বায়ু শক্তি, যা বায়ু শক্তি নামেও পরিচিত, বায়ুকে কাজে লাগানোর এবং বিদ্যুতে পরিণত করার মাধ্যম। টারবাইনের গড় বায়ু দক্ষতা 35-45% এর মধ্যে।
বায়ু শক্তি উৎপাদন
স্থানীয়ভাবে বা আঞ্চলিক ও বৈশ্বিক স্কেলে পৃথিবীর তাপমাত্রার পার্থক্যের কারণে পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলে বায়ু উৎপন্ন হয়। যখন উষ্ণ উত্তপ্ত হয়ে ওঠে, তখন কম বায়ুচাপের সাথে জায়গা ছেড়ে উঠে যায়; ঠাণ্ডা অঞ্চল থেকে বাতাসের উচ্চ চাপ সহ বায়ু চাপ সমান করতে প্রবেশ করে।
উইন্ড মিল এবং টারবাইনগুলি গতিশক্তি বা "মোশন এনার্জি" এর সুবিধা নেয় যা বায়ু বা বায়ুকে এক জায়গা থেকে অন্য জায়গায় নিয়ে যায় এবং বিদ্যুতে রূপান্তর করে।বায়ু টারবাইনগুলি বাতাসের জায়গায় স্থাপন করা হয়, তাই বাতাস টারবাইনের ব্লেডগুলিকে সরাতে পারে। এই ব্লেডগুলি একটি মোটরকে ঘোরায় এবং গিয়ারগুলি বিদ্যুত উত্পাদন করার জন্য যথেষ্ট ঘূর্ণন বাড়ায়। টারবাইনের বিভিন্ন ডিজাইন বিভিন্ন অবস্থার জন্য উপযোগী।
বায়ু দক্ষতা এবং বায়ু ক্ষমতা ফ্যাক্টর
বায়ু কার্যক্ষমতা বায়ু ক্ষমতার ফ্যাক্টরের মতো নয়, যেটি আলোচিত হয় যখন লোকেরা শক্তি দক্ষতার কথা ভাবে। উইন্ড ওয়াচ দুটি ঘটনার মধ্যে পার্থক্য ব্যাখ্যা করে।
বায়ুর কার্যক্ষমতা এবং এর সীমা
বায়ু কার্যক্ষমতা হল বায়ুতে গতিশক্তির পরিমাণ যা যান্ত্রিক শক্তি এবং বিদ্যুতে রূপান্তরিত হয়। বেটজ লিমিট দ্বারা বর্ণিত পদার্থবিজ্ঞানের আইন বলছে সর্বোচ্চ তাত্ত্বিক সীমা হল 59.6%। ব্লেডের উপর দিয়ে উড়ে যাওয়ার জন্য বাতাসের বাকি শক্তি প্রয়োজন। এই আসলে ভাল. একটি টারবাইন আটকে থাকলে 100% শক্তির বায়ু প্রবাহ বন্ধ হয়ে যায় এবং একটি টারবাইনের ব্লেড বিদ্যুৎ উৎপাদন করতে পারে না।
তবে, কোনো মেশিনের পক্ষে বর্তমানে আটকে থাকা 59.6% গতিশক্তিকে বায়ু থেকে বিদ্যুতে রূপান্তর করা সম্ভব নয়। জেনারেটর তৈরি এবং প্রকৌশলী হওয়ার কারণে সীমাবদ্ধতা রয়েছে, যা অবশেষে শক্তিতে রূপান্তরিত শক্তির পরিমাণকে আরও হ্রাস করে। উপরে উল্লিখিত হিসাবে বর্তমানে গড় 35-45%। উইন্ড ওয়াচ অনুসারে সর্বোচ্চ পারফরম্যান্সে সর্বোচ্চ 50% পৌঁছতে পারে। একটি অস্ট্রেলিয়ান সরকারী নথি (NSW)ও একমত যে 50% হল সর্বাধিক বায়ু দক্ষতা যা প্রাপ্ত করা যেতে পারে (পৃষ্ঠা 3)।
শক্তির দক্ষতা বাতাসের ক্ষমতার ফ্যাক্টরের মতো পরিবর্তিত হয় না যা অবস্থান এবং আবহাওয়ার অবস্থার উপর অনেকাংশে নির্ভর করে।
বায়ু ক্ষমতা ফ্যাক্টর
গ্রিন টেক মিডিয়া অনুসারে, বায়ু ক্ষমতা ফ্যাক্টর হল একটি জেনারেটর দ্বারা উত্পাদিত শক্তির পরিমাণ যা এটি সর্বদা সর্বোচ্চ ক্ষমতায় কাজ করলে এটি কী উত্পাদন করতে পারে। বায়ুর ক্ষমতা ফ্যাক্টর স্থানভেদে এবং বছরের বিভিন্ন সময়ে পরিবর্তিত হয়, এমনকি একই টারবাইনগুলির সাথেও, যেহেতু এটি বাতাসের গতি, এর ঘনত্ব এবং সুইপ্ট এলাকা যা জেনারেটরের আকারের উপর নির্ভর করে তা ওপেন EI নির্দেশ করে।.বায়ু ক্ষমতা ফ্যাক্টর এমন জায়গাগুলি বেছে নেওয়ার মাধ্যমে অপ্টিমাইজ করা যেতে পারে যেখানে বছরের পুরো বা তার বেশি অংশে আদর্শ বায়ু পরিস্থিতি বিরাজ করে। তাই বাতাসের ক্ষমতার ফ্যাক্টর এবং পাওয়ার আউটপুট সর্বাধিক করার জন্য এটিকে প্রভাবিত করে এমন পরিস্থিতি বিবেচনা করা গুরুত্বপূর্ণ।
- বাতাসের গতিঘন্টা প্রতি ৩০ মাইল এর নিচে উইন্ড ওয়াচ অনুযায়ী সামান্য শক্তি উৎপন্ন করে। এমনকি গতিতে সামান্য বৃদ্ধিও ওপেন ইআই অনুসারে উত্পন্ন শক্তিতে উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধিতে অনুবাদ করতে পারে। বিদ্যুত উত্পন্ন হয় বাতাসের গতির ঘনক বায়ু EIS ব্যাখ্যা করে।
- বাতাসের ঘনত্ব পাহাড়ের তুলনায় শীতল অঞ্চলে এবং সমুদ্রপৃষ্ঠে বেশি। তাই ওপেন ইআই অনুসারে উচ্চ বাতাসের ঘনত্বের আদর্শ স্থান হল ঠান্ডা তাপমাত্রা সহ সমুদ্র। এটি অফ-শোর বায়ু উৎপাদনে বৃহৎ আকারের সম্প্রসারণের একটি কারণ।
- বড় এবং লম্বা টারবাইন মাটির উপরে এবং তাদের ব্লেডের বর্ধিত স্প্যান দ্বারা আরও বেশি বাতাসের সুবিধা নিতে পারে। অর্থনৈতিক বিবেচনা তাই এখানে গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠেছে।
উন্নত প্রযুক্তির সাথে ক্ষমতার ফ্যাক্টর ক্রমাগত বৃদ্ধি করা হচ্ছে। গ্রীন টেক মিডিয়া অনুসারে, 2004-2011 সালের মধ্যে নির্মিত টারবাইনের 31.2% তুলনায় 2014 সালে নির্মিত বায়ু টারবাইনগুলি 41.2% এর ধারণক্ষমতার ফ্যাক্টরে পৌঁছেছে। যাইহোক, বাতাসের সক্ষমতা ফ্যাক্টর শুধুমাত্র প্রযুক্তির দ্বারা প্রভাবিত হয় না, বরং বাতাসের প্রাপ্যতাও প্রভাবিত হয়। এইভাবে, 2015 সালে "বায়ু খরা" এর কারণে টারবাইনের ধারণক্ষমতা আগের বছরের তুলনায় কম ছিল। গ্রীন টেক মিডিয়া ব্যাখ্যা করে।
অন্যান্য শক্তি উৎসের সাথে তুলনা
বায়ুর শক্তি দক্ষতা কয়লার শক্তি দক্ষতার চেয়ে ভালো। কয়লায় মাত্র 29-37% শক্তি বিদ্যুতে রূপান্তরিত হয় এবং গ্যাসের কার্যক্ষমতা বাতাসের মতো প্রায় একই রকম, কারণ গ্যাসের 32-50% শক্তি বিদ্যুতে রূপান্তরিত হয়।
তবে, ক্ষমতার কারণের পরিপ্রেক্ষিতে, ইউএস এনার্জি ইনফরমেশন অ্যাডমিনিস্ট্রেশন (EIA) অনুযায়ী 2016 সালে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে বায়ুর তুলনায় জীবাশ্ম জ্বালানি ভালো পারফর্ম করেছে।
-
নবায়নযোগ্য বনাম কারখানা যুক্তরাষ্ট্রে কয়লা প্ল্যান্টগুলি তাদের ক্ষমতার 52.7% এ চলে।
- গ্যাস প্ল্যান্টের ক্যাপাসিটি ফ্যাক্টর ছিল মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে ৫৬%।
- অ জীবাশ্ম জ্বালানির EIA পরিসংখ্যান অনুসারে, পারমাণবিক শক্তির ধারণক্ষমতা 92.5% ছিল।
- হাইড্রো পাওয়ারের ক্যাপাসিটি ফ্যাক্টর ছিল ৩৮%।
- বায়ু শক্তির ক্ষমতা ফ্যাক্টর ছিল 34.7%।
বিভিন্ন শক্তির উৎস থেকে পাওয়ার আউটপুট তুলনা করার সময়, শুধুমাত্র ক্ষমতা ফ্যাক্টর নয়, তাদের শক্তির দক্ষতাও বিবেচনা করা ভাল। এটিই জীবাশ্ম জ্বালানির তুলনায় বায়ু থেকে বিদ্যুৎ উৎপাদন বৃদ্ধিকে প্রতিযোগিতামূলক এবং সম্ভাব্য করে তোলে যা তাদের কারণে দূষণের সমস্যার কারণেও বিরক্ত হয়।
ইন্টারমিটেন্সি বায়ু শক্তি আউটপুটকে প্রভাবিত করে
বায়ু শক্তি বিরতিতে ভুগে কারণ বাতাস সবসময় পাওয়া যায় না, এবং বিভিন্ন গতিতে প্রবাহিত হতে পারে, যার অর্থ অসামঞ্জস্যপূর্ণ মাত্রায় শক্তি উৎপন্ন হয়।এনার্জি ইন্টারমিটেন্সি এমন একটি ঘটনা যেখানে মানুষ নিয়ন্ত্রণ করতে পারে না এমন অনেক কারণের কারণে ক্রমাগত শক্তি পাওয়া যায় না। তাই সরবরাহে তারতম্য রয়েছে।
বিরামহীনতার সমাধান
যেহেতু উইন্ড টারবাইন থেকে বিদ্যুতের উৎপাদন ঘণ্টায় ঘণ্টায় বা এমনকি সেকেন্ড থেকে সেকেন্ড পর্যন্ত ওঠানামা করে, তাই বিদ্যুত সরবরাহকারীদের সামঞ্জস্যপূর্ণ মাত্রার পাওয়ার সাপ্লাই মেটাতে এবং বজায় রাখতে বৃহত্তর শক্তির রিজার্ভ থাকতে হবে আমেরিকান বিজ্ঞানী ব্যাখ্যা করেছেন। বিরতি মানে শুধু ঘাটতি নয়, অতিরিক্ত সময়কালও; এটি তারপর একটি সম্ভাব্য সমাধান প্রদান করে। আমেরিকান বিজ্ঞানী ব্যাখ্যা করেছেন যে বায়ু শক্তির উত্সের সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে সাথে আবহাওয়া এবং বায়ুর অবস্থার স্থানীয় পার্থক্য ঘাটতি এবং অতিরিক্ত ভারসাম্য বজায় রাখতে পারে।
উন্নত আবহাওয়ার পূর্বাভাস এবং মডেলিং বায়ু শক্তিতে স্বল্পমেয়াদী পরিবর্তনগুলিকেও সহজ করে তোলে। এমনকি বায়ু শক্তি উৎপাদনে দৈনিক বা ঋতুগত পার্থক্যের জন্যও উৎসের মিশ্রণ প্রয়োজন।
বিরামহীনতা নির্বিশেষে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র জুড়ে বিস্তৃত নতুন বায়ু খামারগুলি আসলে বিদ্যুৎ সরবরাহ স্থিতিশীল করতে সাহায্য করেছে, বিশেষ করে ক্লিন টেকনিকার মতে টেক্সাসের চরম আবহাওয়ার সময়।
খরচ
2017 সালে, দ্য ইন্ডিপেনডেন্ট ঘোষণা করেছে যে জীবাশ্ম জ্বালানির তুলনায় বায়ু থেকে শক্তির উৎপাদন সস্তা। 2017 সালে একটি মেগাওয়াট-ঘণ্টা (MWh) উত্পাদন করতে এটির খরচ হয়েছিল $50৷ প্রযুক্তির উন্নতির সাথে, খরচ কমতে থাকে, এটিকে প্রচলিত দূষণকারী শক্তির উত্সগুলির চেয়ে আরও আকর্ষণীয় করে তোলে৷ মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র সরকারী প্রণোদনা প্রদানের মাধ্যমে এই আন্দোলনকে উত্সাহিত করবে বলে আশা করে, বায়ু বিদ্যুতের অংশ বাড়াতে যা ইআইএ অনুসারে 2016 সালে তার বিদ্যুতের 6% প্রদান করে৷
Wind EIS নোট করে যে খরচের 80% হল টারবাইন ইনস্টল করার জন্য জড়িত মূলধন খরচ, এবং 20% চালু আছে। যাইহোক, যেহেতু কোন জ্বালানী খরচ জড়িত নয়, এবং তার সমগ্র জীবনচক্রে উৎপন্ন শক্তি বিবেচনা করে, বায়ু শক্তি প্রতিযোগিতামূলক।
কার্বন-মুক্ত শক্তি
বায়ু শক্তি জীবাশ্ম জ্বালানী শক্তির অন্যতম কার্যকর বিকল্প। এটি ভবিষ্যদ্বাণী করা হয়েছে যে 2050 সালের মধ্যে, 139টি দেশ যারা বর্তমানে বিশ্বের 99% শক্তি ব্যবহার করে তারা 100% পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি ব্যবহার করতে পারে। 2017 সালের ওয়ার্ল্ড ফোরাম রিপোর্ট অনুসারে বায়ু এবং সৌর একসাথে এই শক্তির 97% সরবরাহ করতে পারে। এটি বৈশ্বিক উষ্ণতা বৃদ্ধি 1.5C এর নিচে নিয়ন্ত্রণে রাখতে সাহায্য করতে পারে। এটি পাহাড়ের ধারে বা একটি উপকূলরেখা বরাবর একটি বায়ু খামারই হোক না কেন, বায়ু টারবাইন প্রযুক্তি অ-নবায়নযোগ্য ঐতিহ্যবাহী উত্সের তুলনায় ব্যবহারযোগ্য বিদ্যুৎ উৎপাদনের একটি ব্যাপকভাবে কার্যকর উপায় সরবরাহ করে৷
