केलिफोर्निया की बिजली आपूर्ति बढ़ाने के लिए अपतटीय पवल चक्कियां लगाने की योजना
मैथ्यू लैकनर, मैकेनिकल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर, यूनिवर्सिटी ऑफ मैसाचुसेट्स एमहर्स्ट
एमहर्स्ट (अमेरिका), 15 जुलाई (द कन्वरसेशन) उत्तरी कैलिफोर्निया में कुछ सबसे तेज अपतटीय हवाएं चलती हैं, जिनमें अमेरिका में स्वच्छ ऊर्जा के उत्पादन की अपार संभावनाएं हैं। लेकिन इसमें एक समस्या है। इसका महाद्वीपीय ताक जल्दी गिर जाता है, पारंपरिक पवन चक्कियों को सीधे समुद्र तल पर बनाना असंभव नहीं तो महंगा जरूर है।
एक बार जब पानी लगभग 200 फीट से अधिक गहरा हो जाता है – मोटे तौर पर एक 18 मंजिला इमारत की ऊंचाई के बराबर- ये ‘‘मोनोपाइल’’ संरचनाएं टिक नहीं पाती हैं।
इसका एक समाधान सामने आया है जिसका दुनिया भर में कई स्थानों पर परीक्षण किया जा रहा है: ऐसी पवन चक्कियां बनाना जो तैरती हैं। वास्तव में, कैलिफ़ोर्निया में, जहां सूखा जलविद्युत आपूर्ति पर दबाव डाल रहा है और आग ने प्रशांत नॉर्थवेस्ट से बिजली के आयात को खतरे में डाल दिया है, राज्य देश के पहले तैरते अपतटीय पवन खेतों को विकसित करने की योजना पर आगे बढ़ रहा है।
वह कैसे काम करते हैं?
एक पवनचक्की के तैरने के तीन मुख्य तरीके
एक तैरती हुई पवन चक्की अन्य पवन चक्कियों की तरह ही काम करती है – हवा ब्लेड पर धक्का देती है, जिससे रोटर मुड़ जाता है, जो बिजली पैदा करने वाले जनरेटर को चलाता है। लेकिन इसके टॉवर को सीधे जमीन या समुद्र तल में लगाने के बजाय, एक तैरते प्लेटफार्म पर टिकाया जाता है जिसमें मूरिंग लाइनों के तौर पर बंधी जंजीरें या रस्सियां, उसे नीचे समुद्र में लंगर से जोड़ती हैं।
ये जंजीरें या रस्सियां चक्की को हवा के विपरीत जगह पर रखती हैं और इसे उस केबल से जोड़े रखती हैं जो इसकी बिजली को वापस किनारे पर भेजती है।
अधिकांश स्थिरता फ्लोटिंग प्लेटफॉर्म द्वारा ही प्रदान की जाती है। प्लेटफॉर्म को डिजाइन करना बहुत महत्वपूर्ण है ताकि चक्की तेज हवाओं या तूफान में बहुत दूर न जाए।
हमें फ्लोटिंग टर्बाइनों की आवश्यकता क्यों है?
कुछ सबसे मजबूत पवन संसाधन तट से दूर ऐसे स्थानों में हैं जहां सैकड़ों फीट पानी नीचे है, जैसे यूएस वेस्ट कोस्ट, ग्रेट लेक्स, भूमध्य सागर और जापान के तट से दूर।
मई 2021 में, आंतरिक मंत्री डेब हैलैंड और कैलिफ़ोर्निया गवर्नर गेविन न्यूसोम ने अपतटीय पवन ऊर्जा के लिए, मध्य कैलिफ़ोर्निया के मोरो बे और ओरेगन स्टेट लाइन के पास, वेस्ट कोस्ट के कुछ हिस्सों को खोलने की योजना की घोषणा की। वहां पानी तेजी से गहरा हो जाता है, इसलिए किसी भी पवन फार्म जो तट से कुछ मील की दूरी पर भी है, को फ्लोटिंग टर्बाइन की आवश्यकता होगी।
न्यूसोम ने कहा कि यह क्षेत्र शुरू में 4.6 गीगावाट स्वच्छ ऊर्जा प्रदान कर सकता है, जो 1.6 मिलियन घरों को बिजली देने के लिए पर्याप्त है। यह आज की कुल अमेरिकी अपतटीय पवन ऊर्जा से 100 गुना अधिक है।
विश्व स्तर पर, यूरोप और एशिया में कई पूर्ण-स्तरीय प्रदर्शन परियोजनाएं पहले से ही चल रही हैं। हाइविंड स्कॉटलैंड परियोजना 2017 में पहला व्यावसायिक पैमाने का अपतटीय फ्लोटिंग विंड फार्म बन चुका है, जिसमें नॉर्वेजियन ऊर्जा कंपनी इक्विनोर द्वारा डिजाइन किए गए स्पार बॉय द्वारा समर्थित पांच 6-मेगावाट टर्बाइन थे।
तैरते हुए अपतटीय पवन फार्म एक व्यावसायिक तकनीक बनते जा रहे हैं, फिर भी ऐसी तकनीकी चुनौतियाँ हैं जिन्हें हल करने की आवश्यकता है। प्लेटफ़ॉर्म गति ब्लेड और टॉवर पर उच्च बल और अधिक जटिल और अस्थिर वायुगतिकी का कारण बन सकती है। इसके अलावा, जैसे-जैसे पानी की गहराई बढ़ती जाती है, मूरिंग लाइनों, एंकरों और विद्युत केबल बिछाने की लागत बहुत अधिक हो सकती है, इसलिए सस्ती लेकिन फिर भी विश्वसनीय तकनीकों की आवश्यकता होगी।
निकट भविष्य में फ़्लोटिंग संरचनाओं वाली अधिक अपतटीय टर्बाइनों को देखने की अपेक्षा करें।
द कन्वरसेशन
एकता
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एमहर्स्ट (अमेरिका), 15 जुलाई (द कन्वरसेशन) उत्तरी कैलिफोर्निया में कुछ सबसे तेज अपतटीय हवाएं चलती हैं, जिनमें अमेरिका में स्वच्छ ऊर्जा के उत्पादन की अपार संभावनाएं हैं। लेकिन इसमें एक समस्या है। इसका महाद्वीपीय ताक जल्दी गिर जाता है, पारंपरिक पवन चक्कियों को सीधे समुद्र तल पर बनाना असंभव नहीं तो महंगा जरूर है।
एक बार जब पानी लगभग 200 फीट से अधिक गहरा हो जाता है – मोटे तौर पर एक 18 मंजिला इमारत की ऊंचाई के बराबर- ये ‘‘मोनोपाइल’’ संरचनाएं टिक नहीं पाती हैं।
इसका एक समाधान सामने आया है जिसका दुनिया भर में कई स्थानों पर परीक्षण किया जा रहा है: ऐसी पवन चक्कियां बनाना जो तैरती हैं। वास्तव में, कैलिफ़ोर्निया में, जहां सूखा जलविद्युत आपूर्ति पर दबाव डाल रहा है और आग ने प्रशांत नॉर्थवेस्ट से बिजली के आयात को खतरे में डाल दिया है, राज्य देश के पहले तैरते अपतटीय पवन खेतों को विकसित करने की योजना पर आगे बढ़ रहा है।
वह कैसे काम करते हैं?
एक पवनचक्की के तैरने के तीन मुख्य तरीके
एक तैरती हुई पवन चक्की अन्य पवन चक्कियों की तरह ही काम करती है – हवा ब्लेड पर धक्का देती है, जिससे रोटर मुड़ जाता है, जो बिजली पैदा करने वाले जनरेटर को चलाता है। लेकिन इसके टॉवर को सीधे जमीन या समुद्र तल में लगाने के बजाय, एक तैरते प्लेटफार्म पर टिकाया जाता है जिसमें मूरिंग लाइनों के तौर पर बंधी जंजीरें या रस्सियां, उसे नीचे समुद्र में लंगर से जोड़ती हैं।
ये जंजीरें या रस्सियां चक्की को हवा के विपरीत जगह पर रखती हैं और इसे उस केबल से जोड़े रखती हैं जो इसकी बिजली को वापस किनारे पर भेजती है।
अधिकांश स्थिरता फ्लोटिंग प्लेटफॉर्म द्वारा ही प्रदान की जाती है। प्लेटफॉर्म को डिजाइन करना बहुत महत्वपूर्ण है ताकि चक्की तेज हवाओं या तूफान में बहुत दूर न जाए।
हमें फ्लोटिंग टर्बाइनों की आवश्यकता क्यों है?
कुछ सबसे मजबूत पवन संसाधन तट से दूर ऐसे स्थानों में हैं जहां सैकड़ों फीट पानी नीचे है, जैसे यूएस वेस्ट कोस्ट, ग्रेट लेक्स, भूमध्य सागर और जापान के तट से दूर।
मई 2021 में, आंतरिक मंत्री डेब हैलैंड और कैलिफ़ोर्निया गवर्नर गेविन न्यूसोम ने अपतटीय पवन ऊर्जा के लिए, मध्य कैलिफ़ोर्निया के मोरो बे और ओरेगन स्टेट लाइन के पास, वेस्ट कोस्ट के कुछ हिस्सों को खोलने की योजना की घोषणा की। वहां पानी तेजी से गहरा हो जाता है, इसलिए किसी भी पवन फार्म जो तट से कुछ मील की दूरी पर भी है, को फ्लोटिंग टर्बाइन की आवश्यकता होगी।
न्यूसोम ने कहा कि यह क्षेत्र शुरू में 4.6 गीगावाट स्वच्छ ऊर्जा प्रदान कर सकता है, जो 1.6 मिलियन घरों को बिजली देने के लिए पर्याप्त है। यह आज की कुल अमेरिकी अपतटीय पवन ऊर्जा से 100 गुना अधिक है।
विश्व स्तर पर, यूरोप और एशिया में कई पूर्ण-स्तरीय प्रदर्शन परियोजनाएं पहले से ही चल रही हैं। हाइविंड स्कॉटलैंड परियोजना 2017 में पहला व्यावसायिक पैमाने का अपतटीय फ्लोटिंग विंड फार्म बन चुका है, जिसमें नॉर्वेजियन ऊर्जा कंपनी इक्विनोर द्वारा डिजाइन किए गए स्पार बॉय द्वारा समर्थित पांच 6-मेगावाट टर्बाइन थे।
तैरते हुए अपतटीय पवन फार्म एक व्यावसायिक तकनीक बनते जा रहे हैं, फिर भी ऐसी तकनीकी चुनौतियाँ हैं जिन्हें हल करने की आवश्यकता है। प्लेटफ़ॉर्म गति ब्लेड और टॉवर पर उच्च बल और अधिक जटिल और अस्थिर वायुगतिकी का कारण बन सकती है। इसके अलावा, जैसे-जैसे पानी की गहराई बढ़ती जाती है, मूरिंग लाइनों, एंकरों और विद्युत केबल बिछाने की लागत बहुत अधिक हो सकती है, इसलिए सस्ती लेकिन फिर भी विश्वसनीय तकनीकों की आवश्यकता होगी।
निकट भविष्य में फ़्लोटिंग संरचनाओं वाली अधिक अपतटीय टर्बाइनों को देखने की अपेक्षा करें।
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