EN
विजेच्या निर्मितीचे वेगवेगळे प्रकार कोणते आहेत?
पॉवर जनरेशन ही प्राथमिक ऊर्जा स्त्रोतांना वीजेत रूपांतरित करण्याची प्रक्रिया आहे, जी आधुनिक समाजाचा महत्त्वाचा भाग आहे. ज्वलनशील इंधनापासून ते नवीकरणीय संसाधनांपर्यंत, विविध पद्धती जागतिक ऊर्जा मागणी पूर्ण करण्यासाठी विकसित झाल्या आहेत, प्रत्येकाची विशिष्ट फायदे, आव्हाने आणि अनुप्रयोग आहेत. वेगवेगळ्या प्रकारच्या वीज निर्मिती पद्धतींचे महत्त्व समजून घेणे ऊर्जा उत्पादनाचे संकटात्मक दृश्य ओळखण्यासाठी महत्वाचे आहे, धोरण निर्मितीसाठी असो किंवा गुंतवणूकीसाठी किंवा दैनंदिन जाणीवेसाठी. आजच्या पॉवर जनरेशन दृश्याला आकार देणार्‍या मुख्य पद्धतींचा आपण शोध घेऊया.
ज्वलनशील इंधन आधारित वीज उत्पादन
ज्वलनशील इंधन - कोळसा, नैसर्गिक वायू आणि तेल - यांनी वर्चस्व गाजवले आहे वीज निर्मिती एका शतकापेक्षा अधिक काळापासून, दहा लाखो वर्षांपूर्वी निर्माण झालेल्या कार्बनिक पदार्थांच्या दहनावर अवलंबून आहोत. स्थापित पायाभूत सुविधांमुळे आणि उच्च ऊर्जा घनतेमुळे ह्या पद्धती अद्यापही व्यापक आहेत, मात्र त्यांच्या पर्यावरणीय परिणामांमुळे पर्यायांकडे स्थलांतर होत आहे.
कोळशावरील विद्युत उत्पादन
कोळशाच्या विद्युत उत्पादनामध्ये पाणी उष्ण करण्यासाठी कोळशाचे ज्वलन केले जाते, त्यामुळे टर्बाइन्स चालवणारा वाफ तयार होते जे जनरेटरशी जोडलेले असतात. ही पद्धत चीन आणि भारत सारख्या देशांमध्ये प्रचलित आहे, जिथे कोळशाच्या साठ्याची पुरेपूर मात्रा आहे आणि जिथे विद्युत उत्पादनाचा मोठा भाग यावरूनच पूर्ण होतो. पारंपारिक कोळशा आधारित प्रकल्पांची कार्यक्षमता कमी असते (३०-४०%) आणि कार्बन उत्सर्जन जास्त असते, मात्र अल्ट्रा-सुपरक्रिटिकल (USC) बॉयलर सारख्या अत्याधुनिक तंत्रज्ञानामुळे कार्यक्षमता ४५% पर्यंत वाढते आणि प्रति एकक विद्युत उत्पादनामध्ये उत्सर्जन कमी होते. अनेक भागांमध्ये त्याची लोकप्रियता कमी होत असली तरीही, कोळशाचे उत्पादन हे कमी खर्चाचे आणि आधारभूत विद्युत उत्पादनाचे पर्याय आहे, मात्र हळूहळू त्याची भूमिका कमी होत आहे कारण हवामानाच्या चिंता वाढल्या आहेत.
नैसर्गिक वायू विद्युत उत्पादन
नैसर्गिक वायू पॉवर जनरेशनमध्ये मिथेन-युक्त वायूचा वापर केला जातो, जो सरळ-चक्र किंवा संयुक्त-चक्र प्रकरणांमध्ये वापरला जातो. सरळ-चक्र प्रकरणांमध्ये वीज निर्मितीसाठी टर्बाइनमध्ये वायू जळतात, तर संयुक्त-चक्र प्रकरणांमध्ये अतिरिक्त भाफा तयार करण्यासाठी उष्णता पुन्हा वापरली जाते, ज्यामुळे कार्यक्षमता 60% किंवा त्याहून अधिक होते. कोळशाच्या तुलनेत नैसर्गिक वायू 50% कमी कार्बन डायऑक्साइड उत्सर्जित करतो, ज्यामुळे तो स्वच्छ जीवाश्म इंधन पर्याय बनतो. चढ-उतार वेगाने नियमित करण्याची त्याची लवचिकता चल अक्षय ऊर्जेचे संतुलन राखण्यासाठी त्याला आदर्श बनवते आणि आधुनिक वीज निर्मितीमध्ये त्याची भूमिका दृढ करते.
तेल-आधारित वीज निर्मिती
मोठ्या प्रमाणावर वीज निर्मितीसाठी तेल कमी सामान्य आहे कारण त्याच्या अधिक किमती आणि उत्सर्जनामुळे परंतु दूरवरच्या भागांमध्ये किंवा स्टँडबाय म्हणून त्याचा वापर केला जातो. डिझेल जनरेटर, लघु प्रमाणावर तेल-आधारित वीज निर्मितीचाच एक भाग आहे, जो ऑफ-ग्रीड समुदायांमध्ये किंवा आपत्कालीन परिस्थितीत वीज पुरवठा करतो. तेल-आधारित वीज निर्मिती बहुमुखी असली तरी ती जागतिक बाजारावरील अस्थिरता आणि उच्च कार्बन पादचिन्हामुळे दीर्घकालीन दृष्ट्या टिकाऊ राहणार नाही.
अक्षय ऊर्जा उत्पादन
अक्षय ऊर्जा उत्पादन हे नैसर्गिकरित्या पुन्हा भरल्या जाणार्‍या स्त्रोतांचा वापर करते, ज्यामुळे कमी किंवा शून्य कार्बन उत्सर्जन होतो. या पद्धती वाढत आहेत, कारण खर्च कमी होत आहे आणि पर्यावरणाच्या उद्दिष्टांची पूर्तता करणे आवश्यक आहे. यामध्ये सौर, वायू, जलविद्युत, बायोमास आणि भूतापीय ऊर्जा समाविष्ट आहे.
सौर ऊर्जा उत्पादन
सौर ऊर्जा उत्पादन हे प्रकाशाचे फोटोव्होल्टेइक (पीव्ही) सेल्स किंवा कॉन्संट्रेटेड सौर ऊर्जा (सीएसपी) प्रणालीचा वापर करून वीजेमध्ये रूपांतर करते. यूटिलिटी-स्केल फार्म्स किंवा छतावरील स्थापना ठिकाणी वापरल्या जाणार्‍या पीव्ही पॅनल्स प्रकाशाचे थेट वीजेमध्ये रूपांतर करतात, तर सीएसपी मध्ये आरशाचा वापर प्रकाश एकत्रित करण्यासाठी केला जातो, टर्बाइनसाठी वाफ तयार करण्यासाठी द्रव प्रदान करते. सौर ऊर्जा उत्पादन हे मोठ्या प्रमाणावर वापरता येण्याजोगे आहे, ज्यामुळे ते लहान घरांपासून ते मोठ्या ग्रिड्सपर्यंत उपयुक्त आहे, मात्र त्याची अनियमितता (दिवसाच्या प्रकाशावर अवलंबून असणे) साठवणूक किंवा बॅकअप प्रणालीची आवश्यकता असते. बॅटरी तंत्रज्ञानातील प्रगतीमुळे या आव्हानाचे निराकरण होत आहे, ज्यामुळे सौर ऊर्जेच्या विश्वासार्ह वीज निर्मितीमध्ये वाढ होत आहे.
पवन ऊर्जा उत्पादन
वायु ऊर्जा निर्मितीमध्ये वाऱ्याची गतिज ऊर्जा पकडण्यासाठी टर्बाइनचा वापर केला जातो, जी वीजेमध्ये रूपांतरित होते. सस्तन आणि व्यापकपणे वापरल्या जाणार्‍या भूमीवरील वायू शेतांपेक्षा समुद्रापासून दूर असलेल्या वायू शेतांमध्ये अधिक सातत्य आणि तीव्र वार्‍यामुळे उच्च क्षमता आणि अधिक दक्षता दिसून येते. वायु ऊर्जा निर्मिती स्वच्छ आणि नव्याने तयार होणारी आहे, तरीही ती वार्‍याच्या वेगावर अवलंबून असते आणि भूमीवरील (भूमीवर) किंवा समुद्री (समुद्रातील) मोठ्या जागेची आवश्यकता असते. आधुनिक टर्बाइन, 15 मेगावॅटहून अधिक क्षमतेसह, जगभरात वायू ऊर्जेला वाढत्या स्पर्धात्मक पद्धतीने ऊर्जा निर्मितीचा पर्याय बनवत आहेत.
जलविद्युत ऊर्जा निर्मिती
हायड्रोइलेक्ट्रिक पॉवर जनरेशन मध्ये टर्बाइन्स चालू करण्यासाठी नद्या, धरणे किंवा ज्वारभाटा यांच्या पाण्याचा वापर केला जातो. मोठ्या प्रमाणावरील हायड्रो प्लांट्स, जसे की चीनमधील थ्री गॉर्जेस डॅम, उच्च दक्षतेने (80-90%) आणि दीर्घ आयुष्यासह बेसलोड विद्युत पुरवतात. दूरवर्ती समुदायांसाठी योग्य असलेली लहान प्रमाणावरील हायड्रो पॉवर, आणि समुद्राच्या ज्वारभाट्यांचा वापर करणारी टाइडल पॉवर देखील याच प्रकारात मोडते. हायड्रोइलेक्ट्रिक पॉवर जनरेशन हे पुन्हा वापर करण्यायोग्य आहे आणि त्यामुळे थोडे किंवा शून्य कार्बन उत्सर्जन होते, मात्र धरणांच्या बांधकामामुळे परिसंस्थेला अडचण येऊ शकते आणि समुदायांना स्थलांतरित करावे लागू शकते.
बायोमास पॉवर जनरेशन
बायोमास पॉवर जनरेशनमध्ये लाकूड, पीक अवशेष किंवा नगरपालिका कचरा अशा कार्बनिक सामग्रीचे दहन करून उष्णता किंवा वीज तयार केली जाते. ही पद्धत सैद्धांतिकरित्या कार्बन-न्यूट्रल आहे, कारण वनस्पती वाढताना CO₂ शोषून घेतात आणि त्यामुळे दहनामुळे होणारे उत्सर्जन ऑफसेट होते. बायोमासचा वापर वीज निर्मितीसाठी विशेषतः तयार केलेल्या प्लांटमध्ये किंवा कोळशासोबत सह-दहन करून उत्सर्जन कमी करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. इंधन पुरवठा तंत्र आणि अन्न पिकांसोबतची स्पर्धा अशा आव्हानांचा सामना करावा लागत असला तरी बायोमासचे सिंथेटिक वायूमध्ये रूपांतर करणारी उन्नत तंत्रज्ञाने जसे की गॅसिफिकेशन बायोमास पॉवर जनरेशनमध्ये कार्यक्षमता आणि दीर्घकालीन स्थिरता सुधारण्यास मदत करत आहेत.
भूतापीय ऊर्जा निर्मिती
भूतापीय ऊर्जा निर्मितीमध्ये पृथ्वीच्या आतील भागातून उष्णता घेतली जाते, ज्यामध्ये भूगर्भातील जलाशयांमधून बाहेर पडणारा वर्फ किंवा गरम पाणी टर्बाइन्स चालू करण्यासाठी वापरला जातो. ही पद्धत कमी उत्सर्जनासहित सातत्याने २४ तास विजेचा पुरवठा करते, जे बेसलोड पॉवर जनरेशनसाठी आदर्श बनवते. हे सर्वात जास्त व्यवहार्य आहे भूगर्भीयदृष्ट्या सक्रिय भागांमध्ये, जसे की आयसलँड आणि इंडोनेशिया, जिथे उष्ण झरे आणि ज्वालामुखी पुष्कळ आहेत. सुवर्णीकृत भूतापीय प्रणाली (ईजीएस), ज्या गरम खडकांमध्ये खणून नकली जलाशय तयार करतात, त्या नवीन भागांमध्ये भूतापीय ऊर्जेच्या क्षमतेचा विस्तार करत आहेत.
अणूऊर्जा निर्मिती
अणुऊर्जा उत्पादन हे युरेनियम किंवा प्लुटोनियम परमाणूंचे विभाजन—अणु विखंडन—याचा उपयोग करून उष्णता मुक्त करण्यावर आधारित आहे, ज्यामुळे टर्बाइनसाठी वाफ तयार होते. ह्या पद्धतीमुळे लहान प्रमाणात ग्रीनहाऊस वायू उत्सर्जनासह मोठ्या प्रमाणात वीज उत्पादन होते, ज्यामुळे ते कमी कार्बन असलेल्या बेसलोड पर्यायांपैकी एक बनते. अणुऊर्जा संयंत्र 24 तास चालतात आणि उच्च क्षमता घटक (सुमारे 90%) असतात, तरीही त्यांना रेडियोधर्मी कचरा व्यवस्थापन आणि उच्च पूर्व-खर्च यासारख्या आव्हानांचा सामना करावा लागतो. अत्याधुनिक रिअक्टर डिझाइनमध्ये, लहान मॉड्युलर रिअक्टर (एसएमआर) समाविष्ट असलेल्या, सुरक्षितता सुधारणे, कचरा कमी करणे आणि डिकार्बोनाइजड ग्रीडमध्ये अणुऊर्जा उत्पादनाच्या भूमिकेचा विस्तार करणे हा उद्देश आहे.
उदयोन्मुख आणि विशेषीकृत वीज उत्पादन पद्धती
मुख्य प्रवाहाबरहुकूम, अनेक उदयोन्मुख पद्धती विशिष्ट अनुप्रयोगांसाठी किंवा भविष्यातील मोठ्या प्रमाणात वापरासाठी लक्ष वेधून घेत आहेत.
ज्वारीय आणि लाट ऊर्जा उत्पादन
ज्वारीय ऊर्जा निर्मितीमध्ये टर्बाइन्स चालू करण्यासाठी ज्वार आणि भाट्याचा वापर केला जातो, तर लाट ऊर्जा सागरी लाटांपासून ऊर्जा प्राप्त करते. दोन्ही पुन्हा भरपाई करण्यायोग्य आणि पूर्वानुमानित आहेत, परंतु उच्च खर्च आणि तांत्रिक आव्हाने (उदा., संक्षारण) मुळे मोठ्या प्रमाणावर वापराला मर्यादा आलेली आहे. यू.के. आणि फ्रान्स सारख्या देशांमध्ये तीरपट्टीवरील विद्युत निर्मितीसाठी त्याची योग्यता तपासण्यासाठी पायलट प्रकल्प सुरू आहेत.
कचरा-ऊर्जा निर्मिती
कचरा-ऊर्जा (डब्ल्यूटीई) सुविधा मधून विद्युत निर्मितीसाठी शहरी ठोस कचऱ्याचे दहन केले जाते, ज्यामुळे जागा वाचते आणि ऊर्जा निर्मिती होते. ही पद्धत ऊर्जा आणि कचरा व्यवस्थापन या दोन्ही गरजा पूर्ण करते, परंतु उत्सर्जन आणि हवेची प्रदूषणे यांच्या समस्या टाळण्यासाठी कठोर निस्त्रण प्रणालीची आवश्यकता असते. डब्ल्यूटीई चा वापर जपान आणि युरोपच्या काही भागात अशा घनदाट लोकवस्तीच्या भागात सर्वाधिक होतो जिथे जागेची कमतरता आहे.
हायड्रोजन ऊर्जा निर्मिती
हायड्रोजन ईंधन सेलमध्ये ऑक्सिजनसह रासायनिक प्रतिक्रियेद्वारे वीज निर्माणासाठी वापरला जाऊ शकतो, फक्त पाण्याचा बाष्प उत्सर्जित करतो. जरी हायड्रोजन स्वतः एक स्वच्छ इंधन असले तरी त्याचे उत्पादन अनेकदा जीवाश्म इंधनावर अवलंबून असते (ग्रे हायड्रोजन), ज्यामुळे पर्यावरणीय फायद्यामध्ये मर्यादा येते. हिरवा हायड्रोजन, जो विद्युत विच्छेदनाद्वारे नवीकरणीय ऊर्जेचा वापर करून तयार केला जातो, हायड्रोजन ऊर्जा निर्मितीला खरोखरचा शून्य कार्बन पर्याय बनवू शकतो, तरीही जास्त खर्च आणि पायाभूत सुविधांचा अभाव अडचणी राहतो.
पूछताछ: ऊर्जा निर्मितीच्या पद्धती
ऊर्जा निर्मितीची कोणती पद्धत सर्वात कार्यक्षम आहे?
संयुक्त-चक्र नैसर्गिक वायू प्रकल्पांची कार्यक्षमता सर्वाधिक (60% पेक्षा जास्त) आहे, त्यानंतर हायड्रोइलेक्ट्रिक (मोठ्या धरणांसाठी 80-90%) आणि अणुऊर्जा (33-37% उष्णता कार्यक्षमता पण उच्च क्षमता घटक) आहेत. सौर फोटोव्होल्टॅइक आणि वायू ऊर्जेची रूपांतरण कार्यक्षमता कमी (सौरसाठी 15-25%, वायूसाठी 20-40%) आहे, परंतु तंत्रज्ञानातील प्रगतीसह त्यात सुधारणा होत आहे.
बेसलोड आणि पीकिंग पॉवर जनरेशन पद्धतीमध्ये मुख्य फरक काय आहे?
मूलभूत भार पद्धती (अणुऊर्जा, कोळसा, मोठे जलविद्युत) सतत चालू राहतात आणि स्थिर मागणीची पूर्तता करतात, तर शिखर मागणी पद्धती (नैसर्गिक वायू, तेल, बॅटरी साठवणूक) उच्च मागणीच्या काळात (उदा., संध्याकाळी) वेगाने वाढ करतात. हा संयोजन ग्रीड स्थिरता सुनिश्चित करतो.
दूरवर्ती भागांसाठी कोणत्या प्रकारच्या विद्युत निर्मितीच्या पद्धती अधिक योग्य आहेत?
ऑफ-ग्रीड दूरवर्ती भागांसाठी सौर पीव्ही, वायू ऊर्जा आणि डिझेल जनरेटर योग्य आहेत. सौर ऊर्जा ही मोठ्या प्रमाणात वापरता येण्याजोगी आणि कमी देखभाल असलेली आहे, तर डिझेलचा वापर कमी सूर्यप्रकाश किंवा वार्‍याच्या काळात पाठिंबा म्हणून केला जातो. लहान जलविद्युत किंवा बायोमासचा वापर स्थानिक संसाधने उपलब्ध असल्यास केला जाऊ शकतो.
विद्युत निर्मितीच्या पद्धतींचा हवामान बदलांवर काय परिणाम होतो?
जीवाश्म इंधनाच्या पद्धती (कोळसा, नैसर्गिक वायू, तेल) हे सीओ₂ उत्सर्जनाचे प्रमुख स्त्रोत आहेत, ज्यामुळे जागतिक उष्णता वाढते. नवीकरणीय पद्धती (सौर, वायू, जलविद्युत, भूतापीय) आणि अणुऊर्जेमुळे अल्प किंवा शून्य उत्सर्जन होते, त्यामुळे हवामान क्रियाकडे यांची महत्त्वाची भूमिका असते.
एखाद्या प्रदेशातील विद्युत निर्मितीच्या पद्धतीच्या निवडीवर कोणते घटक परिणाम करतात?
साधने उपलब्धता (उदा., कोळशाचा साठा, सूर्यप्रकाश), पायाभूत सुविधा, खर्च, धोरणात्मक उद्दिष्टे (उदा., डीकार्बोनायझेशन), आणि ग्रीड स्थिरतेची गरज या सर्वांची भूमिका असते. उदाहरणार्थ, ज्या देशांमध्ये वार्‍याचे प्रमाण जास्त आहे (उदा., डेन्मार्क) ते वार्‍यापासून वीज निर्मितीला प्राधान्य देतात, तर कोळशाचा साठा असलेले देश (उदा., भारत) ऐतिहासिकदृष्ट्या कोळशावर अवलंबून राहिले आहेत.
अनुक्रमणिका
- विजेच्या निर्मितीचे वेगवेगळे प्रकार कोणते आहेत?
- उदयोन्मुख आणि विशेषीकृत वीज उत्पादन पद्धती
-
पूछताछ: ऊर्जा निर्मितीच्या पद्धती
- ऊर्जा निर्मितीची कोणती पद्धत सर्वात कार्यक्षम आहे?
- बेसलोड आणि पीकिंग पॉवर जनरेशन पद्धतीमध्ये मुख्य फरक काय आहे?
- दूरवर्ती भागांसाठी कोणत्या प्रकारच्या विद्युत निर्मितीच्या पद्धती अधिक योग्य आहेत?
- विद्युत निर्मितीच्या पद्धतींचा हवामान बदलांवर काय परिणाम होतो?
- एखाद्या प्रदेशातील विद्युत निर्मितीच्या पद्धतीच्या निवडीवर कोणते घटक परिणाम करतात?