नवीकरणीय ऊर्जा वह ऊर्जा है जो प्राकृतिक संसाधनों से उत्पन्न होती है जो लगातार भरती रहती हैं। इसमें सूर्य की रोशनी, जियोथर्मल गर्मी, हवा, ज्वार, पानी, और विभिन्न प्रकार की जैव मास शामिल हैं। यह ऊर्जा समाप्त नहीं हो सकती है और लगातार नवीनीकरण होती है।
ऊर्जा उत्पन्न करने के स्रोतों के प्रकार
सरकार ने 2022 तक नवीकरणीय ऊर्जा क्षमता का लक्ष्य 175 GW बढ़ा दिया है जिसमें 100 GW सौर, 60 GW हवा, 10 GW जैव ऊर्जा और 5 GW छोटे जल विद्युत से प्राप्त होगा।
1. सौर ऊर्जा
भारत उन कुछ देशों में से एक है जो लंबे दिनों और बहुत सारी धूप से स्वाभाविक रूप से धन्य हैं। सूर्य के प्रकाश से बिजली उत्पन्न करने के दो तरीके हैं:
(i) भारत में सौर ऊर्जा की क्षमता
भारत में सौर फोटोप्ल्टैइक और सौर थर्मल ऊर्जा का उपयोग करके 35 MW/km2 उत्पन्न करने की क्षमता है। भारत की भूमि क्षेत्र पर लगभग 5,000 ट्रिलियन kWh प्रति वर्ष सूर्य की ऊर्जा गिरती है, जिसमें अधिकांश भाग प्रति दिन 4-7 kWh प्रति वर्ग मीटर प्राप्त करते हैं। इसलिए, सौर विकिरण को गर्मी और बिजली में रूपांतरित करने के लिए दोनों तकनीकी मार्ग (सौर थर्मल और सौर फोटोप्ल्टैइक) प्रभावी ढंग से उपयोग किए जा सकते हैं, जिससे भारत में सौर ऊर्जा के लिए विशाल पैमाने पर संभावनाएं मिलती हैं।
(ii) स्थापित क्षमता - भारत
2017 के अनुसार, ग्रिड से जुड़े सौर की वर्तमान स्थापित क्षमता 10,000 MW को पार कर गई है, जैसा कि MNRE के अनुमानों के अनुसार है। मिशन की मुख्य विशेषताओं में से एक है भारत को सौर ऊर्जा में वैश्विक नेता बनाना और इस मिशन का लक्ष्य 2022 तक 100 GW (संशोधित लक्ष्य) की स्थापित सौर उत्पादन क्षमता है।
(iii) अंतर्राष्ट्रीय सौर संघ
अंतर्राष्ट्रीय सौर संघ (ISA) का उद्घाटन कोप21 जलवायु सम्मेलन में पेरिस में 30 नवंबर को 121 सौर संसाधन समृद्ध देशों के बीच सहयोग के लिए एक विशेष मंच के रूप में किया गया था, जो कर्क रेखा और मकर रेखा के बीच पूरी या आंशिक रूप से स्थित हैं।
यह संघ ISA सदस्य देशों की विशेष ऊर्जा आवश्यकताओं को संबोधित करने के लिए समर्पित है। अंतर्राष्ट्रीय सौर नीति और अनुप्रयोग एजेंसी (IASPA) अंतर्राष्ट्रीय सौर संघ का औपचारिक नाम होगा। ISA सचिवालय को राष्ट्रीय सौर ऊर्जा संस्थान, गुड़गांव में स्थापित किया जाएगा।
2. ल्यूमिनेसेंट सौर संकेंद्रक
ल्यूमिनेसेंट सौर संकेंद्रक (LSC) एक उपकरण है जो एक पतली सामग्री की चादर का उपयोग करता है ताकि बड़ी मात्रा में सौर विकिरण को पकड़ सके, और फिर ऊर्जा को पतली किनारों पर लगे सेल्स की ओर निर्देशित करता है।
सामग्री की यह पतली चादर आमतौर पर एक पॉलीमर (जैसे polymethyl methacrylate (PMMA)) होती है, जिसमें ल्यूमिनेसेंट प्रजातियों जैसे कि जैविक रंग, क्वांटम डॉट्स या दुर्लभ पृथ्वी के यौगिक होते हैं।
ल्यूमिनेसेंट सौर संकेंद्रक (LSC) एक विशेष चादर के समान है जो बड़े सतह पर सूर्य की रोशनी को पकड़ सकता है। यह सीधे सूर्य के प्रकाश को बिजली में परिवर्तित करने के बजाय, एक विशेष सामग्री की पतली चादर का उपयोग करता है, जो आम तौर पर polymethylmethacrylate (PMMA) नामक एक प्रकार का प्लास्टिक है।
LSCs की आवश्यकता
3. पवन ऊर्जा
पवन ऊर्जा वायुमंडलीय वायु की गति से संबंधित गतिज ऊर्जा है। पवन टरबाइन हवा में ऊर्जा को यांत्रिक शक्ति में बदलते हैं, जिसे आगे जाकर इलेक्ट्रिक पावर उत्पन्न करने के लिए परिवर्तित किया जाता है।
पांच देश - जर्मनी, अमेरिका, डेनमार्क, स्पेन और भारत - दुनिया की स्थापित पवन ऊर्जा क्षमता का 80% हिस्सा रखते हैं।
(i) पवन फार्म
पवन फार्म एक ही स्थान पर पवन टरबाइनों का समूह है जिसका उपयोग बिजली उत्पादन के लिए किया जाता है। एक पवन फार्म तट पर या तट से दूर स्थित हो सकता है।
(ii) पवन टरबाइन का कार्य
(iii) भारत में पवन ऊर्जा की क्षमता
राष्ट्रीय पवन ऊर्जा संस्थान (NIWE) ने हाल ही में 100 मीटर ऊंचाई पर भारत का पवन ऊर्जा संसाधन मानचित्र लॉन्च किया है।
देश में 100 मीटर AGL पर पवन ऊर्जा की क्षमता 302 GW से अधिक है। इस संसाधन मानचित्र के अनुसार, गुजरात में अधिकतम क्षमता है, इसके बाद कर्नाटक, महाराष्ट्र और आंध्र प्रदेश का नंबर है।
4. जल विद्युत
जल विद्युत को तब पकड़ा जा सकता है जब पानी एक उच्च स्तर से निचले स्तर की ओर बहता है, जिससे टरबाइन को घुमाने के लिए गतिज ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है।
जल विद्युत सबसे सस्ती और साफ ऊर्जा स्रोत है, लेकिन बड़े बांधों से जुड़े कई पर्यावरणीय और सामाजिक मुद्दे हैं, जैसा कि टिहरी, नर्मदा आदि परियोजनाओं में देखा गया है। छोटे जल विद्युत इन समस्याओं से मुक्त हैं।
जल विद्युत स्टेशनों के प्रकार:
भारत में छोटे जल विद्युत की क्षमता
लगभग 5,415 छोटे जल विद्युत स्थलों की पहचान की गई है, जिसमें लगभग 19,750 MW की क्षमता है।
हिमालयी राज्यों में नदी आधारित परियोजनाएं और अन्य राज्यों में सिंचाई नहरें छोटे जल विद्युत परियोजनाओं के विकास के लिए विशाल संभावनाएं रखती हैं।
बारहवीं पंचवर्षीय योजना लक्ष्यों के अनुसार, छोटे जल विद्युत परियोजनाओं से क्षमता वृद्धि का लक्ष्य 2.1 GW 2011-17 की अवधि में है।
नवीन और नवीकरणीय ऊर्जा मंत्रालय सार्वजनिक और निजी क्षेत्रों में छोटे जल विद्युत परियोजनाओं के विकास को प्रोत्साहित कर रहा है और अगले 10 वर्षों में वर्तमान क्षमता का कम से कम 50% दोहन करने का लक्ष्य रखता है।
5. महासागरीय थर्मल ऊर्जा
महासागरों और समुद्रों में बड़ी मात्रा में सौर ऊर्जा संग्रहित होती है। औसतन, 60 मिलियन वर्ग किलोमीटर के उष्णकटिबंधीय समुद्र सूर्य की विकिरण को 245 बिलियन बैरल तेल के गर्मी सामग्री के बराबर अवशोषित करते हैं।
इस ऊर्जा को पकड़ने की प्रक्रिया को OTEC (महासागरीय थर्मल ऊर्जा रूपांतरण) कहा जाता है। यह महासागर की सतह और लगभग 1000 मीटर की गहराई के बीच के तापमान के अंतर का उपयोग करता है, जिससे एक गर्मी इंजन संचालित होता है, जो विद्युत शक्ति उत्पन्न करता है।
6. तरंग ऊर्जा
तरंगें हवा की सतह के साथ बातचीत के परिणामस्वरूप उत्पन्न होती हैं और यह हवा से समुद्र में ऊर्जा के हस्तांतरण का प्रतिनिधित्व करती हैं।
150 MW की क्षमता वाली पहली तरंग ऊर्जा परियोजना तिरुवनंतपुरम के पास विजिन्जम में स्थापित की गई है।
7. ज्वारीय ऊर्जा
ज्वार से ऊर्जा निकाली जा सकती है, जब एक बैराज के पीछे एक जलाशय या बेसिन बनाया जाता है और फिर ज्वारीय जल को बैराज में टरबाइनों के माध्यम से पारित किया जाता है जिससे बिजली उत्पन्न होती है।
गुजरात के कच्छ की खाड़ी में हनथल क्रीक में 5000 करोड़ रुपये की लागत वाली एक प्रमुख ज्वारीय ऊर्जा परियोजना स्थापित करने का प्रस्ताव है।
8. जैव मास
जैव मास एक नवीकरणीय ऊर्जा संसाधन है जो विभिन्न मानव और प्राकृतिक गतिविधियों के कार्बनयुक्त अपशिष्ट से उत्पन्न होता है। यह कई स्रोतों से प्राप्त होता है, जिसमें लकड़ी उद्योग के उपोत्पाद, फसलें, घास और लकड़ी के पौधे, कृषि या वनोन्मूलन से अवशेष, तेल युक्त शैवाल, और नगरपालिका और औद्योगिक अपशिष्ट का जैविक घटक शामिल है।
जैव मास पारंपरिक जीवाश्म ईंधनों के लिए एक अच्छा विकल्प है, जो हीटिंग और ऊर्जा उत्पादन के उद्देश्यों के लिए उपयोग किया जाता है।
जैव मास जलाने से लगभग उतनी ही मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड निकलती है जितनी जीवाश्म ईंधनों को जलाने से। हालांकि, जीवाश्म ईंधन उस कार्बन डाइऑक्साइड को छोड़ते हैं जो फोटोसिंथेसिस द्वारा उनके गठन के वर्षों में पकड़ी जाती है। दूसरी ओर, जैव मास उस कार्बन डाइऑक्साइड को छोड़ता है जो मुख्य रूप से उस कार्बन के संतुलन में होती है जो इसकी वृद्धि में पकड़ी जाती है।
9. सह-पीढ़ीण
सह-पीढ़ीण एक ईंधन से दो प्रकार की ऊर्जा उत्पन्न करना है। ऊर्जा का एक रूप हमेशा गर्मी होना चाहिए और दूसरा बिजली या यांत्रिक ऊर्जा हो सकता है।
एक पारंपरिक पावर प्लांट में, ईंधन को एक बॉयलर में जलाया जाता है ताकि उच्च दबाव भाप उत्पन्न हो सके। इस भाप का उपयोग एक टरबाइन को चलाने के लिए किया जाता है, जो एक अल्टरनेटर को चलाता है जिससे विद्युत शक्ति उत्पन्न होती है।
निष्कर्ष भाप को आमतौर पर पानी में संघनित किया जाता है जो फिर बॉयलर में वापस जाता है।
भारत में संभावनाएं
जैव मास ऊर्जा भारत में कुल प्राथमिक ऊर्जा उपयोग का 32% बनाती है, जिसमें 70% से अधिक भारतीय जनसंख्या इसकी ऊर्जा आवश्यकताओं के लिए निर्भर है।
10. अपशिष्ट से ऊर्जा
आज के युग में, शहरीकरण, औद्योगीकरण और जीवन के पैटर्न में बदलाव के कारण अपशिष्ट की बढ़ती मात्रा है जो पर्यावरण के लिए हानिकारक है। हाल के अतीत में, प्रौद्योगिकी के विकास ने अपशिष्ट की मात्रा को सुरक्षित निपटान के लिए कम करने और इससे बिजली उत्पन्न करने में मदद की है।
अपशिष्ट-से-ऊर्जा का लक्ष्य लैंडफिल से अपशिष्ट को दूर करना और हानिकारक ग्रीनहाउस गैसों के उत्सर्जन के बिना स्वच्छ ऊर्जा उत्पन्न करना है।
यह निपटान के लिए अपशिष्ट की मात्रा को काफी कम करता है और ऊर्जा उत्पन्न कर सकता है। पायरोलिसिस और गैसीफिकेशन उभरती प्रौद्योगिकियाँ हैं, जो सामान्य जलदहन और जैव-मीथनेशन के अलावा हैं।
अपशिष्ट-से-ऊर्जा की क्षमता
भारत में सभी सीवेज से लगभग 225 MW और नगरपालिका ठोस अपशिष्ट (MSW) से लगभग 1460 MW की कुल क्षमता है, जो लगभग 1700 MW की बिजली है।
औद्योगिक अपशेषों से वर्तमान में 1,300 MW की शक्ति प्राप्त करने की क्षमता है, जिसे 2017 तक 2,000 MW तक बढ़ने की उम्मीद है।
अपशिष्ट से ऊर्जा के लिए ग्रिड इंटरैक्टिव बिजली की कुल स्थापित क्षमता 99.08 MW है और लगभग 115.07 MW ऑफ-ग्रिड पावर है।
MNRE अपशिष्ट से ऊर्जा उत्पन्न करने को बढ़ावा देने के लिए परियोजनाओं पर प्रोत्साहन और सब्सिडी प्रदान कर रहा है।
11. जियोथर्मल ऊर्जा
जियोथर्मल उत्पादन का तात्पर्य पृथ्वी के आंतरिक कोर में संग्रहित विशाल गर्मी के भंडार का उपयोग करने से है। पृथ्वी की परत के नीचे एक गर्म और पिघले हुए चट्टान की परत होती है जिसे 'मैग्मा' कहा जाता है। वहाँ गर्मी निरंतर उत्पन्न होती है, ज्यादातर प्राकृतिक रूप से रेडियोधर्मी सामग्रियों जैसे कि यूरानियम और पोटेशियम के अपघटन से।
(i) इसे कैसे पकड़ा जाता है
जियोथर्मल प्रणालियाँ सामान्य या सामान्य से थोड़ी अधिक जियोथर्मल ग्रेडिएंट (जियोथर्मल ग्रेडिएंट में गहराई के साथ तापमान में वृद्धि का निरूपण होता है, जो(i) प्राथमिक स्रोत: नवीकरणीय ऊर्जा जैसे सौर, पवन, और भू-तापीय। (ii) द्वितीयक स्रोत: कोयला, तेल, प्राकृतिक गैस आदि के रूपांतरण के माध्यम से उत्पन्न गैर-नवीकरणीय ऊर्जा।
एक उत्सर्जक सौर संकेंद्रक (LSC) एक विशेष शीट की तरह है जो बड़े क्षेत्र में सूर्य की रोशनी को पकड़ सकता है। यह सीधे सूर्य की रोशनी को बिजली में परिवर्तित करने के बजाय, एक विशेष सामग्री से बने पतले शीट का उपयोग करता है, जो आमतौर पर पॉलीमेथिलमेथाक्रिलेट (PMMA) नामक एक प्रकार का प्लास्टिक होता है। इस शीट में छोटे कण मिलाए जाते हैं जो सूर्य की रोशनी के संपर्क में आने पर चमक सकते हैं, जैसे विशेष रंग या क्वांटम डॉट्स नामक छोटे कण।
यह चमकती हुई शीट स्वयं बिजली उत्पन्न नहीं करती। इसके बजाय, यह पकड़ी गई सूर्य की रोशनी को शीट के किनारों की ओर मार्गदर्शित करती है, जहाँ सौर कोशिकाएँ उस प्रकाश को बिजली में परिवर्तित करने के लिए तैयार हैं। इसलिए, यह एक तरह से सूर्य की रोशनी को संकेंद्रित और चैनलाइज करने का तरीका है ताकि इसे अधिक कुशलता से ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सके।
पवन टरबाइन हवा में गतिज ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करती हैं। यह यांत्रिक शक्ति विशिष्ट कार्यों (जैसे अनाज पीसना या पानी पंप करना) के लिए उपयोग की जा सकती है या एक जनरेटर इस यांत्रिक शक्ति को बिजली में परिवर्तित कर सकता है। अधिकांश टरबाइन में तीन वायुगतिकीय रूप से डिज़ाइन की गई ब्लेड होती हैं। हवा में ऊर्जा दो या तीन प्रोपेलर जैसे ब्लेड को एक रोटर के चारों ओर घुमाती है जो मुख्य शाफ्ट से जुड़ा होता है, जो एक जनरेटर को बिजली उत्पन्न करने के लिए घुमाता है। पवन टरबाइन को एक टावर पर स्थापित किया जाता है ताकि अधिकतम ऊर्जा प्राप्त की जा सके। जमीन से 100 फीट (30 मीटर) या उससे अधिक की ऊँचाई पर, वे तेज और कम अशांत हवा का लाभ उठा सकती हैं।
आधिकारिक अनुमान के अनुसार 5,415 छोटे जल विद्युत स्थलों की पहचान की गई है जिनकी संभावित क्षमता लगभग 19,750 मेगावाट है। हिमालयी राज्यों में नदी आधारित परियोजनाएं और अन्य राज्यों में सिंचाई नहरों में छोटे जल विद्युत परियोजनाओं के विकास की विशाल संभावनाएँ हैं। बारहवें पंचवर्षीय योजना लक्ष्यों के अनुसार, छोटे जल विद्युत परियोजनाओं से क्षमता वृद्धि का लक्ष्य 2011-17 की अवधि में 2.1 गीगावाट है। नई और नवीकरणीय ऊर्जा मंत्रालय सार्वजनिक और निजी क्षेत्रों में छोटे जल विद्युत परियोजनाओं के विकास को प्रोत्साहित कर रहा है और अगले 10 वर्षों में वर्तमान क्षमता का कम से कम 50% दोहन करने का लक्ष्य रखता है।
भू-तापीय उत्पादन उस भू-तापीय ऊर्जा या पृथ्वी के आंतरिक कोर में संग्रहीत विशाल ताप के भंडार के दोहन को संदर्भित करता है। पृथ्वी की परत के नीचे, एक गर्म और पिघले हुए पत्थर की परत होती है जिसे 'मैग्मा' कहा जाता है। वहाँ निरंतर हीट का उत्पादन होता है, ज्यादातर स्वाभाविक रूप से रेडियोधर्मी सामग्रियों जैसे यूरेनियम और पोटेशियम के विघटन से। (i) इसे कैसे पकड़ा जाता है
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