समुद्री ज्वार का उपयोग करके बिजली बनाना

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डॉ. मोनिका रघुवंशी
सचिव (एन.वाई.पी.आई.), अधिकारी (एन.आर.जे.के.एस.एस.) डॉक्टरेट ऑफ फिलॉसफी (ग्रीन मार्केटिंग), एम.बी.ए.(ट्रिपल विशेषज्ञता- मार्केटिंग, फाइनेंस व बैंकिंग), प्रमाणित कंप्यूटर, फ्रेंच और उपभोक्ता संरक्षण कोर्स प्राप्त, 300 प्रमाणित अंतर्राष्ट्रीय और राष्ट्रीय कार्यक्रमों में भाग लिया, 65 अंतर्राष्ट्रीय और राष्ट्रीय पत्रिका लेख प्रकाशित, राष्ट्रीय समाचार पत्रों में सक्रिय लेखक (700 लेख प्रकाशित), 15 राष्ट्रीय पुरस्कार प्राप्त, 30 ऑनलाइन और ऑफलाइन एन.जी.ओ. कार्यक्रम आयोजक।
ज्वारीय ऊर्जा एक आशाजनक नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत है जो समुद्री ज्वार की प्राकृतिक गति का उपयोग करके बिजली उत्पन्न करता है। यह स्थायी ऊर्जा समाधान चंद्रमा और सूर्य के गुरुत्वाकर्षण बल पर निर्भर करता है, जिससे गतिज ऊर्जा उत्पन्न होती है जिसे विभिन्न तकनीकों के माध्यम से बिजली में परिवर्तित किया जाता है।
ज्वारीय ऊर्जा कैसे काम करती है?
1. जल की गतिः गुरुत्वाकर्षण बल के कारण समुद्री जल ऊपर उठता है (उच्च ज्वार) और नीचे गिरता है (निम्न ज्वार), जिससे गतिज ऊर्जा उत्पन्न होती है।
2. ऊर्जा संग्रहणः उच्च ज्वार के दौरान बैराज के पीछे या लैगून के भीतर पानी को संग्रहित किया जाता है और निम्न ज्वार के दौरान छोड़ा जाता है, जिससे टर्बाइन चलते हैं।
3. टर्बाइन सक्रियणः संग्रहित जल टर्बाइनों से होकर बहता है, जिससे वे घूमते हैं और बिजली उत्पन्न करते हैं।
4. विद्युत उत्पादनः टर्बाइन जनरेटर से जुड़े होते हैं जो यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं।
ज्वारीय ऊर्जा प्रणालियों के प्रकार
ज्वारीय बैराजः विशाल बाँध जैसी संरचनाएँ जो मुहाना या खाड़ियों पर बनाई जाती हैं, उच्च ज्वार के समय पानी को एकत्रित करती हैं और निम्न ज्वार के दौरान टर्बाइनों के माध्यम से उसे छोड़ती हैं।
ज्वारीय बैराज कैसे काम करते हैं?
1. संरचनाः ज्वारीय बैराज एक बांध के समान संरचना होती है जो किसी समुद्री खाड़ी या लैगून के प्रवेश द्वार पर बनी होती है और एक ज्वारीय बेसिन बनाती है।
2. संचालनः बैराज पर लगे स्लुइस गेट जल स्तर और प्रवाह दर को नियंत्रित करते हैं। उच्च ज्वार के दौरान, ज्वारीय बेसिन में पानी भर जाता है। भाटा के दौरान, पानी एक विद्युत टरबाइन प्रणाली से होकर गुजरता है, जिससे बिजली उत्पन्न होती है।
3. द्वि-मार्गी प्रणालियाँः कुछ ज्वारीय ऊर्जा प्रणालियाँ आने वाले (बाढ़) और जाने वाले (भाटा) दोनों ज्वारों से बिजली उत्पन्न कर सकती हैं।
संभावित नुकसान
1. पर्यावरणीय प्रभावः ज्वारीय बैराज ज्वारीय बेसिन के मुहाने पर पौधों और जानवरों को प्रभावित कर सकते हैं।
2. ज्वारीय स्तर में परिवर्तनः बैराज बेसिन में ज्वारीय स्तर को बदल सकते हैं।
3. बढ़ी हुई गंदलापनः ये पानी में निलंबित पदार्थ की मात्रा बढ़ा सकते हैं।
4. नौवहन और मनोरंजन पर प्रभावः ज्वारीय बांध क्षेत्र में नौवहन और मनोरंजन को प्रभावित कर सकते हैं।
ज्वारीय धारा जनरेटर
पानी के नीचे प्रबल ज्वारीय धाराओं वाले क्षेत्रों में लगाए गए टर्बाइन, बहते पानी से गतिज ऊर्जा ग्रहण करते हैं। ज्वारीय टर्बाइन समुद्री ऊर्जा का दोहनः ज्वारीय टर्बाइन अपनी संचालन प्रक्रिया में पवन टर्बाइनों के समान होते हैं। दोनों प्रकार के टर्बाइन रोटर को घुमाने के लिए ब्लेड का उपयोग करते हैं, जो बदले में जनरेटर को बिजली उत्पन्न करने की शक्ति प्रदान करता है। ये टर्बाइन समुद्र तल पर रणनीतिक रूप से उन स्थानों पर स्थित होते हैं जहाँ ज्वारीय धाराएँ प्रबल होती हैं। चूँकि पानी हवा से लगभग 800 गुना सघन होता है, इसलिए ज्वारीय टर्बाइनों को पवन टर्बाइनों की तुलना में अधिक मजबूत और भारी बनाने के लिए डिजाइन किया जाना चाहिए। परिणामस्वरूप, पवन टर्बाइनों की तुलना में ज्वारीय टर्बाइनों का निर्माण अधिक महंगा होता है। हालाँकि, समान आकार के ब्लेड के साथ अधिक ऊर्जा ग्रहण करने का लाभ यह है कि ये अधिक ऊर्जा ग्रहण करते हैं।
संयुक्त राज्य अमेरिका में ज्वारीय ऊर्जा
वर्तमान में, अमेरिका में कोई भी व्यावसायिक रूप से संचालित ज्वारीय ऊर्जा संयंत्र नहीं है। फिर भी, कई प्रदर्शन परियोजनाएँ या तो चल रही हैं या विभिन्न विकास चरणों में हैं। 
ज्वारीय टर्बाइनों के मुख्य बिंदु
1.स्थापनः समुद्र तल पर जहाँ ज्वारीय प्रवाह प्रबल होता है।
2.डिजाइनः आवश्यकताएँः मजबूत और भारी जल घनत्व के कारण।
3.लागतः पवन टर्बाइनों की तुलना में अधिक महंगी।
4.ऊर्जा संग्रहणः पवन टर्बाइनों की तुलना में समान आकार के ब्लेडों से अधिक ऊर्जा संग्रहण कर सकते हैं।
ज्वारीय बाड़ः एक प्रकार की तकनीक है जो ज्वारीय ऊर्जा का उपयोग करके बिजली उत्पन्न करती है। ये ऊर्ध्वाधर अक्ष वाले टर्बाइन होते हैं जो समुद्र तल पर बाड़ जैसी व्यवस्था या पंक्ति में लगे होते हैं, ठीक उसी तरह जैसे ज्वारीय टर्बाइन लगाए जाते हैं। ज्वारीय हलचलों के कारण इन टर्बाइनों से पानी प्रवाहित होने पर बिजली उत्पन्न होती है। 24 मई, 2024 की जानकारी के अनुसार, 2023 तक संयुक्त राज्य अमेरिका में कोई भी ज्वारीय बाड़ परियोजना चालू नहीं थी।
ज्वारीय ऊर्जा के लाभ
1. पूर्वानुमानः ज्वारीय पैटर्न अत्यधिक पूर्वानुमानित होते हैं, जो बिजली के एक विश्वसनीय स्रोत को सुनिश्चित करते हैं।
2.नवीकरणीय और टिकाऊः ज्वारीय ऊर्जा प्राकृतिक समुद्री गतिविधियों का उपयोग करती है, जिससे सीमित संसाधनों पर निर्भरता कम होती है।
3.उच्च ऊर्जा घनत्वः ज्वारीय धाराएँ ऊर्जा से सघन होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप उच्च विद्युत उत्पादन क्षमता होती है।
4.कम ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जनः ज्वारीय ऊर्जा संचालन के दौरान कोई उत्सर्जन नहीं करती है।

ज्वारीय ऊर्जा परियोजनाओं के उदाहरण
ज्वारीय ऊर्जा की बिजली उत्पादन और अधिक टिकाऊ ऊर्जा मिश्रण में योगदान की क्षमता इन उदाहरणों द्वारा उजागर होती है। आइए इनमें से प्रत्येक उदाहरण पर करीब से नजर डालेंः
1. ला रेंस ज्वारीय ऊर्जा संयंत्र (फ्रांस)ः 50 से अधिक वर्षों के विद्युत उत्पादन के साथ, यह अग्रणी संयंत्र ज्वारीय ऊर्जा की दीर्घकालिक व्यवहार्यता को दर्शाता है। इसकी 240 मेगावाट क्षमता हजारों घरों को बिजली देने के लिए पर्याप्त है, जो ज्वारीय ऊर्जा के महत्वपूर्ण प्रभाव को दर्शाती है।
2. सिहवा झील ज्वारीय ऊर्जा संयंत्र (दक्षिण कोरिया)ः दुनिया के सबसे बड़े ज्वारीय ऊर्जा संयंत्रों में से एक होने के नाते, यह नवीकरणीय ऊर्जा के प्रति दक्षिण कोरिया के समर्पण का उदाहरण है। संयंत्र की 254 मेगावाट क्षमता न केवल ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करती है, बल्कि टिकाऊ ऊर्जा प्रथाओं को भी बढ़ावा देती है।
3. नोवा स्कोटिया की फंडी खाड़ी (कनाडा)ः फंडी खाड़ी की उल्लेखनीय ज्वारीय सीमा इसे ज्वारीय ऊर्जा परियोजनाओं के लिए एक प्रमुख स्थान बनाती है। एनापोलिस रॉयल जनरेटिंग स्टेशन और क्षेत्र में अन्य पहल, ज्वारीय ऊर्जा की कनाडा के नवीकरणीय ऊर्जा मिश्रण में महत्वपूर्ण योगदान देने की क्षमता को उजागर करती हैं।
4. मेयजेन टाइडल एनर्जी प्रोजेक्ट (यूके)ः स्कॉटलैंड के पेंटलैंड फर्थ में स्थित, यह परियोजना बिजली उत्पादन के लिए प्रबल ज्वारीय धाराओं का लाभ उठाती है। मेयजेन ज्वारीय धारा प्रौद्योगिकी की व्यावहारिकता को प्रदर्शित करता है और भविष्य की बड़ी परियोजनाओं का मार्ग प्रशस्त करता है, जिससे ब्रिटेन के ऊर्जा परिदृश्य में ज्वारीय ऊर्जा की महत्वपूर्ण भूमिका निभाने की क्षमता का प्रदर्शन होता है।
5. रूजवेल्ट द्वीप ज्वारीय ऊर्जा परियोजना पायलट (अमेरिका)ः न्यूयॉर्क के ईस्ट रिवर में यह पायलट परियोजना संयुक्त राज्य अमेरिका में ज्वारीय ऊर्जा की क्षमता को प्रदर्शित करती है। त्प्ज्म् की सफलता से देश में और अधिक ज्वारीय ऊर्जा परियोजनाएँ शुरू हो सकती हैं, जिससे स्वच्छ ऊर्जा भविष्य में योगदान मिलेगा और जीवाश्म ईंधन पर निर्भरता कम होगी।
ये उदाहरण ज्वारीय ऊर्जा के लाभों को दर्शाते हैं, जिनमें शामिल हैंः
1. नवीकरणीय और पूर्वानुमानितः ज्वारीय ऊर्जा नवीकरणीय ऊर्जा का एक विश्वसनीय स्रोत है जो जीवाश्म ईंधन पर निर्भरता को कम करता है और एक पूर्वानुमानित और स्थिर ऊर्जा स्रोत प्रदान करता है।
2. कम ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जनः ज्वारीय ऊर्जा ग्रीनहाउस गैसों का उत्सर्जन किए बिना बिजली उत्पन्न करती है, जिससे पर्यावरण स्वच्छ होता है और जलवायु परिवर्तन को कम करने में मदद मिलती है।
3. ऊर्जा सुरक्षाः ऊर्जा मिश्रण में विविधता लाकर और आयातित ईंधनों पर निर्भरता कम करके, ज्वारीय ऊर्जा, ऊर्जा सुरक्षा को बढ़ा सकती है, ऊर्जा स्वतंत्रता को बढ़ावा दे सकती है और मूल्य अस्थिरता के प्रभाव को कम कर सकती है।    
जैसे-जैसे तकनीक आगे बढ़ रही है और लागत कम हो रही है, ज्वारीय ऊर्जा एक अधिक टिकाऊ ऊर्जा भविष्य की ओर वैश्विक संक्रमण में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगी, जिससे आने वाली पीढ़ियों के लिए ऊर्जा का एक स्वच्छ, अधिक विश्वसनीय और अधिक सुरक्षित स्रोत उपलब्ध होगा।
चुनौतियाँ और भविष्य की दिशाएँ
1. उच्च स्थापना लागतः ज्वारीय ऊर्जा अवसंरचना का निर्माण महंगा हो सकता है।
2. संभावित पर्यावरणीय प्रभावः ज्वारीय ऊर्जा प्रतिष्ठान समुद्री पारिस्थितिक तंत्र को प्रभावित कर सकते हैं।
3. तकनीकी सीमाएँः ज्वारीय ऊर्जा प्रौद्योगिकियाँ अभी भी विकसित हो रही हैं और उनमें सुधार किया जा सकता है।
4. वर्तमान अनुसंधान का उद्देश्य दक्षता, लागत-प्रभावशीलता और पर्यावरणीय स्थायित्व में सुधार करना है।