ज्वार-भाटा समुद्र के जलस्तर में होने वाली आवधिक वृद्धि और गिरावट है जो चंद्रमा के गुरुत्वाकर्षण बल के कारण होती है। यह नवीकरणीय संसाधन का एक रूप है जो बिजली पैदा करने के लिए समुद्री ज्वार की शक्ति का उपयोग करता है। लेकिन अन्य ऊर्जा स्रोतों की तरह इसके भी कुछ लाभ और कमियाँ हैं। तो आइए ज्वारीय ऊर्जा के लाभ और हानि के बारे में विस्तार से जानें।
ज्वारीय ऊर्जा क्या है?
ज्वार की ताकत का दोहन करना और इसे ज्वारीय ऊर्जा रूपांतरण नामक प्रक्रिया के माध्यम से बिजली जैसे उपयोगी प्रकार की ऊर्जा में बदलना संभव है। पृथ्वी पर चंद्रमा और सूर्य के गुरुत्वाकर्षण खिंचाव के कारण ज्वार नियमित अंतराल पर ऊपर और नीचे उठता है, जिससे ज्वार पैदा होता है। अन्य नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों की तुलना में, ज्वारीय श्रेणियों और ज्वारीय जलसेतुओं से बिजली पैदा करने की विधि अत्यंत विश्वसनीय और पूर्वानुमान योग्य है।
उच्च और निम्न बहाव के बीच ऊंचाई के अंतर का उपयोग करने के लिए, ज्वारीय सीमा तकनीक विकसित की गई है। बहाव के बढ़ने पर हेज या लैगून टर्बाइन बिजली उत्पन्न करते हैं, और सिस्टम को पारंपरिक ज्वारीय ड्रम आग के मॉडल के अनुसार बनाया गया है। हेज से परे बर्फ पिघलने के बाद, संग्रहीत पानी को टर्बाइनों के माध्यम से बिजली उत्पादन के लिए छोड़ा जा सकता है।
जिस तरह पवन टर्बाइन हवा की धाराओं से ऊर्जा प्राप्त करते हैं, उसी तरह ज्वारीय स्लुइस बिल्डर्स पानी के गतिशील निकायों से ऊर्जा प्राप्त करते हैं। हालाँकि, बिजली उत्पादन के लिए एकल ज्वारीय टर्बाइन की क्षमता समान रूप से रेटेड पवन ऊर्जा टर्बाइनों की तुलना में कम हो सकती है, क्योंकि पानी हवा से 832 गुना अधिक मोटा होता है।
रंग-बिरंगे डिज़ाइनों का उपयोग ज्वार-भाटे की ऊर्जा को विद्युत में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है, जिससे ज्वारीय ऊर्जा नामक एक नवीकरणीय संसाधन का निर्माण होता है। हवा और सूर्य ज्वार-भाटे की तुलना में कम विश्वसनीय कारक हैं। नवीकरणीय होने के बावजूद , ज्वारीय ऊर्जा की लागत अपेक्षाकृत अधिक होने और पर्याप्त उच्च ज्वार-भाटे स्तर या प्रवाह गति वाले स्थानों की कमी के कारण पारंपरिक रूप से इसका व्यापक उपयोग सीमित रहा है। हालांकि, डिज़ाइन और टरबाइन प्रौद्योगिकी दोनों में हाल के कई तकनीकी विकास और प्रगति से संकेत मिलता है कि ज्वारीय ऊर्जा की व्यापक क्षमता अनुमान से कहीं अधिक हो सकती है, जिससे लागत और पर्यावरणीय दोनों ही दृष्टि से लागत को प्रतिस्पर्धी स्तर तक कम किया जा सकता है। इस युग में, ज्वारीय ऊर्जा के लाभ और हानियों को जानना महत्वपूर्ण है।
ज्वारीय ऊर्जा के 4 प्रमुख लाभ और नुकसान
1. नवीकरणीय संसाधन
ज्वारीय ऊर्जा एक अक्षय ऊर्जा स्रोत होने के कारण अनिश्चित काल तक उपयोग की जा सकती है। अतः, वर्तमान में इसके उपयोग से भविष्य में ज्वार-भाटे द्वारा उत्पादित ऊर्जा की मात्रा में कोई कमी नहीं आएगी। सूर्य और चंद्रमा के गुरुत्वाकर्षण बल द्वारा ज्वार-भाटे का नियंत्रण निकट भविष्य में समाप्त नहीं होगा।
2. कोई कार्बन उत्सर्जन नहीं
ज्वारीय ऊर्जा संयंत्र न केवल वातावरण में कोई हानिकारक गैस छोड़े बिना बिजली उत्पन्न करते हैं , बल्कि वे नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों की श्रेणी में भी आते हैं। शून्य उत्सर्जन वाले ऊर्जा स्रोतों की खोज अत्यंत महत्वपूर्ण है क्योंकि ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन वैश्विक तापमान वृद्धि में एक प्रमुख योगदानकर्ता है।
3. पूर्वानुमान योग्य
ज्वारीय धाराओं की विशेषता उच्च स्तर की पूर्वानुमानशीलता है। चूँकि उच्च और निम्न ज्वार नियमित अंतराल पर आते हैं, इसलिए यह अनुमान लगाना आसान है कि दिन के किसी भी समय ऊर्जा कब उत्पन्न होगी। चूँकि ज्वार और धाराओं की ताकत का सही अनुमान लगाया जा सकता है, इसलिए यह अनुमान लगाना भी आसान है कि टर्बाइनों द्वारा कितनी बिजली का उत्पादन किया जाएगा।
4. प्रचुर विद्युत उत्पादन
ज्वारीय बिजली संयंत्रों से उच्च विद्युत उत्पादन संभव है। पानी का घनत्व, जो हवा से लगभग 800 गुना अधिक है, इस घटना का एक प्रमुख कारक है। दूसरे शब्दों में, एक ज्वारीय टरबाइन एक समान आकार के पवन टरबाइन की तुलना में काफी अधिक बिजली उत्पन्न कर सकता है।
इसके अलावा, पानी का घनत्व इसे मामूली गति से यात्रा करते समय भी टरबाइन को बिजली देने की अनुमति देता है। नतीजतन, ज्वारीय टर्बाइन तब भी महत्वपूर्ण मात्रा में बिजली पैदा कर सकते हैं जब पानी सबसे अच्छी स्थिति में न हो।
ज्वारीय ऊर्जा के नुकसानों पर भी नीचे चर्चा की गई है।
1. कुछ उपयुक्त स्थान मौजूद हैं
किसी क्षेत्र में ज्वारीय विद्युत संयंत्र स्थापित करने के लिए कुछ निश्चित मानदंड पूरे होने चाहिए। पहला मानदंड यह है कि संयंत्र जल के निकट स्थित हो , इसलिए उपलब्ध स्थान तटीय क्षेत्रों से सटे राज्यों तक ही सीमित हैं। वैकल्पिक स्थान के लिए कुछ और मानदंड भी पूरे करने होंगे।
उदाहरण के लिए, ज्वारीय ऊर्जा संयंत्रों का निर्माण ऐसे क्षेत्रों में किया जाना चाहिए, जहां ज्वारीय ऊंचाई का अंतर काफी बड़ा हो, ताकि टर्बाइनों को चलाने के लिए पर्याप्त बिजली मिल सके। इससे बिजली संयंत्रों की स्थापना के लिए संभावित स्थान सीमित हो जाते हैं, जिससे ज्वारीय ऊर्जा को व्यापक रूप से अपनाना चुनौतीपूर्ण हो जाता है।
2. अन्य संसाधनों की तुलना में महंगा
ज्वारीय ऊर्जा की एक प्रमुख कमी इसकी उच्च प्रारंभिक निवेश लागत है। जल के उच्च घनत्व के कारण, ज्वारीय ऊर्जा टर्बाइनों को पवन टर्बाइनों की तुलना में कहीं अधिक मजबूत होना आवश्यक है। ज्वारीय ऊर्जा संयंत्र के निर्माण की लागत उपयोग की जाने वाली विशिष्ट तकनीक के आधार पर बदलती रहती है ।
वर्तमान में, अधिकांश ज्वारीय बिजली संयंत्रों का निर्माण ज्वारीय बैराजों का उपयोग करके किया जाता है, जो प्रभावी रूप से कम दीवार वाले बांध होते हैं। चूंकि एक पूर्ण कंक्रीट संरचना, साथ ही टर्बाइन, को स्थापित किया जाना चाहिए, इसलिए ज्वारीय बैराज बनाने की लागत बहुत अधिक है। ज्वारीय बिजली को धीरे-धीरे अपनाने के कई कारणों में से एक इसके साथ जुड़ा उच्च मूल्य टैग है।
3. पर्यावरण पर परिणाम
ज्वारीय ऊर्जा की भरपाई हो सकती है, लेकिन इसका यह मतलब नहीं है कि यह पर्यावरण के अनुकूल विकल्प है। ज्वारीय ऊर्जा उत्पादन संयंत्रों के विकास से स्थानीय पारिस्थितिकी तंत्र में गंभीर परिवर्तन हो सकते हैं। जिस प्रकार पवन टर्बाइनों से पक्षियों को समस्या होती है, उसी प्रकार ज्वारीय टर्बाइनों से समुद्री जीवों को समस्या होती है । यदि समुद्री जीव घूमते हुए टर्बाइन के ब्लेड के बीच आ जाएं तो वे गंभीर रूप से घायल हो सकते हैं या मारे भी जा सकते हैं।
समुद्री स्तनधारी जीव, जैसे कि सील, ज्वारीय टरबाइनों द्वारा पानी की सतह के नीचे उत्पन्न होने वाले निम्न-स्तरीय शोर से बुरी तरह प्रभावित हो सकते हैं। पारिस्थितिकी तंत्र पर ज्वारीय बांधों का प्रभाव कहीं अधिक गंभीर होता है। यह केवल इतना ही नहीं है कि इनका प्रभाव बांधों के समान होता है, जो टरबाइनों के समान ही समस्याएं पैदा करते हैं। मछलियाँ ज्वारीय बांधों के पार प्रवास करने में असमर्थ होती हैं, और बांधों के कारण होने वाली बाढ़ से भूभाग स्थायी रूप से परिवर्तित हो जाता है।
4. ऊर्जा की आवश्यकता
ज्वारीय ऊर्जा के अनुमानित उत्पादन की विश्वसनीयता के बावजूद, यह किसी समुदाय की सभी विद्युत आवश्यकताओं को एक साथ पूरा नहीं कर सकती। यद्यपि हम ज्वारीय ऊर्जा संयंत्र द्वारा बिजली उत्पादन के समय का सटीक अनुमान लगा सकते हैं, फिर भी बिजली की आपूर्ति मांग से कम पड़ सकती है । उदाहरण के लिए, यदि उच्च ज्वार दोपहर में आता है, तो ज्वारीय ऊर्जा उत्पादन उस समय चरम पर होगा। सुबह और शाम के समय ऊर्जा का उपयोग सबसे अधिक होता है, जबकि दोपहर के मध्य में सबसे कम।
दूसरे शब्दों में कहें तो, ज्वारीय ऊर्जा संयंत्र इस सारी बिजली का उत्पादन तो करेगा, लेकिन इसका उपयोग कोई नहीं करेगा। यदि हम ज्वारीय ऊर्जा से उत्पन्न ऊर्जा का अधिकतम लाभ उठाना चाहते हैं, तो हमें इसे किसी प्रकार की बैटरी भंडारण प्रणाली के साथ जोड़ना होगा ।
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ज्वारीय ऊर्जा कैसे काम करती है?
ज्वारीय ऊर्जा के लाभ और हानियों के बारे में जानने के बाद, आइए यह भी जानें कि ज्वारीय ऊर्जा कैसे काम करती है। ज्वारीय टरबाइन, ज्वारीय बांध और ज्वारीय बाड़, ये तीन मुख्य तरीके हैं जिनसे जल निकाय में ज्वार और धाराओं द्वारा उत्पन्न ऊर्जा का उपयोग किया जा सकता है। तो आइए विस्तार से देखें कि ज्वारीय ऊर्जा कैसे काम करती है ।
1. ज्वारीय टरबाइन
पवन टर्बाइनों की तरह, ज्वारीय टर्बाइन भी बहते पानी की गतिज ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करते हैं । पानी के बहाव से चलने वाला टर्बाइन एक जनरेटर को घुमाकर बिजली उत्पन्न करता है। पानी का घनत्व हवा की तुलना में बिजली उत्पादन के लिए अधिक कुशल माध्यम है, इसलिए ज्वारीय टर्बाइन बिजली उत्पादन के मामले में पवन ऊर्जा संयंत्रों से बेहतर प्रदर्शन कर सकते हैं। हालांकि, ज्वारीय टर्बाइनों का उत्पादन अधिक महंगा होता है क्योंकि इन्हें पानी के उच्च घनत्व को सहन करने के लिए बनाया जाना चाहिए।
हालाँकि ज्वारीय टर्बाइन कुछ हद तक विशाल होते हैं, लेकिन स्थानीय पर्यावरण पर इनका प्रभाव न्यूनतम होता है। यह संभव है कि पवन टर्बाइनों की तरह, यदि उनके ब्लेड उनसे टकराते हैं तो वे समुद्री जीवन को घायल या मार सकते हैं, लेकिन ब्लेड की अपेक्षाकृत धीमी गति को देखते हुए यह चिंता का विषय नहीं है। इसके अलावा, उनके द्वारा उत्पन्न कम आवृत्ति वाला शोर समुद्री स्तनधारियों पर प्रभाव डाल सकता है।
2. ज्वारीय बांध
ज्वारीय खाड़ियों या मुहानों पर बने बैराज आमतौर पर कम दीवारों वाले बांध होते हैं। पारंपरिक जलविद्युत बांधों की तरह ही, बैराज के एक तरफ जलाशय बनाने के लिए स्लुइस गेट का उपयोग किया जाता है । बैराज समुद्र तल से जुड़ा होता है, और उच्च ज्वार के दौरान इसका उच्चतम बिंदु जल स्तर के बराबर या उससे थोड़ा ऊपर होता है। बैराज के नीचे, एक सुरंग में, ज्वारीय टरबाइन लगे होते हैं जो पानी को प्रवाहित करके बिजली उत्पन्न करते हैं। ज्वारीय बैराज दिखने में पारंपरिक जलविद्युत बांधों के समान होते हैं।
जब ज्वार आने वाला होता है, तो पानी का स्तर बढ़ जाता है और टर्बाइनों के ऊपर से बहने लगता है। ज्वार उतरने पर पानी की दिशा उलट जाती है और वह फिर से टर्बाइनों से होकर गुजरता है। टर्बाइनों से जुड़ा एक जनरेटर बिजली उत्पन्न करता है। ज्वारीय ऊर्जा को एकत्रित करने का सबसे प्रभावी तरीका ज्वारीय बांधों का निर्माण है, लेकिन ये संरचनाएं निर्माण में सबसे महंगी भी होती हैं।
इनके लिए पूरी तरह कंक्रीट संरचना का निर्माण करना ज़रूरी है, जो काफ़ी महंगा हो सकता है। ज्वारीय द्वारों या टर्बाइनों की तुलना में बैराज का पर्यावरणीय प्रभाव कहीं ज़्यादा है। पानी के नीचे की दीवार होने के कारण, वे मछलियों और अन्य समुद्री जीवों को क्षेत्र में स्वतंत्र रूप से घूमने से रोकते हैं, जिसका पर्यावरण पर दूरगामी असर पड़ता है।
3. ज्वारीय बाड़
ज्वारीय बैराज और ज्वारीय टरबाइन दोनों ही ज्वारीय बाड़ के घटक हैं। ज्वारीय बाड़ एक पंक्ति में लगे ऊर्ध्वाधर टर्नस्टाइल का समूह होता है , जो अवरोधक का आभास देता है। प्रोपेलर के विपरीत, ज्वारीय अवरोधक घूमते समय टर्नस्टाइल की तरह दिखता है। ज्वारीय धाराएँ टर्नस्टाइल के ब्लेड को घुमाती हैं, जिससे एक जनरेटर घूमता है और बिजली उत्पन्न होती है ।
ज्वारीय बाड़ के ऊर्ध्वाधर ब्लेड ज्वार द्वारा धकेले जाते हैं। इन टर्बाइनों को बाड़ की तरह एक पंक्ति में रखा जा सकता है, लेकिन ज्वारीय बैराज के विपरीत, एक विशाल कंक्रीट नींव की आवश्यकता नहीं है। आम तौर पर, उन्हें जलडमरूमध्य और अन्य जलमार्गों में रखा जाता है जो भूमि द्रव्यमान को विभाजित करते हैं। उनका पारिस्थितिकी तंत्र पर नगण्य प्रभाव पड़ता है क्योंकि वे पूरी तरह से पानी के नीचे होते हैं।
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ज्वारीय ऊर्जा के उपयोग क्या हैं?
ज्वारीय ऊर्जा के उपयोगों के बारे में सीखना उतना ही महत्वपूर्ण है जितना कि ज्वारीय ऊर्जा के लाभ और हानि के बारे में सीखना। ज्वारीय ऊर्जा, किसी भी अन्य प्रकार की ऊर्जा की तरह, विभिन्न संदर्भों में उपयोग की जा सकती है। आधुनिक युग में, ज्वारीय ऊर्जा बढ़ती ऊर्जा मांगों को पूरा करने के लिए एक उपयुक्त पूरक है। ज्वारीय ऊर्जा के कुछ उपयोग जिनके बारे में मैं सोच सकता हूँ वे इस प्रकार हैं।
1. अनाज मिलों में उपयोग: अनाज मिलें लंबे समय से अपने अनाज के शिपमेंट को पीसने के लिए ज्वारीय ऊर्जा का उपयोग करती आ रही हैं। इस सॉफ्टवेयर का उपयोग कच्चे माल क्षेत्र में कुछ समय से किया जा रहा है।
2. विद्युत उत्पादन के लिए उपयोग: विद्युत उत्पादन ज्वारीय ऊर्जा का एक अन्य महत्वपूर्ण अनुप्रयोग है। कुछ प्रमाण यह भी दर्शाते हैं कि ज्वारीय ऊर्जा का संचार DISCOMS को भी किया जाता है।
3. ऊर्जा भंडारण के लिए उपयोग: ज्वारीय ऊर्जा का उपयोग करके बांधों में ऊर्जा का भंडारण किया जाता है। बांध विशाल ऊर्जा भंडारण सुविधाएं हैं। मौजूदा जलाशयों और ज्वारीय बैराजों को भी ऊर्जा भंडारण सुविधाओं में परिवर्तित करना संभव है।
4. तेल और गैस के विकल्प के रूप में उपयोग: ज्वारीय ऊर्जा जीवाश्म ईंधन का एक व्यवहार्य विकल्प है क्योंकि यह एक स्वच्छ ऊर्जा स्रोत है जिससे शून्य उत्सर्जन होता है।
5. तटीय क्षेत्रों को भीषण तूफानों से सुरक्षा प्रदान करना: ज्वारीय बांध के निर्माण के दौरान ज्वार का सर्वोत्तम उपयोग किया जाता है, जो तटरेखाओं को ज्वार के नकारात्मक प्रभावों से भी बचाता है। इसके बाद, आइए देखें कि क्या ज्वारीय ऊर्जा नवीकरणीय है।
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क्या ज्वारीय ऊर्जा नवीकरणीय है?
समुद्र के जल के उतार-चढ़ाव से ज्वार-भाटे की ऊर्जा उत्पन्न होती है। इसलिए, क्या ज्वार-भाटे की ऊर्जा नवीकरणीय है, इसका उत्तर है: हाँ , यह नवीकरणीय है। 20वीं शताब्दी में ऐसी तकनीकों का विकास हुआ जो उच्च ज्वार और निम्न ज्वार के दौरान समुद्र द्वारा तय की गई दूरी (बड़े ज्वार-भाटे क्षेत्र) वाले स्थानों में ज्वार की शक्ति का उपयोग करती हैं। उपरोक्त सभी प्रक्रियाओं में विशेष जनरेटरों का उपयोग करके ज्वार-भाटे की ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित किया जाता है।
चंद्रमा के गुरुत्वाकर्षण बल के कारण प्रतिदिन दो ज्वारीय चक्र बनते हैं, जिससे ज्वारीय ऊर्जा सबसे अधिक सुसंगत नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत बन जाती है। ज्वार वर्ष के हर दिन चौबीसों घंटे ऊर्जा प्रदान करते हैं। सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि यह उपकरण जीवाश्म ईंधन का सहारा लिए बिना काम कर सकता है। इसलिए यह एक हरित विकल्प है क्योंकि इससे कोई प्रदूषण नहीं होता है और इसे अनिश्चित काल तक भरा जा सकता है।
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ज्वारीय शक्ति की आशा
आज के समय में, कोई भी पानी के महत्व को नकार नहीं सकता। नदियों से लेकर समुद्री ज्वार तक, यह कितनी ऊर्जा पैदा करता है, यह आश्चर्यजनक है। इस अक्षय ऊर्जा आपूर्ति में हमें अपनी मौजूदा प्रथाओं को बदलने के लिए प्रेरित करने की क्षमता है।
पृथ्वी के 71% भाग में पानी है, जिसमें से 96.5 प्रतिशत महासागरों में पाया जाता है। इस प्रकार, यह निस्संदेह ऊर्जा का एक संभावित स्रोत है जिसकी हमें और अधिक जांच करनी चाहिए। जैसे-जैसे तकनीक में सुधार होगा और पर्यावरण को संरक्षित करने की आवश्यकता बढ़ेगी, ज्वारीय ऊर्जा एक अप्रयुक्त संसाधन से कम होती जाएगी। जब ज्वारीय ऊर्जा की बात आती है, तो सवाल यह होना चाहिए कि कब, न कि यदि।
यह लेख ज्वारीय ऊर्जा क्या है, ज्वारीय ऊर्जा कैसे काम करती है, ज्वारीय ऊर्जा के उपयोग, क्या ज्वारीय ऊर्जा नवीकरणीय है, ज्वारीय ऊर्जा के लाभ, ज्वारीय ऊर्जा के नुकसान जैसे सवालों के जवाब देने का एक प्रयास था। मुझे उम्मीद है कि मैंने सभी बिंदुओं को स्पष्ट कर दिया है।
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