ऊर्जा परिवर्तन में बाधा के रूप में पावर ग्रिड अवसंरचना: चुनौतियाँ और समाधान - छवि: एक्सपर्ट.डिजिटल
पावर ग्रिड अपनी सीमा पर: जर्मनी का ऊर्जा परिवर्तन क्यों रुक रहा है और कौन से चतुर समाधान अभी मदद कर सकते हैं
### पावर हाईवे पर ट्रैफ़िक जाम: हज़ारों सौर ऊर्जा प्रणालियाँ जुड़ने का इंतज़ार कर रही हैं - क्या ऊर्जा परिवर्तन से ब्लैकआउट का ख़तरा है? ### पावर ग्रिड के लिए सरल तरकीब: कैसे "ओवरबिल्डिंग" अरबों की बचत करती है और सोलर पार्कों को तुरंत ऑनलाइन लाती है ### आपका 2025 का बिजली बिल: नए ग्रिड नियमों से किसे फ़ायदा होगा और किसे जल्द ही इसकी क़ीमत चुकानी होगी ### महंगे केबलों की जगह स्मार्ट ग्रिड: कैसे डिजिटल तकनीक ग्रिड विस्तार में क्रांति ला रही है और लागत कम कर रही है ###
उत्तर से दक्षिण तक: हमारा पावर ग्रिड क्यों बाधा बन रहा है और वर्चुअल पावर प्लांट कैसे पतन को रोक सकते हैं
जर्मनी में ऊर्जा परिवर्तन सौर और पवन ऊर्जा संयंत्रों के विस्तार के साथ प्रभावशाली गति से आगे बढ़ रहा है, लेकिन इसकी सफलता एक धागे पर टिकी है: पुराना पावर ग्रिड इंफ्रास्ट्रक्चर। जो कभी ऊर्जा आपूर्ति का विश्वसनीय आधार हुआ करता था, वह इस परिवर्तन में सबसे बड़ी बाधा बनता जा रहा है। मूल समस्या व्यवस्था परिवर्तन में है: कुछ केंद्रीकृत बड़े बिजली संयंत्रों से हटकर हज़ारों विकेन्द्रीकृत, मौसम-निर्भर जनरेटरों की ओर। ग्रिड, जिन्हें बिजली संयंत्र से उपभोक्ता तक एकतरफ़ा सड़क के लिए डिज़ाइन किया गया था, इस अस्थिर दोतरफ़ा यातायात के लिए सुसज्जित नहीं हैं।
इसके परिणाम पहले से ही नाटकीय हैं: बायर्नवर्क जैसे ग्रिड ऑपरेटर 60 गीगावाट से अधिक नवीकरणीय ऊर्जा के लिए कनेक्शन अनुरोध दर्ज करा रहे हैं, लेकिन उन्हें पूरा नहीं कर पा रहे हैं। कई जगहों पर, ग्रिड अपनी क्षमता सीमा पर पहुँच चुके हैं, जिससे नए सौर पार्कों को जोड़ने में पाँच से पंद्रह साल तक का समय लग रहा है। यह स्थिति सुप्रसिद्ध उत्तर-दक्षिण विभाजन से और भी बदतर हो जाती है, जहाँ तेज़ हवाओं वाले उत्तर में बिजली का अधिशेष उत्पन्न होता है जो दक्षिण के औद्योगिक केंद्रों तक नहीं पहुँच पाता। पूरी सड़कों को पहले ही "अब कनेक्शन योग्य नहीं" घोषित किया जा रहा है, जिससे स्थानीय स्तर पर सौर ऊर्जा का विकास ठप हो गया है।
हालाँकि, इस विशाल चुनौती के लिए सिर्फ़ नई लाइनों के महंगे और लंबे निर्माण से कहीं ज़्यादा की ज़रूरत है। मौजूदा बुनियादी ढाँचे का ज़्यादा कुशलता से उपयोग करने और भविष्य की ऊर्जा प्रणाली को आकार देने के लिए नवोन्मेषी और बुद्धिमान तरीकों की ज़रूरत है। इनमें स्मार्ट ग्रिड से लेकर, जो वास्तविक समय में उत्पादन और खपत का समन्वय करते हैं, हज़ारों छोटी प्रणालियों को एक विशाल समूह में मिलाने वाले वर्चुअल पावर प्लांट, और ग्रिड कनेक्शनों के "ओवरबिल्डिंग" और सक्रिय "फीड-इन सॉकेट" जैसी चतुर अवधारणाएँ शामिल हैं। ये समाधान न केवल ऊर्जा परिवर्तन को तेज़ करने का वादा करते हैं, बल्कि ग्रिड विस्तार की बढ़ती लागत और इस प्रकार उपभोक्ताओं के लिए बिजली की कीमतों को भी नियंत्रण में रखने का वादा करते हैं। निम्नलिखित लेख सबसे ज़रूरी बाधाओं पर प्रकाश डालता है और सबसे आशाजनक समाधान प्रस्तुत करता है जो जर्मन ऊर्जा परिवर्तन की सफलता या विफलता का निर्धारण करेंगे।
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नवीकरणीय ऊर्जा के विस्तार के लिए ग्रिड अवसंरचना एक महत्वपूर्ण कारक क्यों है?
ग्रिड का बुनियादी ढाँचा एक सफल ऊर्जा परिवर्तन की रीढ़ है और साथ ही, इसकी सबसे बड़ी बाधा भी है। समस्या ऊर्जा प्रणाली में मूलभूत परिवर्तन में निहित है: जहाँ बड़े, केंद्रीकृत बिजली संयंत्र पहले एक निश्चित तरीके से बिजली का उत्पादन करते थे, जिसे फिर ग्रिड के माध्यम से उपभोक्ताओं तक पहुँचाया जाता था, वहीं आज विकेंद्रीकृत और अस्थिर नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों का बोलबाला है।
बड़े पैमाने पर सौर ऊर्जा परियोजनाओं के लिए ऐसे मज़बूत ग्रिड की ज़रूरत होती है जो उनकी फीड-इन बिजली को संभाल सकें। हालाँकि, कई ग्रिड पहले से ही अपनी सीमा पर काम कर रहे हैं और अतिरिक्त क्षमता को समायोजित नहीं कर सकते। उदाहरण के लिए, बायर्नवर्क ने 60 गीगावाट से ज़्यादा क्षमता के कनेक्शनों के लिए अनुरोधों की सूचना दी है, और कई ग्रिड ऑपरेटरों ने पहले ही नए कनेक्शनों के लिए 5-15 साल की प्रतीक्षा अवधि की सूचना दी है।
जर्मनी में उत्तर-दक्षिण विभाजन के कारण चुनौती और भी बढ़ जाती है: उत्तर में, पवन ऊर्जा से जितनी बिजली खपत होती है, उससे कहीं ज़्यादा बिजली पैदा होती है, जबकि दक्षिण में, जहाँ औद्योगिक केंद्र हैं, स्थानीय उत्पादन से ज़्यादा ऊर्जा की आवश्यकता होती है। परमाणु ऊर्जा और कोयला ऊर्जा के नियोजित चरणबद्ध उन्मूलन के बाद यह समस्या और भी गंभीर हो जाएगी।
सौर पार्कों को ग्रिड से जोड़ने में क्या विशिष्ट बाधाएं आती हैं?
सौर पार्कों को ग्रिड से जोड़ने से जुड़ी व्यावहारिक समस्याएँ जटिल हैं और सभी वोल्टेज स्तरों को प्रभावित करती हैं। मध्यम-वोल्टेज स्तर पर, जहाँ 10 से 60 मेगावाट के बीच की अधिकांश भू-स्थित फोटोवोल्टिक प्रणालियाँ जुड़ी होती हैं, ग्रिड का पहले से ही कई स्थानों पर भारी उपयोग हो रहा है। उच्च-वोल्टेज ग्रिड और भी अधिक क्षमता प्रदान करते हैं, लेकिन इसके लिए समर्पित सबस्टेशनों के महंगे निर्माण की आवश्यकता होती है।
इसका एक ठोस उदाहरण बेडेन-वुर्टेमबर्ग के क्लेटगाऊ की स्थिति है, जहाँ स्थानीय ग्रिड ऑपरेटर ईवीकेआर ने उन सड़कों की एक सूची प्रकाशित की है जहाँ "किसी भी नए फोटोवोल्टिक सिस्टम के जुड़ने की संभावना बहुत कम है।" ग्रिड में ऐसी अड़चनों का मतलब है कि पहले से स्थापित सौर प्रणालियों को भी ग्रिड से नहीं जोड़ा जा सकता।
वितरण प्रणाली संचालकों की ग्रिड विस्तार योजनाओं से पता चलता है कि मध्यम और उच्च-वोल्टेज ग्रिड के कई क्षेत्रों को "अड़चन क्षेत्र" घोषित किया गया है। इससे कनेक्शन का समय बढ़ जाता है, और कुछ परियोजनाएँ 2030 के बाद ही ग्रिड से जुड़ पाएँगी, क्योंकि पहले स्थानीय ग्रिड अवसंरचना का विस्तार करना होगा।
नेटवर्क शुल्क किस प्रकार विकसित हो रहे हैं और इसका क्या प्रभाव होगा?
ग्रिड शुल्क, जो बिजली की कीमत का लगभग एक-चौथाई हिस्सा है, मिश्रित रुझान दिखा रहा है। चार प्रमुख ट्रांसमिशन सिस्टम ऑपरेटरों ने 2025 के लिए औसतन 3.4 प्रतिशत की वृद्धि के साथ 6.65 सेंट प्रति किलोवाट घंटा करने की घोषणा की है। यह वृद्धि मुख्य रूप से ग्रिड विस्तार में भारी निवेश के कारण है।
साथ ही, 2025 में ग्रिड शुल्कों के राष्ट्रव्यापी मानकीकरण से लागतों का अधिक न्यायसंगत वितरण सुनिश्चित होगा। नवीकरणीय ऊर्जा विस्तार के उच्च स्तर वाले क्षेत्रों को लाभ होगा: श्लेस्विग-होल्स्टीन में, ग्रिड शुल्क में 29 प्रतिशत, मेक्लेनबर्ग-वेस्टर्न पोमेरेनिया में 29 प्रतिशत, ब्रैंडेनबर्ग में 21 प्रतिशत और बवेरिया में 16 प्रतिशत की कमी आएगी।
इस पुनर्वितरण में इस तथ्य को ध्यान में रखा गया है कि जिन क्षेत्रों में कई नवीकरणीय ऊर्जा संयंत्र हैं, उन्हें अब तक ग्रिड विस्तार की अत्यधिक उच्च लागत वहन करनी पड़ी है। साथ ही, नवीकरणीय ऊर्जा की कम हिस्सेदारी वाले क्षेत्रों, विशेष रूप से बाडेन-वुर्टेमबर्ग, राइनलैंड-पैलेटिनेट और नॉर्थ राइन-वेस्टफेलिया में, ग्रिड शुल्क बढ़ रहे हैं।
स्मार्ट ग्रिड क्या हैं और वे समाधान में किस प्रकार योगदान दे सकते हैं?
स्मार्ट ग्रिड, या बुद्धिमान पावर ग्रिड, बिजली उत्पादन, ग्रिड संचालन, भंडारण और खपत के समन्वय के लिए डिजिटल तकनीकों का उपयोग करते हैं। पारंपरिक पावर ग्रिड, जो बिजली संयंत्र से उपभोक्ता तक एकतरफा मार्ग के रूप में संचालित होता था, के विपरीत, आधुनिक ग्रिडों को द्विदिशीय ऊर्जा प्रवाह और अप्रत्याशित फीड-इन का विश्वसनीय प्रबंधन करना होता है।
एक स्मार्ट ग्रिड बिजली व्यवस्था के सभी घटकों को जोड़ता है—छत पर लगे सौर पैनलों से लेकर बेसमेंट बैटरी स्टोरेज और ई-मोबिलिटी चार्जिंग स्टेशनों तक। डिजिटल बिजली मीटरों और आधुनिक संचार तकनीकों की मदद से, ये प्रणालियाँ वास्तविक समय में बदलावों पर प्रतिक्रिया दे सकती हैं और आपूर्ति और माँग का इष्टतम संतुलन बनाए रख सकती हैं।
बैटरी भंडारण प्रणालियाँ आधुनिक ग्रिड अवसंरचना के अभिन्न घटकों के रूप में एक केंद्रीय भूमिका निभाती हैं। ये अल्पकालिक उतार-चढ़ावों को संतुलित करके ग्रिड को स्थिर करती हैं, भीड़भाड़ प्रबंधन को सक्षम बनाती हैं, और समग्र प्रणाली के लचीलेपन को बढ़ाती हैं। लक्षित मध्यवर्ती ऊर्जा भंडारण ग्रिड की भीड़भाड़ को रोक सकता है और महंगे ग्रिड अवसंरचना के विस्तार को कम कर सकता है।
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भविष्य की ऊर्जा प्रणाली में आभासी विद्युत संयंत्रों की क्या भूमिका होगी?
वर्चुअल पावर प्लांट नवीकरणीय ऊर्जा के बेहतर एकीकरण के लिए एक अभिनव समाधान प्रस्तुत करते हैं। ये सैकड़ों या हज़ारों विकेन्द्रीकृत उत्पादन संयंत्रों, भंडारण सुविधाओं और नियंत्रणीय उपभोक्ताओं को एक समन्वित नेटवर्क में जोड़ते हैं। ये झुंड पावर प्लांट सामूहिक रूप से बड़े पारंपरिक पावर प्लांट जितनी बिजली पैदा कर सकते हैं।
एक आभासी बिजली संयंत्र की केंद्रीय नियंत्रण प्रणाली सभी जुड़े हुए संयंत्रों की वास्तविक समय में निगरानी करती है और बिजली ग्रिड में होने वाले बदलावों पर बिजली की गति से प्रतिक्रिया करती है। यदि उत्पादन बहुत कम होता है, तो यह अतिरिक्त नवीकरणीय ऊर्जा जनरेटर चालू कर देता है जिन्हें मौसम से स्वतंत्र रूप से नियंत्रित किया जा सकता है—जैसे बायोगैस संयंत्र या जलविद्युत संयंत्र। अधिक उत्पादन की स्थिति में, यह फीड-इन को तदनुसार कम कर देता है।
आधुनिक वर्चुअल पावर प्लांट छोटे पैमाने के संयंत्रों के किफ़ायती नियंत्रण के लिए स्मार्ट मीटर गेटवे का उपयोग करते हैं। ये न केवल नवीकरणीय ऊर्जा के बेहतर सिस्टम एकीकरण को सक्षम बनाते हैं, बल्कि विभिन्न बाज़ारों में अनुकूलित मार्केटिंग के माध्यम से प्लांट संचालकों के लिए आर्थिक रूप से अतिरिक्त मूल्य भी उत्पन्न करते हैं।
ओवरबिल्डिंग क्या है और यह ग्रिड भीड़भाड़ को कैसे कम कर सकता है?
ग्रिड कनेक्शन बिंदुओं का निर्माण, ग्रिड के अधिक कुशल उपयोग के लिए एक आशाजनक दृष्टिकोण प्रस्तुत करता है। इसमें बिजली संयंत्रों को ग्रिड से जोड़ना शामिल है जो सामूहिक रूप से लाइनों द्वारा सैद्धांतिक रूप से परिवहन की क्षमता से अधिक बिजली का उत्पादन कर सकते हैं। मुख्य बिंदु बिजली संयंत्रों का संयोजन है, जो शायद ही कभी एक ही समय में पूरी क्षमता से संचालित होते हैं।
पवन और सौर प्रणालियाँ एक-दूसरे के पूरक हैं: पवन टर्बाइन अक्सर रात में और पतझड़ या सर्दियों में अपना मुख्य उत्पादन करते हैं, जबकि सौर प्रणालियाँ दोपहर और गर्मियों में अपना मुख्य उत्पादन करती हैं। जर्मन नवीकरणीय ऊर्जा संघ के एक अध्ययन से पता चलता है कि जब एक ही ग्रिड पर संयुक्त रूप से संचालित किया जाता है, तो केवल लगभग 3.5 प्रतिशत सौर ऊर्जा और 1.5 प्रतिशत पवन ऊर्जा को कम करने की आवश्यकता होती है।
बायर्नवर्क ने पहले ही प्रदर्शित कर दिया है कि यह विकास कैसे काम करता है: उसी ग्रिड कनेक्शन पर एक मौजूदा पवन टरबाइन के बगल में एक नया पीवी सिस्टम स्थापित किया गया है। दोनों सिस्टम संयुक्त रूप से संचालित होते हैं, जिससे सभी संबंधित पक्षों और उपभोक्ताओं को अतिरिक्त ग्रिड विस्तार की लागत से बचत होती है। इसकी क्षमता महत्वपूर्ण है: अकेले बायर्नवर्क ग्रिड में, मौजूदा पीवी कनेक्शनों के ऊपर निर्माण करके 2030 तक 1,000 नए पवन टरबाइन लगाने की योजना बनाई जा सकती है।
फीड-इन सॉकेट अवधारणा कैसे काम करती है?
फीड-इन सॉकेट ग्रिड कनेक्शन योजना में एक आदर्श बदलाव का प्रतिनिधित्व करता है। नवीकरणीय ऊर्जा संयंत्रों से पिछड़े बुनियादी ढाँचे के बजाय, अतिरिक्त क्षमता सक्रिय रूप से प्रदान की जाती है जिसके लिए परियोजना डेवलपर्स आवेदन कर सकते हैं।
इस दृष्टिकोण का उपयोग करते हुए, बायर्नवर्क ने लोअर बवेरिया में एक ग्रिड कनेक्शन स्थापित किया, जिसके लिए नवीकरणीय ऊर्जा संयंत्रों के विकासकर्ता आवेदन कर सकते थे। 30 प्रतिशत अधिकतम क्षमता सीमा की आवश्यकता के बावजूद, 24 घंटों के भीतर लगभग पूरी क्षमता आवंटित कर दी गई। इससे लाइन उपयोग में उल्लेखनीय सुधार हुआ और परियोजनाओं में नाटकीय रूप से तेज़ी आई: मार्च में शिलान्यास से लेकर उसी वर्ष नवंबर में कमीशनिंग तक।
LEW Verteilnetz और Bayernwerk Netz ने अपने संयुक्त "फीड-इन सॉकेट" पायलट प्रोजेक्ट को और विकसित किया है, जिसमें दोनों कंपनियाँ स्वतंत्र रूप से अपने सबस्टेशनों पर अतिरिक्त कनेक्शन क्षमताएँ निर्मित करेंगी। Bayernwerk, Niederviehbach में एक नए सबस्टेशन की योजना बना रहा है, जबकि LVN, Balzhausen में मौजूदा सबस्टेशन को एक अतिरिक्त ट्रांसफार्मर से सुसज्जित कर रहा है।
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इस तकनीकी प्रगति का मूल पारंपरिक क्लैंप बन्धन से जानबूझकर अलग हटना है, जो दशकों से मानक रहा है। नया, अधिक समय-कुशल और लागत-कुशल माउंटिंग सिस्टम एक मौलिक रूप से भिन्न, अधिक बुद्धिमान अवधारणा के साथ इस समस्या का समाधान करता है। मॉड्यूल को विशिष्ट बिंदुओं पर क्लैंप करने के बजाय, उन्हें एक सतत, विशेष रूप से आकार की सपोर्ट रेल में डाला जाता है और सुरक्षित रूप से रखा जाता है। यह डिज़ाइन सुनिश्चित करता है कि उत्पन्न होने वाले सभी बल—चाहे वे बर्फ से उत्पन्न स्थिर भार हों या हवा से उत्पन्न गतिशील भार—मॉड्यूल फ्रेम की पूरी लंबाई में समान रूप से वितरित हों।
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डिजिटल इन्फ्रास्ट्रक्चर: एआई और स्मार्ट ग्रिड कैसे पावर ग्रिड को बदल रहे हैं
ऊर्जा प्रणाली को अधिक लचीला बनाने से क्या सम्भावनाएं सामने आएंगी?
ऊर्जा प्रणाली में लचीलापन उत्पादन और खपत के बीच उतार-चढ़ाव को संतुलित करने और बिजली आपूर्ति की स्थिरता सुनिश्चित करने की क्षमता को दर्शाता है। 2030 तक 80 प्रतिशत नवीकरणीय बिजली उत्पादन के लक्ष्य के साथ, ऊर्जा प्रणाली को इतना लचीला होना होगा कि रात में कम बिजली उत्पादन के बावजूद आपूर्ति सुनिश्चित हो सके।
यह लचीलापन विभिन्न घटकों द्वारा प्रदान किया जा सकता है: बिजली भंडारण, नियंत्रणीय भार और लचीले बिजली संयंत्र। विकेन्द्रीकृत सौर ऊर्जा प्रणालियों, बैटरी भंडारण, इलेक्ट्रिक कारों और ताप पंपों जैसी लघु-स्तरीय प्रणालियों की क्षमता विशेष रूप से आशाजनक है। यदि जर्मनी में अगले कुछ वर्षों में लाखों इलेक्ट्रिक कारें हैं, तो 8,000 मेगावाट का लचीलापन शीघ्र ही उपलब्ध हो जाएगा।
स्थानिक लचीलापन भौगोलिक उतार-चढ़ावों को संतुलित करने में मदद करता है, उदाहरण के लिए, जर्मनी के सुप्रसिद्ध उत्तर-दक्षिण अड़चन क्षेत्र में। समय संबंधी लचीलापन मौसमी और दैनिक उतार-चढ़ावों की भरपाई करता है। स्मार्ट ऊर्जा प्रबंधन समाधान भविष्य के ऊर्जा क्षेत्र के लिए डिजिटल बुनियादी ढाँचा बन रहे हैं और वास्तविक समय में निर्णय ले सकते हैं।
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ग्रिड लोड के लिए सेक्टर कपलिंग का क्या अर्थ है?
सेक्टर युग्मन, नवीकरणीय बिजली के बढ़ते उपयोग के माध्यम से बिजली, ताप, परिवहन और उद्योग जैसे पहले से अलग-अलग क्षेत्रों को जोड़ने की प्रक्रिया को दर्शाता है। इस विकास से बिजली की खपत में उल्लेखनीय वृद्धि होती है और साथ ही ग्रिड में लोड प्रोफाइल में भी बदलाव आता है।
जर्मन नवीकरणीय ऊर्जा एसोसिएशन (बीईआर) ने 2030 के लिए सेक्टर युग्मन से 69 और 150 टीडब्ल्यूएच के बीच अतिरिक्त बिजली की मांग का अनुमान लगाया है। इसमें इलेक्ट्रोमोबिलिटी के लिए सबसे अधिक 48 टीडब्ल्यूएच तक की मांग देखी गई है, इसके बाद हीट पंप 41 टीडब्ल्यूएच, हाइड्रोजन उत्पादन 37 टीडब्ल्यूएच, और औद्योगिक इलेक्ट्रिक बॉयलर 21 टीडब्ल्यूएच की मांग है।
यह विकास पावर ग्रिड के लिए नई चुनौतियाँ पेश करता है: जब कई घर काम के बाद एक साथ अपनी इलेक्ट्रिक कारों को चार्ज करते हैं, तो नए पीक लोड उत्पन्न होते हैं। हीट पंप तेल और गैस बॉयलरों की जगह ले सकते हैं, लेकिन उन्हें एक विश्वसनीय बिजली आपूर्ति की आवश्यकता होती है। इन नए उपभोक्ताओं का बुद्धिमानी से नियंत्रण ग्रिड की स्थिरता के लिए महत्वपूर्ण होगा।
दूरदर्शी ग्रिड विस्तार से समस्याओं का समाधान कैसे हो सकता है?
सक्रिय ग्रिड विस्तार, ग्रिड नियोजन में एक मौलिक बदलाव का प्रतिनिधित्व करता है। केवल ठोस सुविधाओं की योजना बनने पर ही प्रतिक्रिया देने के बजाय, भविष्य की ज़रूरतों को पूरा करने के लिए ग्रिड अवसंरचना का सक्रिय रूप से विस्तार किया जाना चाहिए।
मौजूदा व्यवस्था की समस्या अलग-अलग कार्यान्वयन समय में है: नवीकरणीय ऊर्जा संयंत्रों को पाँच महीनों में लागू किया जा सकता है, जबकि ग्रिड विस्तार में सात से दस साल लगते हैं। समय का यह अंतर नवीकरणीय ऊर्जा के कनेक्शन और संचरण में गंभीर समस्याएँ पैदा करता है।
म्युनिसिपल यूटिलिटीज़ एसोसिएशन एक ऐसे नियामक ढाँचे की माँग कर रहा है जो दूरदर्शी ग्रिड विस्तार को संभव बनाए। छह प्रमुख शर्तें बदलनी होंगी: नियामक प्रक्रियाओं की पिछड़ी प्रकृति पर काबू पाना होगा, दूरदर्शी बजट योजना लागू करनी होगी, और सक्रिय निवेश के लिए नियामक बाधाओं को कम करना होगा।
मई 2024 में लगभग 80 प्रमुख जर्मन विद्युत वितरण प्रणाली संचालकों द्वारा ग्रिड विस्तार योजनाओं का पहला प्रकाशन एक महत्वपूर्ण कदम था। इन योजनाओं में 2028 और 2033 के लिए ठोस नियोजित विस्तार उपायों के साथ-साथ 2045 तक विस्तार आवश्यकताओं का अनुमान भी शामिल है।
डिजिटलीकरण और स्वचालन की क्या भूमिका है?
नवीकरणीय ऊर्जा के सफल एकीकरण के लिए पावर ग्रिड का डिजिटलीकरण और स्वचालन आवश्यक है। आधुनिक स्वचालन प्रणालियाँ ऊर्जा प्रवाह की वास्तविक समय निगरानी और अनुकूलन को सक्षम बनाती हैं। माँग-आधारित स्वचालन विशेष रूप से निम्न और मध्यम वोल्टेज ग्रिडों में आवश्यक है, जहाँ 90 प्रतिशत से अधिक नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत जुड़े हुए हैं।
वितरण ग्रिड के डिजिटल जुड़वाँ, स्मार्ट मीटर, जीआईएस, ईआरपी और एससीएडीए सिस्टम जैसे विविध डेटा स्रोतों को मिलाकर ग्रिड ऑपरेटरों के लिए सूचना का एक एकल, विश्वसनीय स्रोत बनाते हैं। ये कम्प्यूटेशनल ग्रिड मॉडल बदलते मौसम की स्थिति या भार जैसी घटनाओं पर गतिशील रूप से प्रतिक्रिया कर सकते हैं।
भविष्य में, कृत्रिम बुद्धिमत्ता का उपयोग करके ग्रिड स्थिति पूर्वानुमान के लिए सॉफ़्टवेयर समाधान, अनुकूलित लोड प्रोफ़ाइल वाले रीयल-टाइम डेटा-आधारित ग्रिड मॉडल के आधार पर संचालित होंगे। निर्णय-समर्थन कार्यक्रम पहचानी गई बाधाओं और उनकी समयावधि के आधार पर उपायों की अनुशंसा कर सकते हैं।
उच्च स्वचालन पर वीडीई अध्ययन से पता चलता है कि सक्रिय ग्रिड संचालन से अधिक फोटोवोल्टिक प्रणालियों और इलेक्ट्रिक वाहनों को ग्रिड में तेज़ी से एकीकृत किया जा सकता है, क्योंकि आवश्यकतानुसार बिजली प्रवाह को प्रभावित किया जा सकता है। स्वचालन, बिजली कटौती की स्थिति में स्वचालित बिजली बहाली और मौजूदा ग्रिड क्षमताओं के बेहतर उपयोग को भी सक्षम बनाता है।
इन समाधानों का आर्थिक प्रभाव क्या होगा?
विभिन्न समाधानों का आर्थिक प्रभाव महत्वपूर्ण है, जो समग्र प्रणाली की लागत और दक्षता दोनों को प्रभावित करता है। ऊर्जा अर्थशास्त्र संस्थान के एक अध्ययन के अनुसार, ग्रिड कनेक्शनों पर फोटोवोल्टिक्स और पवन ऊर्जा का उपयोग करने से ग्रिड विस्तार की लागत में सालाना 1.8 बिलियन यूरो तक की कमी आ सकती है।
हालाँकि विकास के दौरान और अधिक संयंत्रों की कटौती करनी होगी, ग्रिड विस्तार लागत में होने वाली बचत, कटौती की गई बिजली की लागत से 800 मिलियन यूरो अधिक होगी। यह शुद्ध दक्षता लाभ नए ग्रिड बुनियादी ढाँचे में निवेश में उल्लेखनीय कमी और कटौती की लागत में मामूली वृद्धि के कारण प्राप्त होता है।
2050 तक यूरोपीय ग्रिड विस्तार के लिए आवश्यक निवेश 1994 से 2294 अरब यूरो के बीच होने का अनुमान है। विभिन्न अध्ययनों के अनुसार, 2045 तक अकेले जर्मनी में वितरण ग्रिड विस्तार के लिए औसतन 350 अरब यूरो की आवश्यकता होगी। यह भारी रकम कुशल समाधानों की आवश्यकता को रेखांकित करती है।
साथ ही, बेहतर ग्रिड उपयोग से विशिष्ट लागत कम होती है: ग्रिड के माध्यम से जितनी अधिक बिजली का परिवहन होता है, प्रति किलोवाट घंटे ग्रिड लागत उतनी ही समान रूप से वितरित होती है। शहरी विकास, स्मार्ट ग्रिड और ग्रिड-अनुकूल भंडारण का संयोजन प्रणाली को अधिक कुशल बना सकता है और ऊर्जा परिवर्तन की समग्र लागत को कम कर सकता है।
नीति और विनियमन इस परिवर्तन को किस प्रकार समर्थन दे सकते हैं?
ग्रिड अवसंरचना के सफल विस्तार के लिए राजनीतिक और नियामक ढाँचा अत्यंत महत्वपूर्ण है। जनवरी 2025 में पारित "ऊर्जा उद्योग कानून संशोधन अधिनियम" ने ग्रिड विस्तार के लिए कानूनी आधार तैयार करके पहले ही महत्वपूर्ण आधार तैयार कर दिया है।
नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत अधिनियम की धारा 8 में संशोधन के साथ, अब ईईजी संयंत्रों को किसी अन्य ईईजी संयंत्र द्वारा पहले से उपयोग किए जा रहे ग्रिड कनेक्शन बिंदु से जोड़ा जा सकता है। नई धारा 8a ईईजी लचीले ग्रिड कनेक्शन अनुबंधों की भी अनुमति देती है, जो केबल पूलिंग के व्यावहारिक कार्यान्वयन के लिए आवश्यक हैं।
नियोजन और अनुमोदन प्रक्रियाओं में तेज़ी लाना एक और महत्वपूर्ण कारक है। ग्रिड संचालक कम समय में अधिक प्रशासनिक निर्णयों की मांग कर रहे हैं, क्योंकि जलवायु लक्ष्यों को प्राप्त करने के लिए प्रतिदिन 12 पवन टर्बाइनों का निर्माण और ग्रिड में एकीकरण करना होगा। इसे प्राप्त करने के लिए, नियोजन और अनुमोदन प्राधिकरणों के साथ-साथ न्यायालयों को भी बेहतर स्टाफ और संसाधन उपलब्ध कराने होंगे।
नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत अधिनियम 2023 में नवीकरणीय ऊर्जा को दी गई कानूनी प्राथमिकता का अर्थ वितरण ग्रिड विस्तार को भी प्राथमिकता देना है। प्रकृति संरक्षण आकलन में तालमेल का उपयोग किया जाना चाहिए, अनुमोदन प्रक्रिया में समानता सुनिश्चित की जानी चाहिए, और प्रक्रियाओं की शुरुआत में ही मौजूदा कानूनों की स्थिति को स्थिर कर दिया जाना चाहिए।
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कौन से तकनीकी नवाचार भविष्य को आकार देंगे?
कई तकनीकी नवाचार ग्रिड अवसंरचना के भविष्य को महत्वपूर्ण रूप से आकार देंगे। उच्च-वोल्टेज प्रत्यक्ष धारा संचरण लाइनें लंबी दूरी पर बड़ी मात्रा में बिजली के कम-नुकसान वाले परिवहन को सक्षम बनाती हैं और जर्मनी के उत्तर-दक्षिण विभाजन के लिए विशेष रूप से प्रासंगिक हैं।
पावर-टू-एक्स तकनीकें सेक्टर युग्मन के लिए नई संभावनाओं के द्वार खोलती हैं: पावर-टू-हीट बिजली का उपयोग ऊष्मा उत्पन्न करने के लिए कर सकती है, जबकि पावर-टू-गैस बिजली को हाइड्रोजन में परिवर्तित करने में सक्षम बनाती है। ये तकनीकें लचीलेपन के विकल्प और दीर्घकालिक भंडारण समाधान, दोनों के रूप में काम कर सकती हैं।
बुद्धिमान मापन और नियंत्रण तकनीक अन्य सभी नवाचारों का आधार बनेगी। स्मार्ट मीटर गेटवे छोटी प्रणालियों के किफ़ायती नियंत्रण और निजी घरों को वर्चुअल पावर प्लांट में एकीकृत करने में सक्षम बनाते हैं। ऊर्जा प्रणाली के पूर्ण डिजिटलीकरण के लिए इस तकनीक का व्यापक उपयोग एक पूर्वापेक्षा है।
ग्रिड की स्थिति का पूर्वानुमान, भार का पूर्वानुमान और स्वचालित निर्णय लेने के लिए कृत्रिम बुद्धिमत्ता और मशीन लर्निंग का उपयोग तेज़ी से बढ़ रहा है। ये तकनीकें भविष्य की ऊर्जा प्रणाली की जटिलताओं का प्रबंधन और उसका इष्टतम नियंत्रण संभव बनाती हैं।
क्या चुनौतियाँ बाकी हैं?
आशाजनक समाधानों के बावजूद, महत्वपूर्ण चुनौतियाँ अभी भी बनी हुई हैं। आवश्यक ग्रिड विस्तार की तीव्र गति सभी संबंधित पक्षों के लिए भारी चुनौतियाँ प्रस्तुत करती है: नियोजित ग्रिड निवेश को वर्तमान वार्षिक स्तर लगभग €36 बिलियन से बढ़ाकर €70 बिलियन से अधिक करना होगा।
ऊर्जा क्षेत्र में कुशल श्रमिकों की कमी स्थिति को और भी बदतर बना रही है। साथ ही, ट्रांसफार्मर, केबल और अन्य ग्रिड घटकों की आपूर्ति में बाधाएँ और भी देरी का कारण बन रही हैं। आपूर्ति श्रृंखला की ये बाधाएँ, उपलब्ध वित्तीय संसाधनों की परवाह किए बिना, पूरे ग्रिड विस्तार को धीमा कर सकती हैं।
विभिन्न कर्ताओं—संचरण प्रणाली संचालकों, वितरण प्रणाली संचालकों, जनरेटरों और उपभोक्ताओं—के बीच समन्वय जटिल बना हुआ है। प्रणाली के किसी एक घटक में किसी भी प्रकार की देरी का प्रभाव पूरी प्रणाली पर पड़ सकता है।
प्रौद्योगिकियों और बाज़ार स्थितियों के तेज़ी से विकसित होने के साथ-साथ नियामक ढाँचे को निरंतर रूप से अनुकूलित किया जाना चाहिए। आज जो इष्टतम माना जाता है, वह कुछ ही वर्षों में अप्रचलित हो सकता है। आवश्यक विनियमन और नवाचार के लिए पर्याप्त लचीलेपन के बीच संतुलन बनाना एक चुनौती बनी हुई है।
ग्रिड अवसंरचना के व्यापक विस्तार के लिए जन स्वीकृति सुनिश्चित करना जारी रखना होगा। ग्रिड विस्तार परियोजनाओं के सफल समापन के लिए नागरिक भागीदारी और पारदर्शी संचार अत्यंत महत्वपूर्ण है।
विद्युत ग्रिड का बुनियादी ढाँचा ऊर्जा परिवर्तन के केंद्र में है और इसकी सफलता को महत्वपूर्ण रूप से निर्धारित करता है। ओवरबिल्डिंग, स्मार्ट ग्रिड, वर्चुअल पावर प्लांट और दूरदर्शी योजना जैसे नवीन दृष्टिकोण मौजूदा बाधाओं को दूर कर सकते हैं। ग्रिड को भविष्य के लिए उपयुक्त बनाने के लिए तकनीकी नवाचारों, नियामक समायोजनों और महत्वपूर्ण निवेशों का संयोजन आवश्यक होगा। केवल इसी तरह नवीकरणीय ऊर्जा की पूरी क्षमता का दोहन किया जा सकता है और जलवायु लक्ष्यों को प्राप्त किया जा सकता है।
देखिए, इस छोटी सी चीज़ से इंस्टॉलेशन का समय 40% तक कम हो जाता है और लागत भी 30% तक कम हो जाती है। यह अमेरिका से है और पेटेंटेड है।
नया: इंस्टॉल करने के लिए तैयार सौर प्रणाली! यह पेटेंटेड नवाचार आपके सौर ऊर्जा निर्माण को तेज़ी से आगे बढ़ाएगा
ModuRack के नवाचार का मूल पारंपरिक क्लैंप बन्धन से इसका अलग होना है। क्लैंप के बजाय, मॉड्यूल को एक सतत सपोर्ट रेल द्वारा डाला और स्थिर रखा जाता है।
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कोनराड वोल्फेंस्टीन
मुझे निजी सलाहकार के रूप में आपकी और मेरी टीम की सेवा करने में खुशी होगी।
संपर्क फ़ॉर्म भरकर मुझसे संपर्क कर सकते हैं +49 89 89 674 804 (म्यूनिख) पर कॉल कर सकते हैं । मेरा ईमेल पता है: वोल्फेंस्टीन ∂ xpert.digital
मैं हमारी संयुक्त परियोजना की प्रतीक्षा कर रहा हूं।
