ज्वार प्रवाह जनरेटर

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एवोपोड - स्ट्रांगफोर्ड लॉफ में एक अर्ध-जलमग्न चलायमान दृष्टिकोण का परीक्षण किया गया।

एक ज्वार प्रवाह जनरेटर, जिसे अधिकांशतः एक ज्वारीय ऊर्जा कनवर्टर (टीईसी) के रूप में जाना जाता है, एक ऐसी मशीन है जो जल के बढ़ते द्रव्यमान से, विशेष रूप से ज्वार में, ऊर्जा निकालती है, यद्यपि इस शब्द का प्रयोग अधिकांशतः उन मशीनों के संदर्भ में किया जाता है जिन्हें नदी या ज्वारीय मुहाना स्थल से ऊर्जा निकालने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इन मशीनों के कुछ प्रकार बहुत हद तक जल के नीचे की पवन टर्बाइनों की प्रणाली में कार्य करते हैं, और इस प्रकार इन्हें अधिकांशतः ज्वारीय टर्बाइन कहा जाता है। 1970 के दशक में तेल संकट के समय उनकी प्रथम कल्पना की गई थी।[1]

ज्वारीय प्रवाह जनरेटर ज्वारीय बिजली उत्पादन के चार मुख्य रूपों में से सबसे सस्ते और कम से कम पारिस्थितिक रूप से हानिकारक हैं।[2]


पवन टर्बाइनों की समानता

ज्वारीय प्रवाह जनरेटर जल की धाराओं से उसी प्रकार ऊर्जा खींचते हैं जैसे पवन टर्बाइन हवा की धाराओं से ऊर्जा खींचते हैं। यद्यपि, एक व्यक्तिगत ज्वारीय टर्बाइन द्वारा बिजली उत्पादन की संभावना समान नियत पवन ऊर्जा टर्बाइन की तुलना में अधिक हो सकती है। हवा के सापेक्ष जल का उच्च घनत्व (जल हवा के घनत्व का लगभग 800 गुना है) का अर्थ है कि एक जनरेटर समान हवा की गति की तुलना में कम ज्वारीय प्रवाह वेगों पर महत्वपूर्ण शक्ति प्रदान कर सकता है।[3] यह देखते हुए कि शक्ति माध्यम के घनत्व और वेग के घन के साथ भिन्न होती है, हवा की गति के लगभग दसवें भाग की जल की गति टरबाइन प्रणाली के समान आकार के लिए समान शक्ति प्रदान करती है; यद्यपि यह अभ्यास में आवेदन को उन स्थानों तक सीमित करता है जहां ज्वार की गति कम से कम 2 नॉट (1 मीटर/सेकंड) होती है, यहां तक ​​कि उच्च ज्वार - भाटा के निकट भी। इसके अतिरिक्त, समुद्री जल में 2 और 3 मीटर प्रति सेकंड के बीच प्रवाह में उच्च गति पर एक ज्वारीय टरबाइन सामान्यतः समान नियत पावर विंड टरबाइन के रूप में प्रति रोटर बह क्षेत्र में चार गुना अधिक ऊर्जा का उपयोग कर सकता है।

ज्वारीय प्रवाह जनरेटर के प्रकार

डिजाइनों की विशाल विविधता के बीच कोई भी मानक ज्वारीय प्रवाह जनरेटर स्पष्ट विजेता के रूप में नहीं उभरा है। कई प्रतिकृति ने कई कंपनियों के साथ साहसिक प्रमाण दिए हैं, जिनमें से कुछ को स्वतंत्र रूप से सत्यापित किया जाना बाकी है, लेकिन उन्होंने प्रदर्शन और निवेश पर प्रतिफल अनुपात को स्थापित करने के लिए विस्तारित अवधि के लिए व्यावसायिक रूप से संचालित नहीं किया है।

यूरोपीय समुद्री ऊर्जा केंद्र छह प्रमुख प्रकार के ज्वारीय ऊर्जा कनवर्टर को पहचानता है। वे क्षैतिज अक्ष टर्बाइन, ऊर्ध्वाधर अक्ष टर्बाइन, दोलन हाइड्रोफिल्स, वेंचुरी डिवाइस, आर्किमिडीज स्क्रू और ज्वारीय पतंग हैं।[4]


अक्षीय टर्बाइन

नीचे जोड़ा हुआ अक्षीय टर्बाइन
एक केबल-टेथर्ड टर्बाइन

ये पारंपरिक पवन चक्कियों की अवधारणा के निकट हैं, लेकिन समुद्र के नीचे कार्य करते हैं। उनके पास वर्तमान में डिजाइन, विकास, परीक्षण या संचालन के अनुसार अधिकांश प्रतिकृति हैं।

एसआर2000, स्कॉटलैंड में कक्षीय समुद्री शक्ति द्वारा विकसित एक प्रतिकृति 2 मेगावाट तैरता टर्बाइन, 2016 से यूरोपीय समुद्री ऊर्जा केंद्र, ओर्कनेय में संचालित किया गया था। इसने 12 महीनों के निरंतर परीक्षण में 3,200 मेगावाट बिजली का उत्पादन किया। इसे सितंबर 2018 में कक्षीय O2 , उत्पादन मॉडल, 2021 में पूरा करने के लिए रास्ता बनाने के लिए हटा दिया गया था।[5][6]

टोकार्डो,[7] एक डच-आधारित कंपनी, 2008 से डेन ओवर के पास Afsluitdijk पर ज्वारीय टर्बाइन चला रही है।[8] [ ज्वारीय जेनरेटर का विशिष्ट उत्पादन डेटा ] डेन ओवर में लागू T100 मॉडल को दिखाया गया है।[8] वर्तमान में 1 नदी मॉडल (R1) और 2 ज्वारीय मॉडल (T) उत्पादन में हैं और तीसरा T3 जल्द ही आ रहा है। T1 के लिए बिजली उत्पादन लगभग 100 किलोवाटऔर T2 के लिए लगभग 200 किलोवाट है। ये कम 0.4 मीटर/सेकंड की ज्वारीय धाराओं के लिए उपयुक्त हैं।[9] टोकार्डो को 2019 में दिवालिया घोषित किया गया था।[10] QED नेवल और हाइड्रोविंग ने 2020 में ज्वारीय टर्बाइन बिजनेस टोकार्डो को खरीदने के लिए हाथ मिलाया है।[11]

एआर-1000, अटलांटिस रिसोर्सेज कॉर्पोरेशन द्वारा विकसित 1 मेगावाट टर्बाइन जिसे 2011 की गर्मियों के समय EMEC सुविधा में सफलतापूर्वक नियुक्त किया गया था। एआर श्रृंखला व्यावसायिक स्तर पर, क्षैतिज अक्ष टर्बाइन हैं जिन्हें खुले समुद्र में परिनियोजन के लिए डिज़ाइन किया गया है। एआर टर्बाइन में फिक्स्ड पिच ब्लेड के साथ सिंगल रोटर सेट होता है। प्रत्येक ज्वारीय विनिमय के साथ आवश्यकतानुसार एआर टर्बाइन को घुमाया जाता है। यह ज्वार के बीच शिथिल अवधि में किया जाता है और अगले ज्वार के लिए श्रेष्ठ शीर्षक के लिए आयोजित किया जाता है। AR टर्बाइनों को 1मेगावाट @ 2.65 m/s जल प्रवाह वेग पर रेट किया गया है।[12]

क्वालसुंड स्थापना समुद्र की 50 मीटर गहराई पर हैमरफेस्ट, नॉर्वे के दक्षिण में है। यद्यपि अभी भी यह एक प्रतिकृति है, 300 किलोवाट की रिपोर्ट की गई क्षमता वाली एचएस300 टर्बाइन को 13 नवंबर 2003 को ग्रिड से जोड़ा गया था। इसने इसे ग्रिड तक पहुंचाने वाली विश्व की प्रथम ज्वारीय टर्बाइन बना दिया। जलमग्न संरचना का वजन 120 टन था और इसमें 200 टन का गुरुत्वाकर्षण था। इसके तीन-ब्लेड ग्लास फाइबर-प्रबलित प्लास्टिक में बने थे और हब से टिप तक 10 मीटर मापा गया था। डिवाइस को 0.3 मेगावाट की स्थापित क्षमता के साथ 7 आरपीएम पर घुमाया गया।[13]

समुद्री प्रवाह , एक 300 किलोवाट पीरियड फ्लो समुद्री करंट प्रोपेलर टाइप टर्बाइन को 2003 में लिनमाउथ , डेवोन , इंग्लैंड के तट पर समुद्री करंट टर्बाइन द्वारा स्थापित किया गया था।[14] 11 मीटर व्यास वाले टर्बाइन जेनरेटर को एक स्टील के ढेर में फिट किया गया था जिसे सीबेड में चलाया गया था। एक प्रतिकृति के रूप में, यह डंप लोड से जुड़ा था, ग्रिड से नहीं।

अप्रैल 2007 में वर्दांत पावर[15] न्यूयॉर्क नगर में क्वीन्स और रूजवेल्ट द्वीप के बीच पूर्वी नदी में एक प्रतिकृति परियोजना चलाना आरम्भ किया; यह संयुक्त राज्य अमेरिका में प्रथम बड़ी ज्वार-बिजली परियोजना थी।[16] सशक्त धाराएं डिजाइन के लिए चुनौतियां प्रस्तुत करती हैं: 2006 और 2007 के प्रतिकृति के ब्लेड टूट गए और सितंबर 2008 में नए प्रबलित टर्बाइन स्थापित किए गए।[17][18]

सीफ़्लो परीक्षण के बाद, अप्रैल 2008 में उत्तरी आयरलैंड के स्ट्रांगफ़ोर्ड लॉफ़ में मरीन करंट टर्बाइन द्वारा सीजेन नामक एक पूर्ण आकार का प्रतिकृति स्थापित किया गया था। टरबाइन ने दिसंबर 2008 में केवल 1.2 मेगावाट से अधिक की पूर्ण शक्ति उत्पन्न करना आरम्भ किया[19] और 17 जुलाई 2008 को प्रथम बार ग्रिड में 150 किलोवाट फीड करने की सूचना है, और अब इसने उत्तरी आयरलैंड में उपभोक्ताओं के लिए एक गीगावाट घंटे से अधिक का योगदान दिया है।[20] यह वर्तमान में एकमात्र व्यावसायिक स्तर का उपकरण है जिसे विश्व में कहीं भी स्थापित किया गया है।[21] सीजेन द्अविअक्क्षीय प्रवाह रोटार से बना है, जिनमें से प्रत्येक एक जनरेटर चलाता है। टर्बाइन भाटा और ज्वार दोनों पर बिजली उत्पन्न करने में सक्षम हैं क्योंकि रोटर ब्लेड 180˚ के माध्यम से पिच कर सकते हैं।[22]

एवोपोड ज्वारीय टर्बाइन का 3डी मॉडल

जून 2008 से इवोपोड नामक एक प्रतिकृति अर्ध-जलमग्न तैरता टेथर्ड ज्वारीय टर्बाइन का परीक्षण किया गया है[23] स्ट्रैंगफोर्ड लॉफ, उत्तरी आयरलैंड में 1/10 स्तर पर। इसे विकसित करने वाली यूके कंपनी का नाम ओशन फ्लो एनर्जी लिमिटेड है।[24] उन्नत पतवार रूप ज्वार की धारा में उच्चतम शीर्ष को बनाए रखता है और इसे जल स्तंभ के चरम प्रवाह में संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

2010 में, ऑस्ट्रेलिया की टेनेक्स एनर्जी ने क्लेरेंस स्ट्रेट (उत्तरी क्षेत्र) में डार्विन, ऑस्ट्रेलिया के तट पर 450 टर्बाइन लगाने का प्रस्ताव रखा था। टर्बाइनों में थोड़ा बड़ा गुरुत्व आधार वाला लगभग 15 मीटर व्यास वाला एक रोटर सेक्शन होगा। टर्बाइन शिपिंग चैनलों के नीचे गहरे जल में कार्य करेंगे। प्रत्येक टर्बाइन से 300 से 400 घरों के लिए ऊर्जा उत्पादन का आकलन है।[25]

ब्रिटेन की एक कंपनी ज्वारीय प्रवाह ने 2003 में टेम्स में एक छोटा ट्राइटन 3 टर्बाइन कमीशन किया था।[26] इसे अपनी स्थल पर तैराया जा सकता है, बिना क्रेन, जैक-अप या गोताखोरों के स्थापित किया जा सकता है और फिर ऑपरेटिंग स्थिति में गिट्टी लगाई जा सकती है। पूर्ण स्तर पर 30-50 मीटर गहरे जल में ट्राइटन 3 की क्षमता 3 मेगावाट है,और 60-80 मीटर जल में ट्राइटन 6 की प्रवाह के आधार पर 10 मेगावाट तक की क्षमता है। दोनों प्लेटफार्मों में ऑपरेटिंग स्थिति और फ्लोट-आउट रखरखाव स्थिति दोनों में मैन-एक्सेस क्षमता है।

यूरोपियन टेक्नोलॉजी एंड इनोवेशन प्लेटफॉर्म फॉर ओशन एनर्जी (ETIP OCEAN) पावरिंग होम्स टुडे, पावरिंग नेशंस टुमॉरो रिपोर्ट 2019 ज्वारीय प्रवाह टेक्नोलॉजी के जरिए आपूर्ति की जा रही रिकॉर्ड मात्रा पर ध्यान देती है।[27]


क्रॉसफ्लो टर्बाइन

1923 में जॉर्ज डेरियस द्वारा आविष्कार किया गया और 1929 में एकस्व कराया गया, इन टर्बाइनों को लंबवत या क्षैतिज रूप से नियुक्त किया जा सकता है।

गोरलोव हेलिकल टर्बाइन [28] डेरियस डिज़ाइन का एक प्रकार है जिसमें एक जटिल डिज़ाइन है जो बड़े स्तर पर है, दक्षिण कोरिया में वाणिज्यिक प्रारंभिक है,[29] मई 2009 में खुले 1 मेगावाट संयंत्र से आरम्भ[30] और 2013 तक 90 मेगावाट तक विस्तार करना। नेप्च्यून नवीकरणीय ऊर्जा की प्रोटीन परियोजना[31] एक श्राउडेड वर्टिकल अक्षीय टर्बाइन को नियोजित करता है जिसका उपयोग मुख्य रूप से एस्टुरीन स्थितियों में एक सारणी बनाने के लिए किया जा सकता है।

अप्रैल 2008 में, ओशन रिन्यूएबल पावर कंपनी, एलएलसी (ओआरपीसी) ने ओआरपीसी के कॉब्सकुक बे और ईस्टपोर्ट मेन के पास पश्चिमी मार्ग ज्वारीय स्थल्स पर अपने स्वामित्व टर्बाइन-जनरेटर यूनिट (टीजीयू) प्रतिकृति का परीक्षण सफलतापूर्वक पूरा किया।[32] टीजीयू ओसीजेन तकनीक का मूल है और टर्बाइनों के बीच स्थित एक स्थायी चुंबक जनरेटर को चलाने के लिए उन्नत डिज़ाइन क्रॉस-फ्लो (ADCF) टर्बाइनों का उपयोग करता है और उसी शाफ्ट पर लगाया जाता है। ओआरपीसी ने टीजीयू डिजाइन विकसित किया है जिसका उपयोग नदी, ज्वारीय और गहरे जल की समुद्री धाराओं से बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है।

मेसीना जलडमरूमध्य, इटली में परीक्षण,कोबोल्ड टर्बाइन अवधारणा के 2001 में आरम्भ हुआ।[33]


प्रवाह संवर्धित टर्बाइन

एक ढकी हुई टरबाइन

प्रवाह वृद्धि उपायों का उपयोग करना, उदाहरण के लिए एक वाहक नलिका या आवरण, टरबाइन के लिए उपलब्ध घटना शक्ति को बढ़ाया जा सकता है। सबसे सामान्य उदाहरण टर्बाइन के माध्यम से प्रवाह दर को बढ़ाने के लिए ढकी हुई ज्वारीय टर्बाइन का उपयोग करता है, जो या तो अक्षीय या क्रॉसफ्लो हो सकता है।

ऑस्ट्रेलियाई कंपनी ज्वारीय एनर्जी पीटीवाई लिमिटेड ने 2002 में गोल्ड कोस्ट, क्वींसलैंड में कुशल श्राउडेड ज्वारीय टर्बाइनों का सफल व्यावसायिक परीक्षण किया। ज्वारीय एनर्जी ने उत्तरी ऑस्ट्रेलिया में अपने श्राउड टर्बाइन को वितरित किया जहां कुछ सबसे तेज रिकॉर्ड किए गए प्रवाह (11 मी/सेक, 21 नॉट) पाए जाते हैं। दो छोटे टर्बाइन 3.5 मेगावाट प्रदान करेंगे। ब्रिस्बेन ऑस्ट्रेलिया के पास एक और बड़े 5 मीटर व्यास वाले टर्बाइन, जो 4 मीटर/सेकेंड के प्रवाह में 800 किलोवाट की क्षमता रखता है, को ज्वारीय शक्ति वाले विलवणीकरण शोकेस के रूप में नियोजित किया गया था।[34]


दोलन उपकरण

दोलन उपकरणों में एक घूर्णन घटक नहीं होता है, इसके अतिरिक्त एरोफोइल अनुभाग धारा का उपयोग किया जाता है जो प्रवाह द्वारा किनारे पर बढ़ा दिए जाते हैं। दोलन प्रवाह पावर निष्कर्षण सर्व- या द्वि-दिशात्मक पंखीय पंप पवनचक्की के साथ सिद्ध हुआ था।[35] 2003 के समय स्कॉटिश तट पर एक 150 किलोवाट दोलन हाइड्रोप्लेन डिवाइस, स्टिंग्रे ज्वारीय धारा जनरेटर का परीक्षण किया गया था।[36][37] स्टिंग्रे दोलन उत्पन्न करने के लिए हाइड्रोफिल्स का उपयोग करता है, जो इसे हाइड्रोलिक पावर बनाने की अनुमति देता है। इस हाइड्रोलिक पावर का उपयोग तब एक हाइड्रोलिक मोटर को चलाने के लिए किया जाता है, जो फिर एक जनरेटर को घुमाती है।[1]

पल्स ज्वारीय हंबर मुहाना में पल्स जनरेटर नामक एक दोलनशील हाइड्रोफॉइल डिवाइस संचालित करता है।[38][39] यूरोपीय संघ से धन प्राप्त करने के बाद, वे 2012 में आरंभ करने के लिए एक व्यावसायिक स्तर के उपकरण का विकास कर रहे हैं।[40]

बायोप्रवाह ज्वारीय शक्ति रूपांतरण प्रणाली, शार्क, ट्यूना और मैकेरल जैसी तैराकी में कुशल प्रजातियों की बायोमिमिक्री का उपयोग उनके अत्यधिक कुशल थूननिफॉर्म प्रेरक शक्ति प्रणाली का उपयोग करके करती है। यह ऑस्ट्रेलियाई कंपनी बायोपावर सिस्टम्स द्वारा निर्मित है।[41]

एक 2 किलोवाट प्रतिकृति एक अग्रानुक्रम विन्यास में दो दोलन हाइड्रोफिल्स के उपयोग पर निर्भर करता है, जिसे दोलन विंग ज्वारीय टर्बाइन कहा जाता है, जिसे लवल यूनिवर्सिटी में विकसित किया गया और 2009 में क्यूबेक सिटी, कनाडा के पास सफलतापूर्वक परीक्षण किया गया। क्षेत्र परीक्षणों के समय 40% की हाइड्रोडायनामिक दक्षता प्राप्त की गई है।[42][43]


वेंटुरी प्रभाव

See also: वेंटुरी प्रभाव

वेंटुरी प्रभाव उपकरण एक दबाव अंतर उत्पन्न करने के लिए आवरण या वाहक नलिका का उपयोग करते हैं जिसका उपयोग द्वितीयक हाइड्रोलिक सर्किट को चलाने के लिए किया जाता है जिसका उपयोग बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। एक उपकरण, हाइड्रो वेंटुरी, का सैन फ्रांसिस्को खाड़ी में परीक्षण किया जाना है।[44][45]


ज्वारीय पतंग टर्बाइन

एक ज्वारीय पतंग टरबाइन एक जल के नीचे की पतंग प्रणाली या पैरावेन (जलीय पतंग) है जो ज्वार की धारा के माध्यम से ज्वारीय ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करती है। 2011 की वैश्विक ऊर्जा आवश्यकताओं का लगभग 1% ऐसे उपकरणों द्वारा बड़े मानदंड पर प्रदान किया जा सकता है।[46]

इतिहास

6 अगस्त, 1947 को वियना, ऑस्ट्रिया के अर्न्स्ट सूज़ेक ने एकस्व US2501696 के लिए प्रस्तुत किया; विएना के वोल्फगैंग केमेंट को एक-आधा समनुदेशक। उनके वाटर पतंग टर्बाइन प्रकटीकरण ने वाटर-पतंग टर्बाइनों में एक समृद्ध कला का प्रदर्शन किया। इसी प्रकार की तकनीक में, 2006 से पहले कई अन्य उन्नत जल-पतंग और पैरावेन इलेक्ट्रिक जनरेटिंग सिस्टम। 2006 में, स्वीडिश कंपनी मिनेस्टो द्वारा डीप ग्रीन पतंग नामक ज्वारीय पतंग टर्बाइन विकसित किया गया था।[47] उन्होंने 2011 की गर्मियों में उत्तरी आयरलैंड के स्ट्रांगफ़ोर्ड लफ़ में अपना पहला समुद्री परीक्षण किया था। इस परीक्षण में 1.4 मीटर के पंख विस्तार वाली पतंगों का इस्तेमाल किया गया था।[46]

2013 में डीप ग्रीन प्रारंभिक प्लांट ने उत्तरी आयरलैंड से परिचालन आरम्भ किया। संयंत्र कार्बन तन्तु पतंगों का उपयोग 8 मी (या 12 मी[48]). प्रत्येक पतंग में 1.3 मीटर प्रति सेकंड के ज्वारीय प्रवाह पर 120 किलोवाट की नियत शक्ति होती है।[49]

डिज़ाइन

मिनेस्टो की पतंग के पंखों का फैलाव 8–14 मीटर (26–46 फीट) होता है. पतंग में तटस्थ उछाल होता है, इसलिए यह डूबता नहीं है क्योंकि ज्वार -भाटा से प्रवाह में परिवर्तित हो जाता है। प्रत्येक पतंग को उत्पन्न करने के लिए एक गियरलेस टर्बाइन से लैस किया जाता है जो संलग्न केबल द्वारा एक ट्रांसफार्मर और फिर बिजली ग्रिड तक पहुँचाया जाता है। टर्बाइन मुहाना समुद्री जीवन की रक्षा के लिए संरक्षित है।[46]14-मीटर संस्करण में 1.7 मीटर प्रति सेकंड पर 850 किलोवाट की नियत शक्ति है।[49];

कार्यवाही

पतंग को केबल द्वारा एक निश्चित बिंदु पर बांधा जाता है। यह एक टरबाइन को ले जाने वाले करंट से उड़ता है। यह टरबाइन के माध्यम से प्रवाहित जल की गति को दस गुना बढ़ाने के लिए फिगर-ईएत लूप में चलता है। बल वेग के घन के साथ बढ़ता है, एक स्थिर जनरेटर की तुलना में 1,000 गुना अधिक ऊर्जा उत्पन्न करने की क्षमता प्रदान करता है।[46]उस चालाकी का अर्थ है कि पतंग ज्वारीय धाराओं में कार्य कर सकती है जो पहले के ज्वारीय उपकरणों जैसे सीजेन टरबाइन को चलाने के लिए बहुत धीमी गति से चलती है।[46] पतंग से प्रति सेकंड 1-2.5 मीटर (3 फीट 3 इंच - 8 फीट 2 इंच) कम प्रवाह में काम करने की अपेक्षा थी, यधपि प्रथम पीढ़ी के उपकरणों को 2.5 से अधिक की आवश्यकता होती है। प्रत्येक पतंग की क्षमता 150 से 800 किलोवाट के बीच उत्पन्न करने की होगी। उन्हें 50-300 मीटर (160-980 फीट) गहरे पानी में स्थापित किया जा सकता है।[46]


ज्वारीय प्रवाह विकासकर्ता

विश्व भर में ज्वारीय ऊर्जा कन्वर्टर्स विकसित करने वाले कई व्यक्ति और कंपनियां हैं। ज्वारीय ऊर्जा विकासकर्ताओं का डेटाबेस यहां नवीनतम रखा जाता है: Tidal Energy Developers[50]


ज्वारीय धारा परीक्षण

विश्व की प्रथम समुद्री ऊर्जा परीक्षण सुविधा की स्थापना 2003 में यूके में लहर और ज्वारीय ऊर्जा उद्योग के विकास को आरम्भ करने के लिए की गई थी। ओर्कने, स्कॉटलैंड में स्थित, यूरोपीय समुद्री ऊर्जा केंद्र (EMEC) ने विश्व में किसी भी अन्य एकल स्थल की तुलना में अधिक तरंग और ज्वारीय ऊर्जा उपकरणों की नियुक्ती का समर्थन किया है। ईएमईसी वास्तविक समुद्री स्थितियों में विभिन्न प्रकार के परीक्षण स्थल प्रदान करता है। इसका ग्रिड से जुड़ा ज्वारीय परीक्षण स्थल ईडे द्वीप से दूर, फ़ॉल ऑफ़ वारनेस में स्थित है, जो ज्वार को केंद्रित करता है क्योंकि यह अटलांटिक महासागर और उत्तरी सागर के बीच बहता है। इस क्षेत्र में बहुत तेज ज्वारीय धारा है, जो स्प्रिंग ज्वार में 4 मीटर/सेकेंड (8 समुद्री मील) तक यात्रा कर सकती है। ज्वारीय ऊर्जा विकासकर्ता जो वर्तमान में स्थल पर परीक्षण कर रहे हैं उनमें एल्सटॉम (पूर्व में ज्वारीय जेनरेशन लिमिटेड), एंड्रिट्ज़ हाइड्रो हैमरफेस्ट, ओपनहाइड्रो, स्कॉट्रिन्यूएबल्स ज्वारीय पावर और वोथ सम्मिलित हैं।[27]


वाणिज्यिक योजनाएँ

2010 में, द क्राउन एस्टेट ने स्कॉटलैंड के सबसे उत्तरी तट और स्ट्रोमा द्वीप के बीच एक अपतटीय स्थल पर 398 मेगावाट तक की एक ज्वारीय धारा परियोजना विकसित करने का विकल्प देते हुए मेजेन लिमिटेड को पट्टे के लिए एक समझौता किया। यह वर्तमान में विश्व की सबसे बड़ी योजनाबद्ध ज्वारीय कृषि परियोजना है, और

निर्माण आरम्भ करने के लिए अद्वितीय वाणिज्यिक, बहु-टरबाइन सारणी भी है। मेजेन परियोजना का पहला चरण (चरण 1 ए) गतिशील है और बाद के चरण चल रहे हैं।[51][12]

2010 में, आरडब्ल्यूई एनपॉवर (यूके) ने घोषणा की कि वह 2013 में दी गई नियोजन अनुमति के साथ वेल्स में एंग्लिसी के तट पर।[52] स्केरीज़ के पास सीजेन टर्बाइन के एक ज्वारीय फार्म का निर्माण करने के लिए मरीन करंट टर्बाइन के साथ साझेदारी कर रही है।।[53] एंग्लेसी, वेल्स में स्थित स्केरीज़ परियोजना, सीमेंस के स्वामित्व वाली मरीन करंट टर्बाइन सीजेन एस ज्वारीय टर्बाइनों का उपयोग करके नियुक्त की गई प्रथम सारणियों में से एक होगी। परियोजना के लिए समुद्री सहमति कुछ समय पहले प्रदान की गई थी, वेल्स में सहमति देने वाली प्रथम ज्वार सारणी। 10 मेगावाट सारणी 2015 में पूरी प्रकार से गतिशील हो जाएगी। - सीमेंस एनर्जी हाइड्रो एंड ओशन यूनिट अचिम वॉर्नर के सीईओ। एसआईएमईसी अटलांटिस एनर्जी द्वारा मरीन करंट टर्बाइन का अधिग्रहण करने के बाद 2016 में परियोजना को रोक दिया गया था।[54]

नवंबर 2007 में, ब्रिटिश कंपनी लूनर एनर्जी ने घोषणा की कि, E.ON के साथ मिलकर, वे वेल्स में पेम्ब्रोकशायर के तट पर विश्व के पहले गहरे समुद्र ज्वारीय ऊर्जा फार्म का निर्माण करेंगे। इससे 5,000 घरों को बिजली मिलेगी।

आठ अंडरवाटर टर्बाइन, प्रत्येक 25 मीटर लंबी और 15 मीटर ऊंची, सेंट डेविड प्रायद्वीप के समुद्र तल पर स्थापित की जानी हैं। निर्माण 2008 की गर्मियों में आरम्भ होने वाला है और समुद्र के नीचे एक पवन फार्म के रूप में वर्णित प्रस्तावित ज्वारीय ऊर्जा टर्बाइन 2010 तक गतिशील हो जाना चाहिए। यद्यपि, 2015 में डेल्टास्ट्रीम के नाम से जानी जाने वाली 400 किलोवाट टरबाइन के विकास और परीक्षण के बाद एक साल से भी कम समय में प्रशासन में चला गया है।[55] चंद्र ऊर्जा 2019 में भंग।[56]

[[ एल्डर्नी रिन्यूएबल एनर्जी लिमिटेड ]] को 2008 में एक लाइसेंस दिया गया था और वह चैनल द्वीप समूह में एल्डर्नी के आसपास प्रत्यक्ष रूप से सशक्त ज्वारीय प्रतिस्पर्धा से बिजली निकालने के लिए ज्वारीय टर्बाइनों का उपयोग करने की योजना बना रही है। आकलन है कि 3 गीगावाट तक निकाला जा सकता है। यह न केवल द्वीप की अवश्यकताओ को पूरा करेगा किंतु निर्यात के लिए पर्याप्त अधिशेष भी छोड़ेगा,[57] चैनल द्वीप समूह बिजली ग्रिड |फ्रांस-एल्डर्नी-ब्रिटेन केबल (एफएबी लिंक) का उपयोग करते हुए जिसके 2020 तक ऑनलाइन होने की आशा है। यह समझौता 2017 में समाप्त कर दिया गया था।[58]

नोवा स्कोटिया पावर ने बे ऑफ फंडी, नोवा स्कोटिया, कनाडा में ज्वारीय ऊर्जा प्रदर्शन परियोजना के लिए ओपनहाइड्रो टर्बाइन का चयन किया है और चैनल द्वीप समूह में ज्वारीय टर्बाइनों की आपूर्ति के लिए एल्डर्नी रिन्यूएबल एनर्जी लिमिटेड का चयन किया है।[59] 2018 में ओपनहाइड्रो को समाप्त किया गया था।[60]

पल्स ज्वारीय 2007-2009 में सात अन्य कंपनियों के साथ एक वाणिज्यिक उपकरण डिजाइन कर रहे हैं जो अपने क्षेत्र में विशेषज्ञ हैं।[61] समूह को पहला उपकरण विकसित करने के लिए €8 मिलियन ईयू अनुदान से सम्मानित किया गया था, जिसे 2012 में हंबर नदी के मुहाने पर स्थापित किया जाएगा और 1,000 घरों के लिए पर्याप्त बिजली उत्पन्न करेगा। पल्स ज्वारीय को 2014 में समाप्त कर दिया गया था।[62]

स्कॉटिश पावर रिन्यूएबल्स 2013 में हैमरफेस्ट स्ट्रॉम द्वारा साउंड ऑफ इस्ले में डिजाइन किए गए दस 1मेगावाट एचएस1000 उपकरणों को स्थापित करने की योजना बना रहे हैं।[63][52]

मार्च 2014 में, संघीय ऊर्जा नियामक समिति (एफईआरसी) ने एडमिरल्टी इनलेट , डब्ल्यूए में दो ओपनहाइड्रो ज्वारीय टर्बाइन स्थापित करने के लिए स्नोहोमिश काउंटी पीयूडी के लिए एक प्रारंभिक लाइसेंस को अनुमति दी। यह परियोजना अमेरिका में प्रथम ग्रिड से जुड़ी दो-टरबाइन परियोजना है; 2015 की गर्मियों के लिए स्थापना की योजना बनाई गई है। ज्वारीय टर्बाइनों का उपयोग सीधे समुद्र तल में लगभग 200 फीट की गहराई में रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिससे वाणिज्यिक नेविगेशन ओवरहेड पर कोई प्रभाव न पड़े। एफईआरसी द्वारा दिए गए लाइसेंस में नेविगेशन के अतिरिक्त मछली, वन्य जीवन, साथ ही सांस्कृतिक और सौंदर्य संसाधनों की रक्षा करने की योजना भी सम्मिलित है। प्रत्येक टर्बाइन का व्यास 6 मीटर है और यह 300 किलोवाट तक बिजली उत्पन्न करेगा।[64] सितंबर 2014 में, लागत संबंधी चिंताओं के कारण परियोजना रद्द कर दी गई थी।[65]


ऊर्जा गणना

टर्बाइन पावर

ज्वारीय ऊर्जा कन्वर्टर्स के संचालन के अलग-अलग उपाय हो सकते हैं और इसलिए अलग-अलग बिजली उत्पादन हो सकते हैं। यदि यंत्र की शक्ति गुणांकज्ञात है, मशीन के हाइड्रोडायनामिक सबसिस्टम के पावर आउटपुट को निर्धारित करने के लिए नीचे दिए गए समीकरण का उपयोग किया जा सकता है। यह उपलब्ध शक्ति शक्ति गुणांक पर बेत्ज़ नियम द्वारा लगाए गए से अधिक नहीं हो सकती है, यद्यपि इसे श्राउडेड ज्वारीय टर्बाइन लगाकर कुछ हद तक रोका जा सकता है। यह कार्य करता है, संक्षेप में, जल को बाध्य करके जो रोटर डिस्क के माध्यम से टरबाइन के माध्यम से प्रवाहित नहीं होता। इन स्थितियों में यह टर्बाइन के अतिरिक्त वाहक नलिका का अग्र भाग है, जिसका उपयोग शक्ति गुणांक की गणना में किया जाता है और इसलिए बेत्ज़ नियम अभी भी पूरे यंत्र पर लागू होता है।

इन गतिज प्रणालियों से उपलब्ध ऊर्जा को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:

कहाँ पे:

= टर्बाइन शक्ति गुणांक
P = उत्पन्न बिजली (वाट में)
= जल का घनत्व (समुद्री जल 1027 किग्रा/मीटर है3)
ए = टर्बाइन का प्रभाव क्षेत्र (मीटर में2)
V = प्रवाह का वेग

मुक्त प्रवाह में एक खुली टरबाइन के सापेक्ष, वाहक नलिका टर्बाइन खुले प्रवाह में समान टरबाइन रोटर की शक्ति से 3 से 4 गुना अधिक सक्षम हैं।[66]


संसाधन मूल्यांकन

यधपि एक चैनल में उपलब्ध ऊर्जा के प्रारंभिक आकलन में गतिज ऊर्जा प्रवाह मॉडल का उपयोग करके गणना पर ध्यान केंद्रित किया गया है, ज्वारीय बिजली उत्पादन की सीमाएं बहुत अधिक जटिल हैं। उदाहरण के लिए, दो बड़े बेसिनों को जोड़ने वाले जलडमरूमध्य से अधिकतम भौतिक संभावित ऊर्जा निष्कर्षण 10% के भीतर दिया जाता है:[67][68]

कहाँ पे

= जल का घनत्व (समुद्री जल 1027 किग्रा/मीटर है3)
g = गुरुत्वीय त्वरण (9.80665 मी/से2)
= चैनल के पार अधिकतम अंतर जल सतह उन्नयन
= चैनल के माध्यम से अधिकतम आयतन प्रवाह दर।

संभावित स्थलें

पवन ऊर्जा की प्रणाली, ज्वारीय टर्बाइन के लिए स्थान का चयन महत्वपूर्ण है। ज्वारीय धारा प्रणालियों को तेज धाराओं वाले क्षेत्रों में स्थापित करने की आवश्यकता होती है जहां प्राकृतिक प्रवाह अवरोधों के बीच केंद्रित होते हैं, उदाहरण के लिए खाड़ी और नदियों के प्रवेश द्वार पर, चट्टानी बिंदुओं के आसपास, हेडलैंड्स, या द्वीपों या अन्य भूमि द्रव्यमान के बीच। निम्नलिखित संभावित स्थलों पर गंभीरता से विचार किया जा रहा है:

टर्बाइन प्रौद्योगिकी में आधुनिक प्रगति अंततः समुद्र से उत्पन्न होने वाली बड़ी मात्रा में बिजली देख सकती है, विशेष रूप से ज्वारीय धारा डिजाइनों का उपयोग करते हुए ज्वारीय धाराएं, लेकिन गल्फ प्रवाह जैसे प्रमुख तापीय वर्तमान प्रणालियों से भी, जो कि अधिक सामान्य शब्द समुद्री वर्तमान शक्ति द्वारा कवर किया जाता है। . ज्वारीय धारा टर्बाइनों को उच्च-वेग वाले क्षेत्रों में व्यवस्थित किया जा सकता है जहां प्राकृतिक ज्वारीय धाराएं संकेन्द्रित होती हैं जैसे कि कनाडा के पश्चिम और पूर्वी तटों, जिब्राल्टर की जलडमरूमध्य, बोस्फोरस और दक्षिण पूर्व एशिया और ऑस्ट्रेलिया में कई स्थलें। इस प्रणाली के प्रवाह लगभग कहीं भी होते हैं जहां खाड़ी और नदियों के प्रवेश द्वार होते हैं, या भूमि के बीच जहां जल धाराएं केंद्रित होती हैं।

पर्यावरणीय प्रभाव

ज्वारीय ऊर्जा के साथ मुख्य पर्यावरणीय चिंता ब्लेड स्ट्राइक और समुद्री जीवों के उलझने से जुड़ी है क्योंकि उच्च गति वाले जल से जीवों को इन उपकरणों के पास या उनके माध्यम से धकेले जाने का खतरा बढ़ जाता है। जैसा कि सभी अपतटीय नवीकरणीय ऊर्जाओं के साथ होता है, इस बारे में भी चिंता है कि विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र और ध्वनिक आउटपुट का निर्माण समुद्री जीवों को कैसे प्रभावित कर सकता है। क्योंकि ये उपकरण जल में हैं, ध्वनिक उत्पादन अपतटीय पवन ऊर्जा से निर्मित उपकरणों की तुलना में अधिक हो सकता है। ज्वारीय ऊर्जा उपकरणों द्वारा उत्पन्न ध्वनि की आवृत्ति और विस्तार के आधार पर, इस ध्वनिक उत्पादन का समुद्री स्तनधारियों पर अलग-अलग प्रभाव हो सकता है (विशेष रूप से वे जो डॉल्फिन और व्हेल जैसे समुद्री वातावरण में संचार और नेविगेट करने के लिए इकोलोकेट करते हैं)। ज्वारीय ऊर्जा हटाने से पर्यावरणीय चिंताएँ भी हो सकती हैं जैसे कि खेत के जल की गुणवत्ता में गिरावट और तलछट प्रक्रियाओं को बाधित करना। परियोजना के आकार के आधार पर, ये प्रभाव ज्वारीय उपकरण के पास निर्मित तलछट के छोटे चिह्न से लेकर निकटवर्ती पारिस्थितिक तंत्र और प्रक्रियाओं को गंभीर रूप से प्रभावित करने तक हो सकते हैं।[81]

ईस्ट रिवर (न्यूयॉर्क नगर ) में रूजवेल्ट आइलैंड ज्वारीय एनर्जी (राइट, वर्दंट पावर) परियोजना का एक अध्ययन, छह टर्बाइनों में से प्रत्येक के ऊर्ध्वप्रवाह और अनुप्रवाह और दोनों में मछली की गति का पता लगाने और ट्रैक करने के लिए 24 स्प्लिट बीम हाइड्रोकॉस्टिक सेंसर ( वैज्ञानिक इकोसाउंडर ) का उपयोग किया। परिणाम सुझाए गए (1) नदी के इस भाग का उपयोग करने वाली बहुत कम मछलियाँ, (2) वे मछलियाँ जो इस क्षेत्र का उपयोग करती थीं, वे नदी के उस भाग का उपयोग नहीं कर रही थीं जो उन्हें ब्लेड के आवेगो के अधीन करेगा, और (3) ब्लेड क्षेत्रों के माध्यम से मछली के यात्रा करने का कोई प्रमाण नहीं है।[82]

कार्य वर्तमान में नॉर्थवेस्ट नेशनल मरीन रिन्यूएबल एनर्जी सेंटर (एनएनएमआरईसी) द्वारा संचालित किया जा रहा है[83]) भौतिक और जैविक स्थितियों के आकलन के लिए उपकरण और प्रोटोकॉल का पता लगाना और स्थापित करना और ज्वारीय ऊर्जा विकास से जुड़े पर्यावरणीय परिवर्तनों का पर्यवेक्षण करना।

यह भी देखें

संदर्भ

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