हरित बिजली के भविष्य के लिए फ्लोटिंग विंड फार्म कैसे बनाएं

हरित बिजली के भविष्य के लिए फ्लोटिंग विंड फार्म कैसे बनाएं
विसमर यूके / शटरस्टॉक

2010 के बाद से, पवन ऊर्जा ने दुनिया भर में निरंतर वृद्धि देखी है, जिससे अपतटीय पवन द्वारा उत्पन्न ऊर्जा की मात्रा बढ़ रही है प्रति वर्ष लगभग 30%। दुनिया भर के देशों को बढ़ती मांग को पूरा करने और तेजी से उत्सर्जन को कम करने के लिए अक्षय ऊर्जा आपूर्ति को तेजी से बढ़ाने की जरूरत है। इस तात्कालिकता के बावजूद, अपतटीय पवन वर्तमान में दुनिया की 1% से कम बिजली की आपूर्ति प्रदान करती है।

पवन फार्मों के निर्माण के लिए कई प्रमुख उथले-जल स्थानों को विकसित किया जा रहा है। लेकिन अपतटीय हवा की क्षमता अभी भी काफी हद तक अप्रयुक्त है, नीचे दुनिया भर में स्थापित क्षमता के ग्राफ के अनुसार।

तटवर्ती बनाम अपतटीय पवन क्षमता

ऑनशोर बनाम ऑफशोर विंड कैपेसिटी (फ्लोटिंग विंड फार्म को ग्रीन इलेक्ट्रिसिटी का भविष्य कैसे बनाया जाए)कुंजी: ऑफशोर विंड = लाइट ग्रे, और ऑनशोर विंड = डार्क ग्रे। IRENA, लेखक प्रदान की

इस अप्रयुक्त क्षमता का कारण वह है 80% हवा 60 मीटर से अधिक गहरे पानी में निर्बाध रूप से आगे चल रही है, जहां समुद्री तल में एम्बेडेड टर्बाइन निर्माण के लिए मुश्किल हैं।

इसका समाधान तैरते हुए अपतटीय खेतों तक हो सकता है। तो क्या उन्हें वापस पकड़ रहा है?

फ्लोटिंग ऑफशोर विंड

मौजूदा अपतटीय वायु टर्बाइन के एक मुट्ठी भर बार को एक निश्चित नींव द्वारा सीबेड से जोड़ा जाता है - ज्यादातर एक बड़ा स्टील ट्यूबलर ढेर है जो सीबेड के ऊपर टरबाइन मस्तूल में संक्रमण करता है। ये तथाकथित फिक्स्ड-बॉटम टर्बाइन 50 या 60 मीटर की पानी की गहराई तक सीमित हैं।

लेकिन हालिया परियोजनाएं, सहित Hywind स्कॉटलैंड के तट पर और Windfloat पुर्तगाल से पता चलता है कि फ्लोटिंग विंड टर्बाइन बनाना संभव है। एक छह मेगावॉट टरबाइन - जैसे कि हाइविंड खेत में उपयोग किए जाने वाले - 4,000 यूके घरों को बिजली देने के लिए पर्याप्त बिजली पैदा कर सकते हैं।


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लेकिन वैश्विक आबादी के लिए समान घरेलू बिजली प्रदान करना 9 द्वारा 2050 बिलियन आधे मिलियन ऑफशोर विंड टर्बाइन जैसे कुछ की आवश्यकता होगी - वर्तमान संख्या पर 100 गुना वृद्धि - साथ ही भविष्य की ऊर्जा की मांग के लिए बिजली प्रदान करने की अतिरिक्त क्षमता।

दुर्भाग्य से, फ्लोटिंग फ़ार्म फ़ार्म तकनीकी रूप से व्यवहार्य हैं, वे आर्थिक रूप से व्यवहार्य नहीं हैं। कुछ भी करना अपतटीय है महंगा। एक गीगावाट निश्चित-नीचे पवन खेत बनाने के लिए, आवश्यक साइट सर्वेक्षण को पूरा करने की लागत £ 15 मिलियन के क्षेत्र में है। खेत की स्थापना और कमीशनिंग लगभग £ 650 मिलियन होगी, जबकि संचालन और रखरखाव के लिए चल रही लागत लगभग £ 75 मिलियन प्रति वर्ष होगी। अपने जीवन के अंत में, जो लगभग 25 साल हो सकता है, वहाँ एक और £ 300 मिलियन decommissioning के लिए आवश्यक है।

फिर भी फ्लोटिंग विंड फार्म, जो अभी भी अपने डिजाइन और प्रौद्योगिकी के शुरुआती दिनों में हैं, और भी महंगे हैं। जबकि 2019 में अपतटीय पवन ऊर्जा देने की कीमत £ 36 और £ 45 प्रति मेगावाट बिजली के बीच थी, अस्थायी हवा के लिए वर्तमान नीलामी की कीमत है उस राशि से दोगुना.

अपतटीय संरचनाएं भी बहुत बड़ी हैं। हाइविंड छह मेगावाट टरबाइन 154 मीटर व्यास के हैं - प्रत्येक ब्लेड A380 हवाई जहाज के पंखों के समान लंबाई है। सीमेंस गेम्स 10 मेगावॉट टरबाइन का रोटर व्यास 193 मीटर है, जबकि यूएस नेशनल रिन्यूएबल एनर्जी लेबोरेटरी 15 मेगावॉट रेफरेंस टरबाइन का व्यास 240 मीटर है। महासागर में इस पैमाने के बुनियादी ढांचे का निर्माण, स्थापना, संचालन, निगरानी, ​​रखरखाव और डिक्रिप्शनिंग कोई तुच्छ कार्य नहीं है।

दुनिया के पहले फ्लोटिंग विंड फ़ार्म में इस्तेमाल होने वाले पांच टर्बाइनों में से दो हाइविंड स्कॉटलैंड।दुनिया के पहले फ्लोटिंग विंड फ़ार्म में इस्तेमाल होने वाले पांच टर्बाइनों में से दो हाइविंड स्कॉटलैंड। तेरेज आस / शटरस्टॉक

जबकि ऊर्जा कंपनियां अक्सर समुद्र में दूर का निर्माण करती हैं, एक एकल फ्लोटिंग विंड टरबाइन एक एकल अपतटीय तेल या गैस रिग की तुलना में बहुत कम ऊर्जा पैदा करता है। अपने परिचालन जीवन के आधार पर, दोनों संरचनाओं के आकार के आधार पर, यह 1,000 गुना कम की सीमा में हो सकता है। इसलिए नवीकरणीय ऊर्जा से समान ऊर्जा के लिए बहुत अधिक बुनियादी ढांचे की आवश्यकता है। समुद्र में एक ऑफशोर विंड टर्बाइन लगाना और वहां रखना अपतटीय तेल या गैस से ऊर्जा उत्पादन की लागत से मेल खाने के लिए बहुत सस्ता बनने की जरूरत है।

अक्षय ऊर्जा में परिवर्तन के लिए पारंपरिक अपतटीय इंजीनियरिंग से बहुत कुछ सीखा जा सकता है। लेकिन आवश्यक लागत में कमी को अधिक करने, या मौजूदा तरीकों और प्रौद्योगिकियों की दक्षता को तेज करने से प्राप्त नहीं किया जा सकता है।

टेक समाधान

इसलिए, फ्लोटिंग विंड फ़ार्म को लागत-प्रभावी बनाने के लिए नई तकनीकों की संभावना होगी। उदाहरण के लिए, अपतटीय इंजीनियरिंग गतिविधियों को नियंत्रित करने के लिए रोबोट और अन्य स्वायत्त तकनीक का उपयोग करना - सीबेड की जांच से लेकर संचालन, निरीक्षण और एक फ्लोटिंग विंड टरबाइन को बनाए रखने तक - श्रमिकों के लिए जोखिम को कम कर सकता है और इन जटिल प्रणालियों का अधिक कुशल नियंत्रण दे सकता है।

लोगों द्वारा अपतटीय पवन खेतों के नियमित निरीक्षण आज होने वाले विशाल विकास पर अव्यावहारिक होंगे, और निश्चित रूप से भविष्य में योजनाबद्ध लोगों के लिए। फ्लोटिंग विंड फ़ार्म के सभी हिस्सों में निर्मित स्मार्ट सेंसर लगातार आकलन कर सकते हैं कि संरचना कैसे आगे बढ़ रही है।

मशीन लर्निंग - जो अपने आप पर निर्णय लेने के लिए कंप्यूटर को सिखाने के लिए डेटा का उपयोग करता है - का उपयोग हमें डिजाइन के दौरान सबसे कुशल एंकर को बताने के लिए किया जा सकता है, या यदि एक मूरिंग लाइन ऑपरेशन के दौरान विफलता का खतरा हो सकता है।

पहले से ही मशीन लर्निंग टरबाइन ब्लेड्स की स्थिति को नियंत्रित करने के लिए मौसम के आंकड़ों का उपयोग कर सकती है, ताकि वे अधिकतम ऊर्जा पैदा कर सकें या उच्च हवाओं या तूफानों में क्षति को रोक सकें। नए तरीके मशीन लर्निंग के साथ भौतिकी के संयोजन से कम डेटा के साथ विश्वसनीय भविष्यवाणियां की जा सकती हैं, जो उपयोगी अपतटीय है जहां डेटा एकत्र करना मुश्किल हो सकता है।

जैसा कि यूके सरकार ने शुरू किया है जांच जलवायु परिवर्तन से निपटने के लिए तकनीकी नवाचारों में, अपतटीय पवन कॉल का पहला बंदरगाह है। भविष्य की तकनीक में निवेश के साथ, फ्लोटिंग विंड फ़ार्म देश और दुनिया की अक्षय ऊर्जा क्षमता को बढ़ाने में मदद कर सकते हैं।वार्तालाप

सुसान गौरेवेंक, रॉयल एकेडमी ऑफ इंजीनियरिंग चेयर इन इमर्जिंग टेक्नोलॉजीज - इंटेलिजेंट एंड रिसिलिएंट ओशन इंजीनियरिंग, यूनिवर्सिटी ऑफ साउथएंपटन

इस लेख से पुन: प्रकाशित किया गया है वार्तालाप क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत। को पढ़िए मूल लेख.

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