तरंग ऊर्जा: इतिहास, यह कैसे काम करता है, फायदे, नुकसान - वातावरण - 2025

लहरों की ऊर्जा या लहर - बिजली यांत्रिक उत्पन्न ऊर्जा है द्वारा लहर और जो विद्युत ऊर्जा में तब्दील हो जाता है। यह पानी की गतिज ऊर्जा है, जो पानी के पिंडों की सतह के साथ अपने घर्षण में हवा की ऊर्जा द्वारा उत्पादित होती है।

यह गतिज ऊर्जा टरबाइनों द्वारा विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है, जो एक अक्षय और स्वच्छ ऊर्जा है। इस ऊर्जा के उपयोग का इतिहास उन्नीसवीं शताब्दी से पहले का है, लेकिन यह बीसवीं शताब्दी के अंत में है जब इसमें उछाल आना शुरू हुआ।

लहरों की शक्ति। स्रोत: मोस्टाफामराजी

आज लहर ऊर्जा के रूपों का लाभ उठाने के लिए बड़ी संख्या में सिस्टम प्रस्तावित हैं। इनमें तरंग दोलन, लहर का झटका, या लहर के नीचे दबाव में बदलाव शामिल हैं।

इन प्रणालियों का सामान्य सिद्धांत समान है और इसमें ऐसे डिजाइनिंग उपकरण शामिल हैं जो तरंगों की गतिज ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा और फिर विद्युत ऊर्जा में बदलते हैं। हालांकि, डिजाइन और कार्यान्वयन अत्यधिक परिवर्तनशील है, और इसे तट या अपतटीय पर स्थापित किया जा सकता है।

उपकरण जलमग्न हो सकते हैं, अर्द्ध जलमग्न हो सकते हैं, तैर सकते हैं या किनारे पर निर्मित हो सकते हैं। पेलैमिस जैसी प्रणालियां हैं, जहां लहरों के ऊपर की ओर गति हाइड्रोलिक सिस्टम को सक्रिय करती है जो विद्युत चुम्बकों को युग्मित मोटर्स को सक्रिय करते हैं।

अन्य लोग तट पर टूटने पर तरंगों के बल का लाभ उठाते हैं, या तो हाइड्रोलिक पिस्टन या हवा के स्तंभों को आगे बढ़ाते हैं जो टर्बाइनों को स्थानांतरित करते हैं (उदाहरण: OWC प्रणाली, आसन्न जल स्तंभ)।

अन्य डिजाइनों में, लहर के बल का उपयोग किया जाता है क्योंकि यह किनारे पर इसे तोड़ने और जलाशयों को भरने के लिए होता है। इसके बाद, संग्रहीत पानी की संभावित ऊर्जा का उपयोग गुरुत्वाकर्षण द्वारा टर्बाइन को स्थानांतरित करने और विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए किया जाता है।

तरंग ऊर्जा के निस्संदेह फायदे हैं, क्योंकि यह नवीकरणीय, स्वच्छ, नि: शुल्क है और इसका कम पर्यावरणीय प्रभाव है। हालांकि, इसमें पर्यावरणीय परिस्थितियों से जुड़े कुछ नुकसान शामिल हैं जिनमें उपकरण काम करते हैं और तरंगों की विशेषताएं हैं।

समुद्री वातावरण की परिस्थितियाँ नमक की परत से जंग की संरचना, समुद्री जीवों की क्रिया, उच्च सौर विकिरण, हवा और तूफानों के अधीन हैं। इसलिए, प्रणाली के प्रकार के आधार पर, काम की स्थिति मुश्किल हो सकती है, विशेष रूप से जलमग्न या लंगर वाली अपतटीय प्रणालियों में।

इसी तरह, रखरखाव महंगा है, खासकर अपतटीय प्रणालियों में, क्योंकि लंगर को समय-समय पर जांचना आवश्यक है। दूसरी ओर, प्रणाली और क्षेत्र के आधार पर, वे नेविगेशन, मछली पकड़ने और मनोरंजन गतिविधियों को नकारात्मक रूप से प्रभावित कर सकते हैं।

इतिहास

यह 19 वीं शताब्दी में अपने प्राचीन काल की है जब स्पेनिश जोस बैरुफेट ने "मर्मोटर" कहा था। इस मशीन ने तरंगों के ऊर्ध्वाधर दोलन से बिजली का उत्पादन किया और 20 वीं सदी के 80 के दशक तक इसका व्यवसायीकरण नहीं किया गया था।

Barrufet के उपकरण में बिजली के जनरेटर को चलाने वाली तरंगों के साथ ऊपर और नीचे होने वाली buoys की एक श्रृंखला शामिल थी। प्रणाली बहुत कुशल नहीं थी, लेकिन, इसके आविष्कारक के अनुसार, यह 0.36 किलोवाट उत्पन्न करने में सक्षम था।

आज विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए तरंगों के बल का उपयोग करने के लिए 600 से अधिक पेटेंट हैं। ये ऊर्ध्वाधर दोलन द्वारा उत्पन्न बल के माध्यम से काम कर सकते हैं या जो तट पर लहर के प्रभाव से उत्पन्न होते हैं।

तरंग ऊर्जा कैसे काम करती है?

पेनाइस, पेलामी में पेलामीस कनवर्टर। स्रोत: डिप्लोमा। Ing। Guido Grassow

वेव पॉवर सिस्टम का संचालन उस गति पर निर्भर करता है जिसे आप तरंगों से लाभ उठाना चाहते हैं। अस्थायी या लंगरयुक्त सिस्टम ऑनशोर हैं, जो पानी के ऊर्ध्वाधर दोलन का लाभ उठाते हैं, जबकि अन्य तट पर लहरों के झटके के बल पर कब्जा कर लेते हैं।

इसी तरह, वे हैं जो लहर की सतह के नीचे दबाव की भिन्नता का उपयोग करते हैं। कुछ मामलों में, तरंगों की गतिज ऊर्जा समुद्र के पानी को संग्रहित करने और विद्युत टरबाइनों को सक्रिय करने के लिए इसकी संभावित ऊर्जा (गुरुत्वाकर्षण गिरावट) का लाभ उठाने की अनुमति देती है।

अन्य प्रणालियों में, तरंगों की यांत्रिक ऊर्जा हाइड्रोलिक पिस्टन या वायु द्रव्यमान के आंदोलनों का उत्पादन करती है जो बिजली उत्पन्न करने के लिए हाइड्रोलिक मोटर्स या टर्बाइन को सक्रिय करती है।

- फ्लोटिंग या एंकरिंग सिस्टम ऑनशोर

ये प्रणालियाँ अर्ध-जलमग्न या जलमग्न हो सकती हैं और तटवर्ती लहरों के कारण होने वाली दोलन क्रियाओं का लाभ उठा सकती हैं। कुछ सिस्टम सतह प्रफुल्लित करने के बल का उपयोग करते हैं और अन्य गहन आंदोलन करते हैं।

सतह प्रफुल्लित

पेलैमिस या "समुद्री सर्प" जैसे स्पष्ट खंडों की प्रणालियां हैं, जिसमें तरंगें स्पष्ट मॉड्यूल को स्थानांतरित करती हैं जो हाइड्रोलिक जनरेटर को विद्युत जनरेटर से सक्रिय करती हैं।

एक अन्य विकल्प साल्टर डक है, जहां एक धुरी के लिए तय की जाने वाली ब्वॉयज़ लहरों के साथ एक पिचिंग आंदोलन करती हैं, जो हाइड्रोलिक मोटर्स को भी सक्रिय करती हैं। दूसरी ओर, buoys पर आधारित प्रस्तावों की एक पूरी श्रृंखला है जिनके दोलन भी हाइड्रोलिक सिस्टम को सक्रिय करते हैं।

डीप रॉकिंग मोशन

आर्किमिडीज वेव ऑस्किलेटर में सीबेड के लिए लंगर डाले गए संरचना पर श्रृंखला में घुड़सवार दो सिलेंडर होते हैं। ऊपरी सिलेंडर में साइड मैग्नेट होते हैं और तरंग के दबाव के साथ लंबवत नीचे की ओर बढ़ते हैं।

जब सिलेंडर नीचे जाता है, तो यह निचले सिलेंडर पर दबाव डालता है जिसमें हवा होती है और, लहर की पैदावार के दबाव के रूप में, हवा का दबाव सिस्टम को ऊपर की ओर धकेलता है। चुम्बकीय सिलेंडर की ऊर्ध्वाधर दिशा में दोलन गति एक कुंडल के माध्यम से बिजली उत्पन्न करने की अनुमति देती है।

वेव ड्रैगन

इसमें पंखों के साथ नीचे से बंधा हुआ एक तैरता हुआ मंच होता है जो इसे लहरों द्वारा स्थानांतरित किए गए पानी को प्राप्त करने की अनुमति देता है, जिससे बाढ़ की संरचना होती है। पानी जमा हो जाता है और फिर एक टरबाइन के माध्यम से एक केंद्रीय स्तंभ के माध्यम से परिचालित होता है।

- तटीय प्रणाली

ये सिस्टम तट पर स्थापित हैं और तरंगों को तोड़कर उत्पन्न ऊर्जा का लाभ उठाते हैं। इन प्रणालियों की सीमा यह है कि वे केवल मजबूत तरंगों वाले तटों पर काम करते हैं।

एक उदाहरण बास्क इंजीनियर इनाकी वैले द्वारा डिजाइन की गई प्रणाली है, जिसमें रेलिंग पर चुंबक के साथ ढलान वाले तट पर लंगर डाले हुए एक मंच होता है। तरंग चुंबक को ऊपर की ओर धकेलती है, यह गुरुत्वाकर्षण द्वारा उतरता है और गति विद्युत उत्पन्न करने के लिए एक कुंडल को प्रेरित करता है।

प्रणाली

इसमें प्लेटों की एक प्रणाली शामिल होती है जो तरंगों के प्रवाह और प्रवाह के साथ आगे पीछे होती है और इस आंदोलन को पिस्टन पंप के माध्यम से विद्युत टरबाइन सक्रिय करता है।

की प्रणाली

इस मामले में यह अस्थायी प्लेटों का सवाल है जो तट पर लंगर डाले हुए हैं जो लहर को तोड़ने का बल प्राप्त करते हैं और एक हाइड्रोलिक प्रणाली को सक्रिय करते हैं। बदले में हाइड्रोलिक मोटर एक टरबाइन चलाती है जो बिजली पैदा करती है।

CETO प्रणाली

इसमें जलमग्न बुआओं की एक श्रृंखला होती है जो समुद्र के किनारे लंगर डालती हैं और जिनके दोलन से समुद्री जल को तट पर ले जाने वाले हाइड्रोलिक पंप सक्रिय हो जाते हैं। पंप किया हुआ पानी बिजली पैदा करने के लिए एक टरबाइन को सक्रिय करता है।

सिस्टम जो संभावित ऊर्जा का दोहन करते हैं

कई प्रणालियां हैं जो टैंकों में समुद्री जल को संग्रहीत करती हैं और फिर, गुरुत्वाकर्षण द्वारा, कपलान टर्बाइन को सक्रिय कर सकती हैं और बिजली उत्पन्न कर सकती हैं। पानी लहर द्वारा संचालित टैंपन प्रणाली (टेपर्ड चैनल वेव पॉवर सिस्टम) या एसएसजी वेव एनर्जी (सी-वेव स्लॉट-कोन जेनरेटर) के रूप में टैंक तक पहुंचता है।

जल-वायु स्तंभ प्रणाली

अन्य मामलों में, तरंगों द्वारा संचालित पानी के बल का उपयोग हवा के एक स्तंभ को स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है, जो एक टरबाइन से गुजरते समय, बिजली उत्पन्न करता है।

उदाहरण के लिए, OWC सिस्टम (Oscillating Water Column) में तरंग प्रवाह में पानी एक वाहिनी में प्रवेश करता है और इनडोर वायु को चलाता है। हवा का स्तंभ एक चिमनी के माध्यम से उगता है और टरबाइन के माध्यम से बाहर जाने के लिए गुजरता है।

जब लहरों के ग्रास में पानी पीछे हटता है, तो हवा चिमनी में फिर से प्रवेश करती है, टरबाइन को फिर से घुमाती है। इसका एक डिज़ाइन है जो इसे दोनों प्रवाह में एक ही दिशा में आगे बढ़ाता है।

एक अन्य समान प्रणाली ORECON है, जहां कक्ष के अंदर पानी का दोलन एक फ्लोट चलाता है जो बदले में टरबाइन से गुजरने के लिए हवा को दबाता है। यह प्रणाली दोनों दिशाओं में चलती हवा से समान रूप से काम करती है।

फायदा

लहर का खेत। स्रोत: P123

नवीकरणीय ऊर्जा

यह समुद्र की लहरों जैसे एक लगभग अटूट प्राकृतिक स्रोत से एक ऊर्जा है।

ऊर्जा स्रोत स्वतंत्र है

तरंग ऊर्जा का स्रोत समुद्र की लहरें हैं, जिनके ऊपर किसी भी आर्थिक स्वामित्व का प्रयोग नहीं किया जाता है।

स्वच्छ ऊर्जा

वेव ऊर्जा अपशिष्ट उत्पन्न नहीं करती है और इसके उपयोग के लिए अभी तक प्रस्तावित प्रणालियाँ प्रक्रिया में प्रासंगिक अपशिष्ट उत्पन्न नहीं करती हैं।

कम पर्यावरणीय प्रभाव

जलीय या तटीय वातावरण में किसी भी हस्तक्षेप से कुछ पर्यावरणीय प्रभाव उत्पन्न होते हैं, लेकिन अधिकांश प्रस्तावित प्रणालियाँ कम प्रभाव वाली होती हैं।

अन्य उत्पादक उद्देश्यों के साथ सहयोग करें

कुछ वेव पॉवर सिस्टम समुद्र के पानी की निकासी को अलवणीकरण प्रक्रियाओं को पूरा करने और पीने का पानी प्राप्त करने, या हाइड्रोजन के उत्पादन के लिए अनुमति देते हैं।

उदाहरण के लिए, जिनके ऑपरेशन में तट पर समुद्री जल को इकट्ठा करना और संग्रहीत करना शामिल है, जैसे कि TAPCHAN और SSG वेव एनर्जी।

नुकसान

अधिकांश नुकसान पूर्ण नहीं हैं, लेकिन हम उस विशिष्ट तरंग प्रणाली पर निर्भर करते हैं जिसका हम मूल्यांकन कर रहे हैं।

तरंग बल और नियमितता

ऊर्जा उत्पादन की दर नियमितता और शक्ति में तरंगों के यादृच्छिक व्यवहार पर निर्भर करती है। इसलिए, जिन क्षेत्रों में इस ऊर्जा का उपयोग प्रभावी हो सकता है, वे सीमित हैं।

लहर का आयाम और दिशा अनियमित हो जाती है ताकि आने वाली शक्ति यादृच्छिक हो। इससे तंत्र के लिए संपूर्ण आवृत्ति रेंज पर अधिकतम प्रदर्शन प्राप्त करना मुश्किल हो जाता है और ऊर्जा रूपांतरण दक्षता अधिक नहीं होती है।

रखरखाव

शामिल संरचनाओं का रखरखाव कुछ कठिनाइयों और लागतों को मजबूर करता है, जो समुद्री नमक के संक्षारक प्रभाव और लहरों के प्रभाव को देखते हैं। अपतटीय और जलमग्न सुविधाओं के मामले में, रखरखाव की लागत पहुंच कठिनाइयों और आवधिक पर्यवेक्षण की आवश्यकता से बढ़ जाती है।

सामान्य रूप से जलवायु और पर्यावरणीय स्थिति

तरंग ऊर्जा पर कब्जा करने और इसे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने की संरचनाएं समुद्री वातावरण में चरम स्थितियों के अधीन हैं। इनमें नमी, नमक, हवा, बारिश, तूफान, तूफान, अन्य शामिल हैं।

तूफान का मतलब है कि डिवाइस को नाममात्र की तुलना में 100 गुना अधिक भार का सामना करना पड़ता है, जिससे उपकरण को नुकसान या कुल नुकसान हो सकता है।

समुद्री जीवन

समुद्री जीवन भी एक कारक है जो बड़े जानवरों (शार्क, सीतास) जैसे उपकरणों की कार्यक्षमता को प्रभावित कर सकता है। दूसरी ओर, बाइवलेव्स और शैवाल उपकरण की सतह का पालन करते हैं, जिससे महत्वपूर्ण गिरावट होती है।

शुरुवाती निवेश

आवश्यक उपकरणों और इसकी स्थापना की कठिनाइयों के कारण प्रारंभिक आर्थिक निवेश अधिक है। उपकरण को विशेष सामग्री और कोटिंग्स, हर्मेटिक और एंकरिंग सिस्टम की आवश्यकता होती है।

नृशंस गतिविधियों पर प्रभाव

प्रयुक्त प्रणाली के प्रकार के आधार पर, ये नेविगेशन, मछली पकड़ने और क्षेत्र में पर्यटकों के आकर्षण को प्रभावित कर सकते हैं।

वे देश जो तरंग ऊर्जा का उपयोग करते हैं

मोट्रीको वेव पावर प्लांट (स्पेन)। स्रोत: Txo

स्पेन

यद्यपि भूमध्य सागर की क्षमता तरंग ऊर्जा के संदर्भ में कम है, कैंटब्रियन सागर में और अटलांटिक महासागर में यह बहुत अधिक है। मुत्रीकु के बास्क शहर में 2011 में 16 टर्बाइनों (300kW पावर) के साथ एक पावर प्लांट बनाया गया है।

सन्तोअना (कैंताबिया) में एक और लहर शक्ति केंद्र है जो तरंगों की ऊर्ध्वाधर दोलन ऊर्जा का लाभ उठाने और बिजली उत्पन्न करने के लिए 10 जलमग्न बुआओं का उपयोग करता है। कैनरी द्वीप समूह में उनके तटों की अनुकूल परिस्थितियों के कारण तरंग ऊर्जा को बढ़ावा देने के लिए कई परियोजनाएं हैं।

पुर्तगाल

2008 में, ओशन पॉवर डिलीवरी (ओपीडी) कंपनी ने पुर्तगाली तट से 5 किमी दूर स्थित तीन पेलमिस पी -750 मशीनों को स्थापित किया। ये Póvoa de Varim के पास स्थित हैं, स्थापित क्षमता के साथ 2.25 MW है।

स्कॉटलैंड (यूके)

ओडब्ल्यूसी तकनीक का उपयोग ओर्कनेय द्वीप पर किया जा रहा है, जहां 2000 के बाद से एक सिस्टम स्थापित किया गया है जिसे लिमपेट कहा जाता है। इस प्रणाली का अधिकतम उत्पादन 500 किलोवाट है।

डेनमार्क

2004 में डेनमार्क में एक वेव ड्रैगन टाइप पायलट प्रोजेक्ट स्थापित किया गया था, इसका आयाम 58 x 33 मीटर और अधिकतम 20 किलोवाट की शक्ति के साथ था।

नॉर्वे

सवहिया (नॉर्वे) में एसएसजी वेव एनर्जी सिस्टम के लिए एक संयंत्र की स्थापना प्रगति पर है।

यू.एस

2002 में, न्यू जर्सी में एक पावर बॉय डिवाइस के लिए एक पायलट प्रोजेक्ट स्थापित किया गया था, जिसमें एक अपतटीय बोय 5 मीटर व्यास, 14 मीटर लंबा और 50 किलोवाट की अधिकतम शक्ति के साथ था।

ओरेगन में, गैरीबाल्डी के बंदरगाह में एक एसएसजी वेव ऊर्जा पायलट संयंत्र स्थापित किया गया था। इसी तरह, हवाई में वे अक्षय ऊर्जा स्रोतों को बढ़ावा देते हैं और माउ द्वीप के मामले में, मुख्य नवीकरणीय स्रोत तरंग ऊर्जा है।

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