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(ऊपर आईआईटी मद्रास अनुसंधान टीम की छवि है जिसने नवंबर 2022 में तमिलनाडु के तूतीकोरिन के तट से 6 किमी दूर महासागर तरंग ऊर्जा कनवर्टर को विकसित और तैनात किया था)

शोधकर्ताओं पर आईआईटी-मद्रास समुद्री लहरों से बिजली पैदा करने के तरीके के साथ, नवीकरणीय ऊर्जा क्षेत्र में एक वास्तविक सफलता हासिल की है। ‘ओशन वेव एनर्जी कन्वर्टर’ कहे जाने वाले इस उपकरण को तमिलनाडु के तूतीकोरिन के तट से 6 किमी दूर एक दूरस्थ स्थान पर तैनात किया गया था और 20 मीटर की गहराई पर रखा गया था।

नवंबर के दूसरे सप्ताह में टीम ने इस उपकरण का परीक्षण पूरा कर लिया और अब अगले तीन वर्षों में समुद्री लहरों से 1 मेगावाट बिजली पैदा करने का लक्ष्य रखा है। टीम का नेतृत्व किया जाता है प्रोफेसर अब्दुस समदआईआईटी मद्रास में वेव एनर्जी एंड फ्लूइड्स इंजीनियरिंग लेबोरेटरी (डब्ल्यूईएफईएल) की स्थापना के पीछे वैज्ञानिक।

प्रोफेसर समद, जो एक दशक से अधिक समय से तरंग ऊर्जा पर काम कर रहे हैं, ने अपनी टीम के साथ एक स्केल-डाउन मॉडल डिजाइन और परीक्षण किया है। बिजली पैदा करने के अलावा, WEFEL इस महत्वपूर्ण तकनीक के लिए अन्य अनुप्रयोगों पर भी शोध कर रहा है, जैसे कि नेविगेशनल बॉय और डेटा बॉय जैसे समुद्र के लिए छोटे उपकरणों के लिए बिजली का उत्पादन करना।

से बात हो रही है बेहतर भारत, प्रोफेसर समद कहते हैं, “समुद्र कठोर है। वहाँ ताकतें हैं – ज्वार, लहरें, हवा, सुनामी, चक्रवात, आदि। समुद्र का पानी संक्षारक है, और मशीन तत्व पर समुद्री शैवाल के विकास का एक मुद्दा है। स्थापना के लिए गोताखोरों जैसे विशेष कुशल व्यक्तियों की आवश्यकता होती है। इस उपकरण को समुद्र में तैनात करना और उसका रखरखाव करना भी चुनौतीपूर्ण है। इसलिए, जब हम कोई सिस्टम डिज़ाइन करते हैं, तो हमें इन सभी कारकों पर विचार करने की आवश्यकता होती है। आख़िरकार, पूरा काम महंगा हो जाता है।”

“इसके अलावा, तरंग ऊर्जा प्रणाली की अवधारणा लगभग 100 साल पहले सामने आई थी। समुद्री लहरों से बिजली पैदा करने का विचार नया नहीं है, लेकिन चुनौती यह है कि आप तकनीक कैसे विकसित करते हैं और सिस्टम को व्यवहार्य, लागत प्रभावी और विश्वसनीय बनाते हैं, ”उन्होंने आगे कहा।

इस उपकरण को दूरस्थ अपतटीय स्थानों पर लक्षित किया जाता है, जहां विश्वसनीय बिजली और संचार की आवश्यकता होती है – या तो डिवाइस में या सीधे एकीकृत पेलोड को विद्युत शक्ति की आपूर्ति करके, या इसके आसपास के क्षेत्र में समुद्र तल और पानी के स्तंभ में स्थित होता है। लक्षित हितधारक तेल और गैस, रक्षा और सुरक्षा प्रतिष्ठान, साथ ही संचार क्षेत्र हैं।

आईआईटी मद्रास और विशाखापत्तनम स्थित वीर्य पारमिता एनर्जी (वीपीई) नामक स्टार्टअप ने प्रौद्योगिकी के व्यावसायीकरण के लिए एक संयुक्त विकास समझौता किया है।

तकनीक कैसे काम करती है?

परिणामी उत्पाद को ‘सिंधुजा-I’ कहा जाता है, जिसका अर्थ है “समुद्र से उत्पन्न”।

आईआईटी-एम द्वारा जारी एक प्रेस विज्ञप्ति में कहा गया है, “सिस्टम में एक फ्लोटिंग बॉय, एक स्पर और एक इलेक्ट्रिकल मॉड्यूल है। जैसे लहर ऊपर और नीचे चलती है, बोया ऊपर और नीचे चलती है। वर्तमान डिज़ाइन में, एक गुब्बारे जैसी प्रणाली जिसे बोया कहा जाता है, में एक केंद्रीय छेद होता है जो स्पार नामक एक लंबी छड़ को इसके माध्यम से गुजरने की अनुमति देता है। स्पर को समुद्र तल पर लगाया जा सकता है, और गुजरने वाली लहरें इसे प्रभावित नहीं करेंगी, जबकि बोया ऊपर और नीचे चलेगा और उनके बीच सापेक्ष गति उत्पन्न करेगा। सापेक्ष गति विद्युत उत्पादन के लिए विद्युत जनरेटर को घूर्णन प्रदान करती है। वर्तमान डिज़ाइन में, स्पर तैरता है, और एक मूरिंग चेन सिस्टम को जगह पर रखती है।”

सीधे शब्दों में कहें तो प्रोफेसर समद इसे इस तरह समझाते हैं: “हमारे सिस्टम में डोनट की तरह एक केंद्रीय छेद वाला एक बोया है। जब लहरें आती हैं तो बोया उसके साथ ऊपर-नीचे चलती है। अब छेद से गुजरने वाली एक ऊर्ध्वाधर छड़ समुद्र तल को छूती है और लहर के साथ नहीं चलती है। इसलिए, हमें रॉड और डोनट के बीच सापेक्ष गति मिलती है। हमने एक रैक और पिनियन प्रणाली लगाई ताकि जब बोया ऊपर और नीचे जाए, तो पिनियन (पहिया) घूमे। बिजली पैदा करने के लिए पहिया जनरेटर को शक्ति हस्तांतरित करता है। मेरे पास तरंग ऊर्जा पर कुछ प्रासंगिक पेटेंट हैं। वर्तमान डिज़ाइन शीघ्र ही दाखिल किया जाएगा,” वे कहते हैं।

प्रोफेसर समद कहते हैं, सिंधुजा-1 आविष्कार और कठोर अकादमिक अनुसंधान से आता है। प्रोफेसर समद के अधीन मास्टर ऑफ साइंस (एमएस) की पढ़ाई पूरी करने वाले सुमन कुमार ने अपनी आकर्षक कॉर्पोरेट नौकरी छोड़ दी और तरंग ऊर्जा प्रणाली विकसित करने के लिए उनकी टीम में शामिल हो गए। उनके अलावा, प्रोफेसर समद की टीम में चार पीएचडी विद्वान हैं जो उत्पाद के विकास के विभिन्न पहलुओं पर काम कर रहे हैं – समुद्र की लहरों का अध्ययन, लागत पहलू, डिजाइन और तैनाती, और संख्यात्मक विश्लेषण।

“हम सिस्टम को डिज़ाइन करने से पहले सभी ज्ञात पहलुओं पर विचार कर रहे हैं। हमें लगता है कि हमारा सिस्टम मजबूत है क्योंकि हमने इसका परीक्षण समुद्र में किया था भारतीय मौसम विभाग (आईएमडी) ने रेड अलर्ट मौसम की भविष्यवाणी की सूचना दी, और सिस्टम ने बिजली का उत्पादन किया, ”वे कहते हैं।

सिंधुजा-1 समुद्री लहरों से बिजली पैदा करता है
आईआईटी मद्रास द्वारा विकसित महासागर तरंग ऊर्जा कनवर्टर और नवंबर 2022 के दौरान तूतीकोरिन, तमिलनाडु के तट से 6 किमी दूर तैनात किया गया

बिजली पैदा करना

भारत में, राष्ट्रीय महासागर प्रौद्योगिकी संस्थान (एनआईओटी), चेन्नई ने 1990 के दशक में टरबाइन आधारित प्रणाली का उपयोग करके बिजली का उत्पादन करने के लिए विझिंजम (केरल) में एक संयंत्र स्थापित किया था। बाद में, उन्होंने टरबाइन-आधारित प्रणाली के साथ एक जहाज नेविगेशनल प्रणाली डिजाइन की।

“वैश्विक स्तर पर, कुछ कंपनियाँ विभिन्न तरंग ऊर्जा प्रौद्योगिकियों का व्यावसायीकरण करने का प्रयास कर रही हैं। हम अक्सर प्रौद्योगिकियों की तुलना नहीं कर सकते क्योंकि महासागर विशाल है, और अनुप्रयोग क्षेत्र भिन्न हो सकते हैं। कुछ को तट के पास स्थापित किया जा सकता है; अन्य तट से दूर, आदि। हमने अपना छोटा बुनियादी डिज़ाइन स्थापित किया और देखा कि यह लगभग 100W पीक पावर का उत्पादन करता है, ”प्रोफ़ेसर समद कहते हैं।

“हमें डीएसटी (विज्ञान और प्रौद्योगिकी मंत्रालय, भारत सरकार) से 1 करोड़ रुपये की परियोजना मंजूरी मिली। उस राशि का उपयोग करके, हम कुछ वाट से कुछ किलोवाट (किलोवाट) तक पहुंचने के लिए एक अधिक व्यापक प्रणाली का उत्पादन करेंगे। हमने लगभग 80 किलोवाट बिजली का उत्पादन करने वाले 15 सेमी से अधिक व्यास वाले सिस्टम बनाने की योजना बनाई। तो, 15 प्रणालियों की एक श्रृंखला 1,000 किलोवाट या 1 मेगावाट बिजली का उत्पादन करेगी। हम इस बड़ी योजना के लिए निवेशकों और सरकारी एजेंसियों से फंड मांग रहे हैं।”

प्रोफेसर समद का कहना है कि सिंधुजा-1 में इस क्षेत्र में अन्य मौजूदा प्रौद्योगिकियों की तुलना में कुछ नवीन फायदे हैं। “प्रभावकारिता के लिहाज से, इसे पानी की गहराई के 10 से 6,000 मीटर के भीतर कहीं भी स्थापित किया जा सकता है। यह बाथमीट्री पर निर्भर नहीं है, समुद्री जीवन को नुकसान नहीं पहुंचाता है, इसमें समुद्र तल की खुदाई नहीं होती है और इसे आसानी से तैनात किया जा सकता है और पोर्टेबल बनाया जा सकता है। यह लगभग नगण्य बैटरी स्टोरेज के साथ 24X7 बिजली उत्पन्न करेगा। यह समुद्री निगरानी, ​​अपतटीय अलवणीकरण, मूंगा चट्टान पुनर्जनन, अपतटीय संचार, ड्रोन चार्जिंग/अंडरवाटर वाहन चार्जिंग, मौसम बोया, नेविगेशनल बोया इत्यादि के लिए एक उत्कृष्ट विकल्प हो सकता है।

इसकी तुलना अन्य नवीकरणीय ऊर्जा से कैसे की जाती है?

सौर और पवन परिपक्व प्रौद्योगिकियाँ हैं, और स्थापना के बाद से उनकी लागत में काफी कमी आई है। इसके अलावा, सौर और पवन को बैटरी भंडारण की आवश्यकता होती है और समुद्र में चलने पर ये महंगे भी होते हैं। वास्तव में, पवन टरबाइन 6 किमी पानी की गहराई को संभालने में सक्षम नहीं हो सकते हैं।

“दूसरी ओर, तरंग ऊर्जा 24×7 है, जिसमें बैटरी की कम आवश्यकता होती है (सौर ऊर्जा प्रणाली की बैटरी आवश्यकता का 10% से कम) और हम किसी भी गहराई तक जा सकते हैं। इसके अलावा, सौर ऊर्जा का उपयोग दिन के दौरान कुछ घंटों के लिए किया जा सकता है, इसलिए आपको एक बड़े बैटरी स्रोत की आवश्यकता है। हमारा सिस्टम अभी भी अनुसंधान और विकास (आर एंड डी) चरण में है। वह कहता है।

मूल कहानी

कुछ साल पहले, प्रोफेसर समद एनआईओटी के नेविगेशनल बोया के लिए टर्बाइन डिजाइन कर रहे थे। इस बीच, वह तरंग ऊर्जा प्रौद्योगिकियों का भी अध्ययन कर रहे थे। इस तकनीक के विकास में एक महत्वपूर्ण चरण प्रोफेसर समद के अधीन एमएस छात्र के रूप में विष्णु विजयशंकर के आगमन के साथ आया। आज, वह वर्जीनिया टेक में अपनी पीएचडी कर रहे हैं, अमेरीका.

यह विजय ही थे जिनके मन में 15 सेमी व्यास वाली बोया डिजाइन करने का विचार आया। महासागर इंजीनियरिंग विभाग के कुछ एमटेक छात्रों के साथ, विजय वर्तमान डिवाइस के अग्रदूत, प्वाइंट एब्जॉर्बर वेव एनर्जी कनवर्टर को डिजाइन और निर्माण करने के लिए कोयंबटूर के लिए रवाना हुए। एक सप्ताह बिताने के बाद, उन्होंने डिवाइस का परीक्षण किया, स्नातक किया और अमेरिका के लिए रवाना हो गए।

विजय के बाद, प्रोफेसर समद के अधीन एक और एमएस छात्र सुमर कुमार ने कई परीक्षण किए, विश्लेषण किए और स्नातक होने के बाद कॉर्पोरेट क्षेत्र में काम पाया। हालाँकि, सुमन ने जल्द ही अपनी नौकरी छोड़ दी और तरंग ऊर्जा कनवर्टर के विकास पर काम करना जारी रखा। इसी तरह, अन्य शोध छात्र भी इस प्रयास में प्रोफेसर समद के साथ शामिल हुए।

जैसा कि वह कहते हैं, “मैं अकेले ही निकल पड़ा था अपने लक्ष्य की ओर, लेकिन लोग आते गए और कारवां बनता गया।”

“हमने इस उपकरण को डिज़ाइन करना तब शुरू किया जब विष्णु आईआईटी मद्रास में छात्र थे। फिर एक बार जब सुमन हमारे साथ वापस आई तो लॉकडाउन शुरू हो गया। हमारा मूल डिज़ाइन नष्ट हो गया, लेकिन वीपीई के सीईओ साई कार्तिक सुनकारा ने 2020 के मध्य में हमसे संपर्क किया और इसे वास्तविकता में लाने की संभावनाओं का पता लगाया, जिसके बाद हमने इस पर एक साथ काम करना शुरू किया। 2022 में, जब छात्र फिर से आईआईटी-एम में वापस आए, तो हमें टीम वीपीई के साथ संयुक्त रूप से डिवाइस विकसित करने के लिए ऑस्ट्रेलियाई और भारतीय सरकारों से धन प्राप्त हुआ। अंततः, वास्तविक महासागर परीक्षण नवंबर 2022 में हुआ। हम कुछ कंपनियों के साथ विनिर्माण पर चर्चा कर रहे हैं, लेकिन सौदे को अभी तक अंतिम रूप नहीं दिया गया है, ”प्रोफ़ेसर समद कहते हैं।

अपार दायरा

भारत के पास 7,500 किलोमीटर लंबी तटरेखा है जो 54 गीगावॉट बिजली का उत्पादन करने और देश की बड़ी मात्रा में ऊर्जा आवश्यकता को पूरा करने में सक्षम है।

“उनमें से, भारत में 40 गीगावॉट तरंग ऊर्जा का दोहन संभव है। यहां तक ​​कि भारतीय समुद्र तट के किनारे विभिन्न स्थानों पर एकल उपकरण भी बड़ी मात्रा में स्वच्छ ऊर्जा उत्पन्न कर सकते हैं। हम स्थान से अधिकतम तरंग शक्ति निष्कर्षण के लिए एक सरणी कॉन्फ़िगरेशन में कई डिवाइस रखने पर भी विचार कर रहे हैं। हमारा दृष्टिकोण जलवायु प्रभाव को कम करने के लिए समुद्री ऊर्जा और शुद्ध शून्य कार्बन उत्सर्जन का दोहन करके भारत को टिकाऊ बनाना है, ”प्रोफेसर समद का दावा है।

इस परियोजना की सफलता से भारत को नवीकरणीय ऊर्जा के माध्यम से 2030 तक 500 गीगावॉट बिजली पैदा करने के अपने जलवायु परिवर्तन-संबंधी लक्ष्यों को पूरा करने में मदद मिल सकती है।

इस परियोजना के बारे में बोलते हुए, वीर्य पारमिता एनर्जी (वीपीई) के साई कार्तिक सुंकारा ने कहा, “महासागर में अपार अवसर हैं, और उचित तकनीक के साथ खोज करना समय की मांग है।”

परियोजना को आईआईटी मद्रास के ‘इनोवेटिव रिसर्च प्रोजेक्ट’, डीएसटी निधि-प्रयास योजना के तहत टीबीआई-केआईईटी और ऑस्ट्रेलियाई सरकार के विदेश मामलों और व्यापार विभाग द्वारा ऑस्ट्रेलियाई पूर्व छात्र अनुदान योजना 2022 के माध्यम से धन सहायता प्राप्त हुई।

संस्थान ने इस परीक्षण के लिए विशाखापत्तनम स्थित स्टार्टअप वीपीई और मोतीलाल नेहरू राष्ट्रीय प्रौद्योगिकी संस्थान, इलाहाबाद के साथ भी साझेदारी की है। विद्युत भंडारण प्रणाली को जीकेसी इंस्टीट्यूट ऑफ इंजीनियरिंग एंड टेक्नोलॉजी और एमसीकेवी इंस्टीट्यूट ऑफ इंजीनियरिंग, पश्चिम बंगाल द्वारा डिजाइन किया गया था। वाटरफ्रंट इंजीनियरिंग और इन्फ्रास्ट्रक्चर ने महासागर में सिस्टम को तैनात करने में सहायता की।

(दिव्या सेतु द्वारा संपादित)

(छवियां सौजन्य आईआईटी-मद्रास)



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