ऊर्जा के प्रकार: पारंपरिक और वैकल्पिक। भविष्य की ऊर्जा

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

ऊर्जा के सभी मौजूदा क्षेत्रों को सशर्त रूप से परिपक्व, विकासशील और सैद्धांतिक अध्ययन के चरण में विभाजित किया जा सकता है। कुछ प्रौद्योगिकियां निजी अर्थव्यवस्था में भी कार्यान्वयन के लिए उपलब्ध हैं, जबकि अन्य का उपयोग केवल औद्योगिक समर्थन के ढांचे के भीतर ही किया जा सकता है। विभिन्न स्थितियों से आधुनिक प्रकार की ऊर्जा पर विचार और मूल्यांकन करना संभव है, लेकिन आर्थिक व्यवहार्यता और उत्पादन क्षमता के लिए सार्वभौमिक मानदंड मौलिक महत्व के हैं। कई मायनों में, पारंपरिक और वैकल्पिक ऊर्जा उत्पादन प्रौद्योगिकियों का उपयोग करने की अवधारणाएं आज इन मापदंडों में बदल जाती हैं।

पारंपरिक ऊर्जा

यह स्थापित ताप और बिजली उद्योगों की एक विस्तृत परत है, जो दुनिया के लगभग 95% ऊर्जा उपभोक्ताओं को प्रदान करती है। संसाधन का उत्पादन विशेष स्टेशनों पर होता है - ये थर्मल पावर प्लांट, हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन, परमाणु ऊर्जा संयंत्र आदि की वस्तुएं हैं। वे तैयार कच्चे माल के आधार के साथ काम करते हैं, प्रसंस्करण की प्रक्रिया में जो लक्ष्य ऊर्जा को लक्षित करते हैं उत्पन्न होता है। ऊर्जा उत्पादन के निम्नलिखित चरण प्रतिष्ठित हैं:

• कच्चे माल का उत्पादन, तैयारी और वितरणएक या दूसरे प्रकार की ऊर्जा के उत्पादन की वस्तु। ये ईंधन के निष्कर्षण और संवर्धन, पेट्रोलियम उत्पादों के दहन आदि की प्रक्रियाएं हो सकती हैं।
• कच्चे माल का उन इकाइयों और असेंबली में स्थानांतरण जो सीधे ऊर्जा को परिवर्तित करते हैं।
• प्राथमिक से माध्यमिक में ऊर्जा रूपांतरण की प्रक्रिया। ये चक्र सभी स्टेशनों पर मौजूद नहीं हैं, लेकिन, उदाहरण के लिए, वितरण की सुविधा और बाद में ऊर्जा के वितरण के लिए, इसके विभिन्न रूपों का उपयोग किया जा सकता है - मुख्य रूप से गर्मी और बिजली।
• तैयार रूपांतरित ऊर्जा का रखरखाव, उसका संचरण और वितरण।

अंतिम चरण में, संसाधन अंतिम उपयोगकर्ताओं को भेजा जाता है, जो राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के क्षेत्र और सामान्य गृहस्वामी दोनों हो सकते हैं।

थर्मल पावर उद्योग

रूस में सबसे आम ऊर्जा उद्योग। देश में थर्मल पावर प्लांट कोयले, गैस, तेल उत्पादों, शेल जमा और पीट का उपयोग फीडस्टॉक के रूप में 1,000 मेगावाट से अधिक का उत्पादन करते हैं। उत्पन्न प्राथमिक ऊर्जा को आगे बिजली में परिवर्तित किया जाता है। तकनीकी रूप से, ऐसे स्टेशनों के बहुत सारे फायदे हैं, जो उनकी लोकप्रियता को निर्धारित करते हैं। इनमें परिचालन स्थितियों की अनदेखी और कार्यप्रवाह के तकनीकी संगठन में आसानी शामिल हैं।

कंडेनसिंग सुविधाओं और संयुक्त ताप और बिजली संयंत्रों के रूप में थर्मल पावर सुविधाएं सीधे उन क्षेत्रों में बनाई जा सकती हैं जहां उपभोज्य संसाधन निकाला जाता है या जहां उपभोक्ता स्थित है। मौसमी उतार-चढ़ाव स्टेशनों की स्थिरता को प्रभावित नहीं करते हैं, जिससे ऐसा होता हैऊर्जा स्रोत विश्वसनीय हैं। लेकिन टीपीपी के नुकसान भी हैं, जिसमें संपूर्ण ईंधन संसाधनों का उपयोग, पर्यावरण प्रदूषण, बड़ी मात्रा में श्रम संसाधनों को जोड़ने की आवश्यकता आदि शामिल हैं।

जलविद्युत

ऊर्जा सबस्टेशन के रूप में हाइड्रोलिक संरचनाएं जल प्रवाह की ऊर्जा को परिवर्तित करने के परिणामस्वरूप बिजली उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन की गई हैं। अर्थात्, पीढ़ी की तकनीकी प्रक्रिया कृत्रिम और प्राकृतिक घटनाओं के संयोजन द्वारा प्रदान की जाती है। ऑपरेशन के दौरान, स्टेशन पानी का पर्याप्त दबाव बनाता है, जिसे बाद में टरबाइन ब्लेड को निर्देशित किया जाता है और विद्युत जनरेटर को सक्रिय करता है। हाइड्रोलॉजिकल प्रकार की ऊर्जा उपयोग की जाने वाली इकाइयों के प्रकार, प्राकृतिक जल प्रवाह के साथ उपकरणों की बातचीत के विन्यास आदि में भिन्न होती है। प्रदर्शन संकेतकों के अनुसार, निम्न प्रकार के जलविद्युत संयंत्रों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है:

• छोटा - 5 मेगावाट तक उत्पादन।
• मध्यम - 25 मेगावाट तक।
• शक्तिशाली - 25 मेगावाट से अधिक।

पानी के दबाव के बल के आधार पर एक वर्गीकरण भी लागू किया जाता है:

• कम दबाव वाले स्टेशन - 25 मीटर तक।
• मध्यम दाब - 25 मी. से
• उच्च दबाव - 60 मीटर से ऊपर।

जलविद्युत ऊर्जा संयंत्रों के लाभों में पर्यावरण मित्रता, आर्थिक उपलब्धता (मुक्त ऊर्जा), अटूट कार्य संसाधन शामिल हैं। इसी समय, हाइड्रोलिक संरचनाओं को भंडारण बुनियादी ढांचे के तकनीकी संगठन के लिए बड़ी प्रारंभिक लागत की आवश्यकता होती है, और इस पर भी प्रतिबंध हैस्टेशनों की भौगोलिक स्थिति - केवल वहीं जहां नदियां पर्याप्त जल दबाव प्रदान करती हैं।

परमाणु ऊर्जा उद्योग

एक अर्थ में, यह तापीय ऊर्जा की एक उप-प्रजाति है, लेकिन व्यवहार में, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के प्रदर्शन संकेतक थर्मल पावर प्लांटों की तुलना में अधिक परिमाण का एक क्रम है। रूस परमाणु ऊर्जा उत्पादन के पूर्ण चक्रों का उपयोग करता है, जो बड़ी मात्रा में ऊर्जा संसाधनों का उत्पादन करने की अनुमति देता है, लेकिन यूरेनियम अयस्क प्रसंस्करण प्रौद्योगिकियों के उपयोग के बड़े जोखिम भी हैं। सुरक्षा मुद्दों पर चर्चा और इस उद्योग के कार्यों को लोकप्रिय बनाना, विशेष रूप से, एएनओ "परमाणु ऊर्जा के लिए सूचना केंद्र" द्वारा किया जाता है, जिसके रूस के 17 क्षेत्रों में प्रतिनिधि कार्यालय हैं।

रिएक्टर परमाणु ऊर्जा उत्पादन प्रक्रियाओं के निष्पादन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह एक इकाई है जिसे परमाणुओं के विखंडन की प्रतिक्रियाओं का समर्थन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो बदले में, थर्मल ऊर्जा की रिहाई के साथ हैं। विभिन्न प्रकार के रिएक्टर होते हैं, जो ईंधन के प्रकार और उपयोग किए जाने वाले शीतलक में भिन्न होते हैं। शीतलक के रूप में साधारण पानी का उपयोग करने वाले हल्के पानी के रिएक्टर के साथ सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला विन्यास है। परमाणु ऊर्जा उद्योग में यूरेनियम अयस्क मुख्य प्रसंस्करण संसाधन है। इस कारण से, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को आमतौर पर यूरेनियम जमा के करीब रिएक्टरों का पता लगाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। आज, रूस में 37 रिएक्टर प्रचालन में हैं, जिनकी कुल उत्पादन क्षमता लगभग 190 बिलियन kWh/वर्ष है।

वैकल्पिक ऊर्जा की विशेषताएं

वैकल्पिक ऊर्जा के लगभग सभी स्रोत अनुकूल तुलना करते हैंवित्तीय सामर्थ्य और पर्यावरण मित्रता। वास्तव में, इस मामले में, संसाधित संसाधन (तेल, गैस, कोयला, आदि) को प्राकृतिक ऊर्जा से बदल दिया जाता है। यह हाइड्रोलॉजिकल संसाधनों के अपवाद के साथ सूर्य के प्रकाश, हवा की धाराएं, पृथ्वी की गर्मी और ऊर्जा के अन्य प्राकृतिक स्रोत हो सकते हैं, जिन्हें अब पारंपरिक माना जाता है। वैकल्पिक ऊर्जा अवधारणाएं लंबे समय से अस्तित्व में हैं, लेकिन आज तक वे कुल विश्व ऊर्जा आपूर्ति में एक छोटे से हिस्से पर कब्जा कर लेते हैं। इन उद्योगों के विकास में देरी बिजली उत्पादन प्रक्रियाओं के तकनीकी संगठन में समस्याओं से जुड़ी है।

लेकिन आज वैकल्पिक ऊर्जा के सक्रिय विकास का कारण क्या है? काफी हद तक, सामान्य रूप से पर्यावरण प्रदूषण और पर्यावरणीय समस्याओं की दर को कम करने की आवश्यकता है। साथ ही, निकट भविष्य में, मानवता को ऊर्जा उत्पादन में उपयोग किए जाने वाले पारंपरिक संसाधनों की कमी का सामना करना पड़ सकता है। इसलिए, संगठनात्मक और आर्थिक बाधाओं के बावजूद, ऊर्जा के वैकल्पिक रूपों के विकास के लिए परियोजनाओं पर अधिक से अधिक ध्यान दिया जाता है।

भूतापीय ऊर्जा

घर पर ऊर्जा प्राप्त करने के सबसे सामान्य तरीकों में से एक। भूतापीय ऊर्जा पृथ्वी की आंतरिक गर्मी के संचय, स्थानांतरण और परिवर्तन की प्रक्रिया में उत्पन्न होती है। औद्योगिक पैमाने पर, भूमिगत चट्टानों को 2-3 किमी की गहराई पर सेवित किया जाता है, जहां तापमान 100 डिग्री सेल्सियस से अधिक हो सकता है। भू-तापीय प्रणालियों के व्यक्तिगत उपयोग के लिए, सतह संचायक का अधिक बार उपयोग किया जाता है, जो गहराई पर कुओं में नहीं स्थित होते हैं, लेकिनक्षैतिज रूप से। वैकल्पिक ऊर्जा उत्पन्न करने के अन्य तरीकों के विपरीत, उत्पादन चक्र में लगभग सभी भू-तापीय ऊर्जा स्रोत रूपांतरण चरण के बिना करते हैं। अर्थात्, प्राथमिक तापीय ऊर्जा उसी रूप में अंतिम उपभोक्ता को आपूर्ति की जाती है। इसलिए, भूतापीय हीटिंग सिस्टम जैसी अवधारणा का उपयोग किया जाता है।

सौर ऊर्जा

सबसे पुरानी वैकल्पिक ऊर्जा अवधारणाओं में से एक, भंडारण उपकरण के रूप में फोटोवोल्टिक और थर्मोडायनामिक सिस्टम का उपयोग करना। फोटोइलेक्ट्रिक उत्पादन विधि को लागू करने के लिए, प्रकाश फोटोन (क्वांटा) की ऊर्जा को बिजली में बदलने का उपयोग किया जाता है। थर्मोडायनामिक इंस्टॉलेशन अधिक कार्यात्मक हैं और, सौर प्रवाह के कारण, एक प्रेरक शक्ति बनाने के लिए बिजली और यांत्रिक ऊर्जा दोनों के साथ गर्मी उत्पन्न कर सकते हैं।

योजनाएं काफी सरल हैं, लेकिन ऐसे उपकरणों के संचालन में कई समस्याएं हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि सौर ऊर्जा, सिद्धांत रूप में, कई विशेषताओं की विशेषता है: दैनिक और मौसमी उतार-चढ़ाव के कारण अस्थिरता, मौसम पर निर्भरता, प्रकाश प्रवाह का कम घनत्व। इसलिए, सौर पैनलों और बैटरी के डिजाइन चरण में, मौसम संबंधी कारकों के अध्ययन पर बहुत ध्यान दिया जाता है।

तरंग ऊर्जा

लहरों से बिजली पैदा करने की प्रक्रिया ज्वार की ऊर्जा के परिवर्तन के परिणामस्वरूप होती है। इस प्रकार के अधिकांश बिजली संयंत्रों के केंद्र में एक पूल है,जो या तो नदी के मुहाने को अलग करने के दौरान या बांध से खाड़ी को अवरुद्ध करके आयोजित किया जाता है। हाइड्रोलिक टर्बाइन वाले कल्वर्ट्स को गठित बैरियर में व्यवस्थित किया जाता है। जैसे ही उच्च ज्वार के दौरान जल स्तर बदलता है, टरबाइन ब्लेड घूमते हैं, जो बिजली उत्पादन में योगदान देता है। भाग में, इस प्रकार की ऊर्जा जलविद्युत संयंत्रों के संचालन के सिद्धांतों के समान है, लेकिन जल संसाधन के साथ बातचीत के यांत्रिकी में ही महत्वपूर्ण अंतर हैं। वेव स्टेशनों का उपयोग समुद्र और महासागरों के तटों पर किया जा सकता है, जहां जल स्तर 4 मीटर तक बढ़ जाता है, जिससे 80 kW / m तक बिजली उत्पन्न करना संभव हो जाता है। ऐसी संरचनाओं की कमी इस तथ्य के कारण है कि पुलिया ताजे और समुद्री जल के आदान-प्रदान को बाधित करती है, और यह समुद्री जीवों के जीवन को नकारात्मक रूप से प्रभावित करती है।

पवन ऊर्जा

निजी घरों में उपयोग के लिए उपलब्ध बिजली पैदा करने की एक और विधि, तकनीकी सादगी और आर्थिक सामर्थ्य की विशेषता है। वायु द्रव्यमान की गतिज ऊर्जा एक संसाधित संसाधन के रूप में कार्य करती है, और घूर्णन ब्लेड वाला इंजन बैटरी के रूप में कार्य करता है। आमतौर पर, पवन ऊर्जा विद्युत प्रवाह जनरेटर का उपयोग करती है, जो प्रोपेलर के साथ ऊर्ध्वाधर या क्षैतिज रोटार के रोटेशन के परिणामस्वरूप सक्रिय होते हैं। इस प्रकार का एक औसत घरेलू स्टेशन 2-3 kW उत्पन्न करने में सक्षम है।

भविष्य की ऊर्जा तकनीक

विशेषज्ञों के अनुसार, 2100 तक वैश्विक संतुलन में कोयले और तेल का संयुक्त हिस्सा लगभग 3% होगा, जिससे थर्मोन्यूक्लियर ऊर्जा को पीछे धकेलना चाहिएऊर्जा संसाधनों के द्वितीयक स्रोत के रूप में। वायरलेस ट्रांसमिशन चैनलों के आधार पर अंतरिक्ष ऊर्जा को परिवर्तित करने के लिए सौर स्टेशनों को पहले स्थान पर होना चाहिए, साथ ही साथ नई अवधारणाएं भी लेनी चाहिए। भविष्य की ऊर्जा बनने की प्रक्रिया 2030 की शुरुआत में शुरू होनी चाहिए, जब हाइड्रोकार्बन ईंधन स्रोतों के परित्याग और "स्वच्छ" और नवीकरणीय संसाधनों के संक्रमण की अवधि आ जाएगी।

रूसी ऊर्जा आउटलुक

घरेलू ऊर्जा का भविष्य मुख्य रूप से प्राकृतिक संसाधनों को बदलने के पारंपरिक तरीकों के विकास से जुड़ा है। उद्योग में प्रमुख स्थान पर परमाणु ऊर्जा का कब्जा होना चाहिए, लेकिन एक संयुक्त संस्करण में। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के बुनियादी ढांचे को हाइड्रोलिक इंजीनियरिंग के तत्वों और पर्यावरण के अनुकूल जैव ईंधन के प्रसंस्करण के साधनों द्वारा पूरक करना होगा। सौर बैटरी को संभावित विकास संभावनाओं में अंतिम स्थान नहीं दिया गया है। रूस में, आज भी, यह खंड कई आकर्षक विचार प्रस्तुत करता है - विशेष रूप से, पैनल जो सर्दियों में भी काम कर सकते हैं। बैटरियां बिना थर्मल लोड के भी प्रकाश की ऊर्जा को इस तरह परिवर्तित करती हैं।

निष्कर्ष

ऊर्जा आपूर्ति की आधुनिक समस्याओं ने सबसे बड़े राज्यों को बिजली और गर्मी और बिजली उत्पादन की पर्यावरणीय स्वच्छता के बीच एक विकल्प के सामने रखा है। अधिकांश विकसित वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत, अपने सभी लाभों के साथ, पारंपरिक संसाधनों को पूरी तरह से बदलने में सक्षम नहीं हैं, जो बदले में, कई और दशकों तक उपयोग किए जा सकते हैं। इसलिए, भविष्य की ऊर्जा कई हैविशेषज्ञ इसे ऊर्जा उत्पादन की विभिन्न अवधारणाओं के एक प्रकार के सहजीवन के रूप में प्रस्तुत करते हैं। इसके अलावा, न केवल औद्योगिक स्तर पर, बल्कि घरों में भी नई तकनीकों की अपेक्षा की जाती है। इस संबंध में, कोई ऊर्जा उत्पादन के ढाल-तापमान और बायोमास सिद्धांतों को नोट कर सकता है।