वेव पावर प्लांट: कार्य सिद्धांत

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

समुद्र के पानी में असंख्य धन छिपा है, जिनमें से मुख्य, शायद, समुद्री लहरों के रूप में ऊर्जा के असीमित स्रोत हैं। पहली बार, तट पर लुढ़कने वाले शाफ्ट की गतिज ऊर्जा के उपयोग के बारे में 18वीं शताब्दी में पेरिस में सोचा गया था, जहां एक वेव मिल के लिए पहला पेटेंट प्रस्तुत किया गया था। अब प्रौद्योगिकी बहुत आगे बढ़ गई है, और पहला वाणिज्यिक तरंग बिजली संयंत्र वैज्ञानिकों के संयुक्त प्रयासों से बनाया गया था, जो 2008 में काम करना शुरू कर दिया था।

यह क्यों फायदेमंद है?

यह कोई रहस्य नहीं है कि प्राकृतिक संसाधन घटने के कगार पर हैं। कोयले, तेल और गैस के भंडार - ऊर्जा के मुख्य स्रोत - समाप्त हो रहे हैं। वैज्ञानिकों के सबसे आशावादी पूर्वानुमानों के अनुसार, 150-300 वर्षों के जीवन के लिए भंडार पर्याप्त होगा। परमाणु ऊर्जा भी उम्मीदों पर खरा नहीं उतर पाई। उच्च शक्ति और उत्पादकता निर्माण, संचालन की लागत का भुगतान करती है, लेकिन अपशिष्ट निपटान और पर्यावरणीय क्षति की समस्याएं जल्द ही उन्हें छोड़ने के लिए मजबूर कर देंगी। इन्हीं कारणों से वैज्ञानिक नए वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों की तलाश कर रहे हैं। अब पहले से हीपवन और सौर ऊर्जा संयंत्र संचालित होते हैं। लेकिन उनके सभी फायदों के लिए, उनके पास एक महत्वपूर्ण कमी है - कम दक्षता। पूरी आबादी की जरूरतों को पूरा करना संभव नहीं होगा। इसलिए नए समाधान की जरूरत है।

विद्युत उत्पन्न करने के लिए, एक तरंग शक्ति संयंत्र तरंगों की गतिज ऊर्जा का उपयोग करता है। सबसे रूढ़िवादी अनुमानों के अनुसार, यह क्षमता 2 मिलियन मेगावाट अनुमानित है, जो पूर्ण क्षमता पर संचालित 1000 परमाणु ऊर्जा संयंत्रों और लगभग 75 kW / m3 प्रति मीटर वेव फ्रंट के बराबर है। पर्यावरण पर कोई हानिकारक प्रभाव बिल्कुल नहीं है।

कार्य की सामान्य योजना

वेव पावर प्लांट फ्लोटिंग संरचनाएं हैं जो तरंग गति की यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने और इसे उपभोक्ता तक पहुंचाने में सक्षम हैं। साथ ही, वे दो स्रोतों का उपयोग करने का प्रयास करते हैं:

1. गतिज भंडार। समुद्री शाफ्ट एक बड़े व्यास के पाइप से गुजरते हैं और ब्लेड को घुमाते हैं, जो एक विद्युत जनरेटर को बल संचारित करते हैं। वायवीय सिद्धांत भी लागू किया जाता है - पानी, एक विशेष कक्ष में घुसकर, वहां से ऑक्सीजन को विस्थापित करता है, जो चैनलों की एक प्रणाली के माध्यम से पुनर्निर्देशित होता है और टरबाइन ब्लेड को घुमाता है।
2. रोलिंग एनर्जी। इस मामले में, तरंग बिजली संयंत्र एक फ्लोट के रूप में कार्य करता है। तरंग के प्रोफाइल के साथ अंतरिक्ष में चलते हुए, यह टर्बाइन को लीवर की एक जटिल प्रणाली के माध्यम से घुमाता है।

तरंगों की यांत्रिक गति को बिजली में बदलने के लिए विभिन्न देश अपनी-अपनी तकनीक का उपयोग करते हैं, लेकिन सामान्यउनके पास कार्रवाई की एक ही योजना है।

लहर बिजली संयंत्रों के नुकसान

लहर बिजली संयंत्रों की व्यापक शुरूआत में मुख्य बाधा उनकी लागत है। समुद्र के पानी की सतह पर जटिल डिजाइन और जटिल स्थापना के कारण, ऐसे प्रतिष्ठानों को संचालन में लगाने की लागत परमाणु ऊर्जा संयंत्र या थर्मल पावर प्लांट के निर्माण की तुलना में अधिक है।

इसके अलावा कई अन्य कमियां हैं, जो मुख्य रूप से सामाजिक-आर्थिक समस्याओं के उभरने से जुड़ी हैं। बात यह है कि बड़े फ्लोट स्टेशन एक खतरा पैदा करते हैं और नेविगेशन और मछली पकड़ने में हस्तक्षेप करते हैं - एक फ्लोट वेव पावर प्लांट एक व्यक्ति को मछली पकड़ने के क्षेत्रों से बाहर निकालने के लिए मजबूर कर सकता है। इसके संभावित पर्यावरणीय परिणाम भी हैं। प्रतिष्ठानों का उपयोग समुद्र की लहरों को काफी हद तक बुझा देता है, उन्हें छोटा बनाता है और उन्हें राख से टूटने से रोकता है। इस बीच, समुद्र में गैस विनिमय की प्रक्रिया में लहरें एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं, इसकी सतह को साफ करती हैं। यह सब पारिस्थितिक संतुलन में बदलाव ला सकता है।

लहर बिजली संयंत्रों के सकारात्मक पहलू

नुकसान के साथ-साथ वेव पावर प्लांट के कई फायदे भी हैं जिनका मानवीय गतिविधियों पर सकारात्मक प्रभाव पड़ता है:

• इंस्टालेशन, इस तथ्य के कारण कि वे तरंग ऊर्जा को बुझाते हैं, समुद्र के बल द्वारा तटीय संरचनाओं (पियर्स, बंदरगाहों) को विनाश से बचा सकते हैं;
• न्यूनतम लागत पर बिजली उत्पन्न होती है;
• उच्च तरंग शक्ति पवन खेतों को पवन या सौर ऊर्जा संयंत्रों की तुलना में अधिक आर्थिक रूप से व्यवहार्य बनाती है।

ऊर्जा भंडार भी भूमि जल, मुख्य रूप से नदियों के पास हैं। पुलों, चौराहों, घाटों पर स्टेशनों का निर्माण विद्युत उत्पादन के इस क्षेत्र के विकास की संभावना है।

समस्याओं का समाधान होगा

वैज्ञानिक समुदाय के सामने अब मुख्य कार्य डिजाइन में सुधार करना है, जिससे तरंग बिजली संयंत्रों द्वारा उत्पन्न बिजली की लागत कम हो जाएगी। संचालन का सिद्धांत समान रहना चाहिए, लेकिन नई तकनीकों और सामग्रियों का उपयोग संस्थापन बनाने के लिए किया जाएगा।

लहर की औसत शक्ति 75-85 kW / m है - यह वह सीमा है जिससे अधिकांश स्टेशनों को ट्यून किया जाता है। हालांकि, एक तूफान के दौरान, समुद्री लहरों की ताकत कई गुना बढ़ जाती है और प्रतिष्ठानों के नष्ट होने का खतरा होता है। तूफान के बाद पहले से ही एक से अधिक ब्लेड उखड़ गए या मुड़ गए। इस समस्या को हल करने के लिए वैज्ञानिक तरंगों की विशिष्ट शक्ति को कृत्रिम रूप से कम कर देते हैं। समस्याओं में से एक यह है कि वेव स्टेशनों के बड़े पैमाने पर उपयोग से जलवायु परिवर्तन होगा। विद्युत ऊर्जा का उत्पादन पृथ्वी के घूर्णन के कारण होता है (इस तरह तरंगें बनती हैं)। स्टेशनों के व्यापक उपयोग के कारण ग्रह अधिक धीरे-धीरे घूमेगा। एक व्यक्ति को अंतर महसूस नहीं होगा, लेकिन यह कई धाराओं को नष्ट कर देगा जो पृथ्वी के ताप विनिमय में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

दुनिया का पहला प्रायोगिक WPP

पहला वेव पावर प्लांट 1985 में नॉर्वे में दिखाई दिया। इसकी शक्ति 500 kW थी, और वह स्वयंएक प्रोटोटाइप था। इसका संचालन सिद्धांत चक्रीय संपीड़न और माध्यम के विस्तार पर आधारित है:

• खुले तल वाले बेलन को पानी में इस प्रकार डुबोया जाता है कि उसका किनारा लहर के खोखले के नीचे हो - उसका निम्नतम बिंदु;
• समय-समय पर बहता पानी आंतरिक गुहा में हवा को संकुचित करता है;
• जब एक निश्चित दबाव पहुंच जाता है, तो एक वाल्व खुलता है, जो संपीड़ित ऑक्सीजन को टर्बाइन में जाने देता है।

इस बिजली संयंत्र ने 500 किलोवाट ऊर्जा का उत्पादन किया, जो प्रतिष्ठानों की प्रभावशीलता की पुष्टि करने के लिए पर्याप्त था, जिसने उनके विकास में योगदान दिया।

दुनिया का पहला औद्योगिक बिजली संयंत्र

दुनिया की पहली औद्योगिक पैमाने की स्थापना ओशनलिनक्स अपतटीय पोर्ट केम्बले, ऑस्ट्रेलिया है। इसे 2005 में परिचालन में लाया गया था, लेकिन फिर इसे पुनर्निर्माण के लिए भेजा गया और 2009 में फिर से काम करना शुरू कर दिया, यही वजह है कि इस क्षेत्र में अब ज्वार और लहर दोनों बिजली संयंत्रों का उपयोग किया जाता है। इसका संचालन सिद्धांत इस प्रकार है:

1. लहरें समय-समय पर विशेष कक्षों में चलती हैं, जिससे हवा संकुचित हो जाती है।
2. जब महत्वपूर्ण दबाव पहुंच जाता है, तो संपीड़ित हवा विद्युत जनरेटर को चैनलों के एक नेटवर्क के माध्यम से घुमाती है।
3. तरंगों की गति और बल को पकड़ने के लिए, टर्बाइन ब्लेड अपने झुकाव के कोण को बदलते हैं।

इंस्टॉलेशन की क्षमता लगभग 450 kW थी, हालांकि स्टेशन का प्रत्येक खंड 100 kWh से 1.5 MWh विद्युत ऊर्जा देने में सक्षम है।

दुनिया का पहला व्यावसायिक पवन फार्म

पहला कमर्शियल वेव पावर प्लांटअगुसाडोर, पुर्तगाल में 2008 में नियुक्ति हुई। इसके अलावा, यह दुनिया में पहली स्थापना है जो सीधे तरंग की यांत्रिक ऊर्जा का उपयोग करती है। परियोजना अंग्रेजी कंपनी पेलामिस वेव पावर द्वारा तैयार की गई थी।

संरचना में कई खंड शामिल हैं जो तरंग प्रोफ़ाइल के साथ जारी और ऊपर उठते हैं। अनुभाग हाइड्रोलिक सिस्टम से जुड़े होते हैं और आंदोलन के दौरान इसे सक्रिय करते हैं। हाइड्रोलिक तंत्र जेनरेटर रोटर को घुमाने का कारण बनता है, जिससे बिजली उत्पन्न होती है। पुर्तगाल में उपयोग किए जाने वाले वेव पावर प्लांट में प्लस और माइनस हैं। स्थापना का लाभ इसकी उच्च शक्ति है - लगभग 2.25 मेगावाट, साथ ही अतिरिक्त अनुभाग स्थापित करने की संभावना। सिस्टम को स्थापित करने में केवल एक ही कमी है - उपभोक्ताओं को तारों के माध्यम से विद्युत ऊर्जा के संचरण में कठिनाइयाँ होती हैं।

रूस में पहला वेव पावर प्लांट

रूस में, प्रिमोर्स्की टेरिटरी में 2014 में पहला विंड फार्म दिखाई दिया। विकास यूराल फेडरल यूनिवर्सिटी के वैज्ञानिकों की एक टीम और रूसी विज्ञान अकादमी की सुदूर पूर्वी शाखा के प्रशांत महासागरीय संस्थान द्वारा किया गया था। स्थापना प्रायोगिक है। इसकी ख़ासियत यह है कि यह न केवल लहरों, बल्कि ज्वार-भाटे की ऊर्जा का भी उपयोग करता है।

मास्को में, एक शोध प्रयोगशाला बनाने की योजना है जो पहले घरेलू फ्लोट स्टेशन का विकास और निर्माण करेगी। शायद, उसके बाद, रूस में तरंग बिजली संयंत्रों का औद्योगिक या व्यावसायिक उद्देश्य भी होगा।