरित हो गया है।

प्रकाशन और आगे की पढ़ाई

यह अध्ययन जर्नल ऑफ़ एनवायरनमेंटल मैनेजमेंट में प्रकाशित हुआ है, जो सौर ऊर्जा क्षेत्र में हितधारकों के लिए मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान करता है और भारत में स्थायी ऊर्जा समाधानों पर चल रहे प्रवचन में योगदान देता है।

जैसा कि भारत कम कार्बन अर्थव्यवस्था की ओर बढ़ रहा है, IIT मंडी के अध्ययन के निष्कर्ष नीति निर्माताओं और उद्योग के नेताओं के लिए महत्वपूर्ण मार्गदर्शन प्रदान करते हैं। सीडीटीई और सीआईजीएस जैसी प्रौद्योगिकियों को प्राथमिकता देकर भारत अपने सौर ऊर्जा उत्पादन की स्थिरता को बढ़ा सकता है, तथा अपने स्वच्छ ऊर्जा लक्ष्यों को पूरा करते हुए पर्यावरणीय प्रभाव को कम कर सकता है।

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CdTe Technology Leads in Environmental Sustainability Among Solar Cell Technologies in India: IIT Mandi Study

A recent study conducted by researchers at the Indian Institute of Technology (IIT), Mandi, Himachal Pradesh, has identified Cadmium Telluride (CdTe) technology as having the least environmental impact among various solar cell technologies available in India. The study highlights CdTe’s advantages in terms of lower carbon dioxide emissions, ozone depletion potential, human health effects, and particulate air pollution.

Comprehensive Analysis of Solar Technologies

The IIT scientists conducted a life-cycle assessment (LCA) on five prominent solar cell technologies to determine the most sustainable options for solar energy production in India. The technologies assessed were:

1. Mono-Silicon
2.Polysilicon
3. Copper Indium Gallium Selenide (CIGS)
4. Passivated Emitter & Rear Contact (PERC)
5. Cadmium Telluride (CdTe)

CdTe and CIGS: Leading in Sustainability

According to the study, CdTe emerged as the most environmentally sustainable technology, closely followed by CIGS photovoltaic (PV) cells. The research team utilized the Life Cycle Assessment tool to perform a detailed analysis, covering eighteen environmental impact categories. These categories included critical aspects such as global warming potential, stratospheric ozone depletion, human carcinogenic and non-carcinogenic toxicity, and fine particulate matter formation, considering the entire lifecycle from raw material extraction to solar panel manufacturing.

Expert Insights and Implications

Atul Dhar, an associate professor in the School of Mechanical and Materials Engineering at IIT Mandi and one of the study’s authors, emphasized the dual nature of solar PV systems: “Our study provides a detailed environmental analysis of dominant solar PV technologies in the Indian market. Although solar PV systems are environmentally friendly compared to fossil fuels during their operational phase, they do have significant environmental impacts during the manufacturing and usage phases.”

Satvasheel Ramesh Powar, also an associate professor and co-author of the study, highlighted the importance of life cycle assessments: “The Life Cycle Assessment of solar module technologies can help identify the most sustainable technology that balances economic, social, and environmental benefits. Our findings can guide policymakers to promote the most sustainable technologies, boosting the low-carbon economy and reducing the environmental impact of solar energy production.”

Future Research and Policy Guidance

The researchers acknowledged that their study examined only a portion of the solar technology lifecycle, excluding the recycling and end-of-life phases, which include use, disposal, and recycling of the products. They plan to investigate these phases in future research to provide a more comprehensive understanding of the environmental impacts.

India’s Progress and Challenges in Solar Energy

Between 2010 and 2020, India made significant strides in clean energy to meet its Paris and Copenhagen commitments, driven by initiatives such as the Jawaharlal Nehru National Solar Mission. However, the COVID-19 pandemic disrupted the solar supply chain, delaying projects worth Rs. 160 billion. Following the COP26 summit, India’s focus has shifted to green solar manufacturing to enhance supply chain reliability, energy security, and decarbonisation, aligning with UN clean energy goals.

Publication and Further Reading

The study has been published in the Journal of Environmental Management, providing valuable insights for stakeholders in the solar energy sector and contributing to the ongoing discourse on sustainable energy solutions in India.

As India continues to push towards a low-carbon economy, the findings from IIT Mandi’s study offer crucial guidance for policymakers and industry leaders. By prioritizing technologies like CdTe and CIGS, India can enhance the sustainability of its solar energy production, reducing environmental impact while meeting its clean energy targets.