अधिक से अधिक नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों को ऑस्ट्रेलिया के बिजली ग्रिड में प्लग किया जा रहा है। उदाहरण के लिए, दक्षिण ऑस्ट्रेलिया को एक बार पवन और सौर से अपनी बिजली का 40% मिलेगा स्नोवटाउन पवन खेत इस साल के अंत में पूरा हो गया है।
लेकिन अगर अक्षय ऊर्जा को अंततः बाजार पर हावी होना है, तो हमें ऊर्जा को स्टोर करने के तरीकों की आवश्यकता होगी ताकि हम इसे चौबीसों घंटे इस्तेमाल कर सकें। अच्छी खबर यह है कि ऊर्जा को स्टोर करना आसान है। आपको केवल दो छोटे जलाशयों की आवश्यकता है - एक उच्च, एक कम - और उनके बीच पानी पंप करने का एक तरीका।
यह तकनीक, जिसे "ऑफ-रिवर पंप्ड हाइड्रो एनर्जी स्टोरेज" कहा जाता है, संभावित रूप से एनर्जी स्टोरेज प्रदान कर सकती है, जिसे ऑस्ट्रेलिया को पूरी तरह से नवीकरण की जरूरत है। यह सस्ता भी है।
कैसे काम करता है हाइड्रो वर्क्स
जब अतिरिक्त बिजली होती है, तो पानी को ऊपरी जलाशय तक एक पाइप या सुरंग के माध्यम से पंप किया जाता है। बाद में एक टरबाइन के माध्यम से पानी को वापस नीचे आने देने से ऊर्जा वापस प्राप्त होती है, जो इसे वापस बिजली में परिवर्तित करती है। प्रत्येक दिशा में 90% की दक्षता संभव है।
पंप किया गया हाइड्रो ऊर्जा भंडारण का अब तक का सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला कुल का 99% है। दुनिया भर में, पंप किए गए हाइड्रो स्टोरेज 150 गिगावाट के बारे में बता सकते हैं, जो ज्यादातर नदियों पर पनबिजली स्टेशनों के साथ एकीकृत हैं।
एक "ऑफ-नदी" प्रणाली में, एक ही पानी ऊपरी और निचले जलाशयों के बीच एक बंद लूप में फैलता है, जिससे नदी पर निर्माण की सुविधा की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। संग्रहित ऊर्जा की मात्रा ऊपरी और निचले जलाशयों (आमतौर पर 100 और 1000 m) के बीच और उच्च जलाशय में संग्रहीत पानी की मात्रा के बीच के अंतर के अनुपात में होती है।
बिजली भंडारण प्रणालियों को कुछ घंटों की अवधि के लिए तत्काल बिजली उत्पादन देने में सक्षम होना चाहिए। यह हवा और सौर आउटपुट में अल्पकालिक उतार-चढ़ाव को कवर करता है, उपभोक्ता मांग में चोटियों (जैसे बहुत गर्म गर्मी के दोपहर के समय), और पीढ़ी और ट्रांसमिशन बुनियादी ढांचे के अनियोजित आउटेज। संग्रहित ऊर्जा का उपयोग करने से अधिक समय तक उपयोग में पवन और सौर सुविधाओं से विद्युत लाइनों को रखने में मदद मिलती है।
उपलब्ध बिजली भंडारण विकल्पों में से, जैसे बैटरी और फ्लाईव्हील, पंप हाइड्रो अब तक सबसे सस्ता है। जलाशय में पानी की प्रतीक्षा करते समय इसका कोई अतिरिक्त नुकसान नहीं है, और 30 सेकंड में पूरी शक्ति तक पहुंच सकता है।
दूर जाने का समय
ऑस्ट्रेलिया में पर्यावरण और अन्य बाधाओं के कारण नदी पर पनबिजली का विकास करने का बहुत कम अवसर है। लेकिन, अल्पकालिक ऑफ-नदी ऊर्जा भंडारण के लिए विशाल अवसर हैं। एक विशिष्ट साइट में एक पाइप द्वारा जुड़े छोटे जलाशयों की एक जोड़ी शामिल होगी, जिसके माध्यम से पानी को प्रतिदिन एक पंप और टरबाइन, बिजलीघर और बिजली लाइनों के साथ जोड़ा जाएगा।
ऑस्ट्रेलिया में 750 m के विशिष्ट उन्नयन अंतर के साथ, संरक्षण भंडार के बाहर पहाड़ी क्षेत्रों में हजारों उत्कृष्ट संभावित स्थल हैं। वे एक हवा या सौर खेत के पास होने की जरूरत नहीं है।
ऑफ-नदी बिजली भंडारण में विशिष्ट ऑन-नदी सुविधाओं पर कई फायदे हैं:
- बहुत अधिक संभावित साइटें हैं
- साइटों को चुना जा सकता है जो पर्यावरण और अन्य मूल्यों से नहीं टकराते
- ऊपरी जलाशय को एक घाटी के बजाय एक पहाड़ी के ऊपर रखा जा सकता है, जिससे ऊंचाई के अंतर को अधिकतम किया जा सकता है
- बाढ़ (आमतौर पर एक प्रमुख लागत) के लिए कोई प्रावधान किए जाने की आवश्यकता नहीं है।
एक प्रणाली जिसमें जुड़वां 10- हेक्टेयर जलाशय होते हैं, प्रत्येक 30 मीटर गहरे, एक 750 मीटर ऊंचाई अंतर के साथ, 1,000 मेगावाट के बारे में पांच घंटे तक पहुंचा सकते हैं।
20 और 40 इन प्रणालियों के बीच एक 100% अक्षय ऑस्ट्रेलियाई बिजली प्रणाली को स्थिर करने के लिए पर्याप्त होगा।
इसका मूल्य कितना है?
चूंकि जलाशय ठेठ हाइड्रो जलाशयों की तुलना में छोटे (सिर्फ कुछ हेक्टेयर) हैं, वे लागत का एक मामूली घटक हैं। अधिकांश लागत बिजली के घटकों (पाइप, पंप, टर्बाइन, ट्रांसफार्मर और ट्रांसमिशन) में है। प्रारंभिक अनुमान बताते हैं कि एक अच्छी साइट पर ऑफ-नदी प्रणाली की लागत स्थापित क्षमता के प्रति किलोवाट $ 1,000 के आसपास है।
यहाँ एक काल्पनिक केस स्टडी है। एक 200 मेगावॉट सौर ऊर्जा सुविधा वास्तविक समय में ग्रिड के लिए अपने बिजली उत्पादन का अधिकतम आधा हिस्सा देती है, और शाम के लिए शेष स्टोर करती है। अब, दिन के सबसे सुहाने समय पर चरम पर पहुंचने के बजाय, सौर ऊर्जा उत्पादन 8am से 10pm (मौसम और क्लाउड कवर के आधार पर) तक फैलता है, ग्रिड और पंप प्रत्येक के लिए अधिकतम बिजली उत्पादन के साथ (नुकसान की अनुमति के बाद) 90 मेगावाट )। जलाशय को सुबह की मांग के शिखर को कवर करने के लिए पवन ऊर्जा का उपयोग करके रात में रिचार्ज किया जा सकता है।
चोटियों को चिकना करना: कैसे ऊर्जा भंडारण शाम में अंतिम बिजली बना सकता है।
सौर ऊर्जा प्रणाली और अल्पकालिक पनबिजली भंडारण प्रणाली की स्टैंड-अलोन लागत क्रमशः A $ 2,000 और A $ 1,000 प्रति किलोवाट है। दो प्रणालियों के बीच ट्रांसफार्मर और ट्रांसमिशन लागत के बंटवारे से बचत से भंडारण के नुकसान के लिए लेखांकन के बाद, और यह तथ्य कि हाइड्रो स्टोरेज रेटिंग पीवी सिस्टम की आधी है, कि कुल सिस्टम लागत लगभग $ 2500 प्रति किलोवाट पर डालती है ।
दूसरे शब्दों में, सौर ऊर्जा केंद्र से आउटपुट में चोटियों को सुचारू करने के लिए पंप किए गए हाइड्रो स्टोरेज का उपयोग करने से लागत में केवल एक अतिरिक्त 25% जुड़ता है। यह बैटरी का उपयोग करने की तुलना में बहुत सस्ता है।
स्थान, स्थान, स्थान
एक मानचित्र या Google धरती के साथ कुछ समय बिताएं और आप दर्जनों उत्कृष्ट संभावित स्थलों को पहाड़ी खेत में या मौजूदा बिजली मार्गों से जोड़ सकते हैं। ऑस्ट्रेलिया में देश के अधिकांश बसे हुए हिस्सों में हजारों उम्मीदवार हैं।
उदाहरण के लिए, तुमट 3 पनबिजली स्टेशन में ऑस्ट्रेलिया की सबसे बड़ी पंप वाली पनबिजली भंडारण क्षमता (1500 मेगावाट) है, जो 151 m की ऊंचाई में अंतर है, और एक बड़ी झील है जिसे बड़ी बाढ़ का सामना करना पड़ता है। लेकिन पास में एक छोटी सी नदी प्रणाली बनाई जा सकती है, जिसमें 13 मीटर की ऊंचाई के साथ जुड़वां 700-हेक्टेयर जलाशयों को शामिल किया गया है, जो एक 5 किमी पाइप द्वारा एक पॉवरलाइन मार्ग से जुड़ा हुआ है। यह प्रणाली 1,500 मेगावाट को तीन घंटे तक वितरित करने के लिए पर्याप्त पानी संग्रहित करेगी, और इसकी लागत बहुत कम होगी।
दो पंप वाले हाइड्रो स्टोरेज झीलों (नीले डॉट्स) के बीच एक 5 किमी पाइप अपेक्षाकृत मामूली लागत (Google Earth छवि) पर स्नो हाइड्रो के Tumut 3 पावर स्टेशन के उत्पादन में सुधार कर सकता है।
के बारे में लेखक
एंड्रयू ब्लकर्स ऑस्ट्रेलियाई नेशनल यूनिवर्सिटी में सेंटर फॉर सस्टेनेबल एनर्जी सिस्टम्स और एआरसी सेंटर फॉर सोलर एनर्जी सिस्टम्स के निदेशक हैं। उनके अनुसंधान हित सौर ऊर्जा प्रणालियों के क्षेत्र में हैं।
इस लेख के सह-लेखक थे रोजर फुल्टन जैकब / एसकेएम से, जिन्होंने एक इंजीनियर और प्रोजेक्ट मैनेजर के रूप में एक्सएनयूएमएक्स के बाद से पनबिजली उद्योग में काम किया है।
