जब डैनी टोम पहली बार गोल्डन, कोलोराडो में राष्ट्रीय नवीकरणीय ऊर्जा प्रयोगशाला (एनआरईएल) परिसर में पहुंचे, तो उन्होंने पहाड़ियों से लहराती सुनहरी घास या पार्किंग संरचनाओं और नालियों के ऊपर साफ, ज्यामितीय पंक्तियों में स्थापित सौर पैनलों पर ध्यान नहीं दिया।

दक्षिण-पूर्वी नॉर्वे विश्वविद्यालय के स्नातक छात्र टोम ने कहा, "मुझे जो पहली छाप मिली वह सांपों की थी।""कि यहाँ साँप हैं।"

लेकिन टोम सरीसृपों के लिए कोलोराडो का दौरा नहीं कर रहा था।उन्होंने नॉर्वे और संयुक्त राज्य अमेरिका के बीच एक बड़ी साझेदारी के हिस्से के रूप में एनआरईएल में पांच सप्ताह बिताए।ज्ञान विनिमय कार्यक्रम आगे बढ़ने के लिए राष्ट्रीय प्रयोगशालाओं, विश्वविद्यालयों और महासागरों में सहयोग का समर्थन करता हैपनबिजली.

जल विद्युत अभी भी नवीकरणीय ऊर्जा का सबसे बड़ा स्रोत हैऊर्जाअंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी के अनुसार, दुनिया भर में अन्य सभी नवीकरणीय ऊर्जाओं की तुलना में अधिक बिजली पैदा की जा रही है।और पंप भंडारण जलविद्युत, जो जलाशयों में हजारों घंटे तक की ऊर्जा संग्रहीत कर सकता है, वैश्विक ऊर्जा भंडारण का 94% हिस्सा है।लेकिन जैसे-जैसे देश अपने यहां अधिक किफायती, कुशल सौर और पवन ऊर्जा प्रौद्योगिकियों को जोड़ रहे हैंबिजली के जाल, देशों को यह जानना आवश्यक है: इस नवीकरणीय भविष्य में जलविद्युत की क्या भूमिका है?

जलविद्युत की भूमिका क्यों विकसित होनी चाहिए और विकसित होगी

नॉर्वे अपने फ़जॉर्ड्स के लिए प्रसिद्ध है।लेकिन इसे अपनी नवीकरणीय ऊर्जा के लिए भी प्रसिद्ध होना चाहिए।देश को लगभग 98% ऊर्जा नवीकरणीय संसाधनों से प्राप्त होती है, जिसमें से अधिकांश (92%) जलविद्युत से है।

हालाँकि संयुक्त राज्य अमेरिका को जलविद्युत से केवल 6% बिजली मिलती है, दोनों देशों में जलविद्युत से अधिक बिजली - या अन्य लाभ - प्राप्त करने की महत्वपूर्ण क्षमता है।कुछजलविद्युत संयंत्रउदाहरण के लिए, मांग पर ऊर्जा उत्पन्न कर सकता है, जिससे जलविद्युत अन्य नवीकरणीय स्रोतों के लिए एक भरोसेमंद भागीदार बन सकता है।जब सूरज डूबता है या हवा धीमी हो जाती है, तो ग्रिड विश्वसनीय और लचीला बना रहता है, यह सुनिश्चित करने के लिए जलविद्युत अंतराल को भर सकता है।

दोनों देश समान प्रकार की जलविद्युत पर भी निर्भर हैं: मुख्य रूप से बड़े, जलाशय-आधारित संयंत्र (बहती नदियों के किनारे स्थित छोटे संयंत्रों के विपरीत)।उन जलाशयों को भरने के लिए, जलविद्युत संयंत्र बर्फ की टोपी या ग्लेशियर के पिघलने और वर्षा जल पर निर्भर करते हैं - जो दुनिया के गर्म होने पर सिकुड़ सकते हैं।

लेकिन दोनों देश और दुनिया कुछ और भी साझा करते हैं: जलवायु परिवर्तन।

मयंक पनवार ने जिक्र करते हुए कहा, "ये चीजें देशों से जुड़ी नहीं हैं। दुनिया भर में इसका एक समान प्रभाव है।"जलवायु परिवर्तनप्रभाव.एनआरईएल के एक वरिष्ठ अनुसंधान इंजीनियर, पनवार ने 2023 की गर्मियों से शुरू होने वाले दक्षिण-पूर्वी नॉर्वे विश्वविद्यालय के टोम और कई अन्य जलविद्युत शोधकर्ताओं की मेजबानी की।

प्रत्येक देश अपने स्वयं के जलवायु परिवर्तन संकटों से जूझ रहा है, जैसे गीले क्षेत्रों में घातक बाढ़ और सूखे क्षेत्रों में फसल की बर्बादी;उन संकटों को दूर करने के लिए, कई लोग महत्वाकांक्षी स्वच्छ ऊर्जा लक्ष्यों का पीछा कर रहे हैं।

"तो, जलविद्युत इसमें कहाँ फिट बैठता है?"-पंवार ने पूछा।

भविष्य के ग्रिड को आधुनिक जल विद्युत की आवश्यकता क्यों है?

हालाँकि आने वाले वर्षों में पवन और सौर ऊर्जा विशाल से आगे निकल जाएगी, जलविद्युत दुनिया भर में स्वच्छ ऊर्जा पावर ग्रिड का समर्थन करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती रहेगी।

फिर भी नॉर्वे और संयुक्त राज्य अमेरिका सहित कई देश इस बात की खोज कर रहे हैं कि इस नवीकरणीय हेवीवेट के आधुनिक संस्करण भविष्य के स्वच्छ ऊर्जा ग्रिड में कैसे एकीकृत हो सकते हैं।

जलविद्युत प्रौद्योगिकियां खामियों से रहित नहीं हैं: उदाहरण के लिए, सुविधाएं, इस पर निर्भर करती हैं कि वे कहां और कैसे बनाई गई हैं, मछली प्रवास को प्रभावित कर सकती हैं।आज की जलविद्युत प्रौद्योगिकियाँ पहले से ही अपने पूर्ववर्तियों की तुलना में अधिक पर्यावरण के अनुकूल हैं।और नॉर्वे और संयुक्त राज्य अमेरिका दोनों अध्ययन कर रहे हैं कि उदाहरण के लिए, सुरक्षित मछली मार्ग प्रौद्योगिकियों के माध्यम से जलविद्युत के पर्यावरण, पारिस्थितिकी तंत्र और सामुदायिक प्रभावों को कैसे कम किया जाए।

आधुनिक उन्नयन, मरम्मत और यहां तक ​​कि कुछ डिजिटल सुधारों के साथ मौजूदा जलविद्युत सुविधाएं अधिक कुशल बन सकती हैं।यदि दोनों देश अपने एनालॉग संयंत्रों को डिजिटलीकृत कर सकते हैं, तो ऑपरेटर बेहतर ढंग से नियंत्रित कर सकते हैं कि वे कितनी ऊर्जा उत्पन्न करते हैं (और कब) और बदलती ग्रिड आवश्यकताओं के अनुकूल हो सकते हैं।

लेकिन इनमें से कई नई जलविद्युत प्रौद्योगिकियां अभी भी विकसित की जा रही हैं।इससे पहले कि देश आज की सुविधाओं में महंगे, समय लेने वाले उन्नयन में निवेश करें, उन्हें यह जानना होगा कि कौन सा सबसे बड़ा लाभ लेकर आता है और ये परिवर्तन भविष्य के स्वच्छ ऊर्जा ग्रिड को कैसे प्रभावित कर सकते हैं।

पनवार और टोम, अपने एनआरईएल और नॉर्वे सहयोगियों के साथ मिलकर, इन बड़े जलविद्युत सवालों का जवाब देने की उम्मीद करते हैं।उदाहरण के लिए, पनवार ने हाल ही में एक प्लेटफ़ॉर्म बनाया है जो नई जलविद्युत प्रौद्योगिकियों का अनुकरण कर सकता है और अनुकरण कर सकता है कि वास्तविक पावर ग्रिड से कनेक्ट होने के बाद वे कैसे कार्य कर सकते हैं।

लेकिन जहां पनवार व्यापक, ग्रिड-व्यापी प्रश्नों की पड़ताल करता है, वहीं टोम जलविद्युत संयंत्र के सबसे बारीक, बुनियादी हिस्से पर केंद्रित है: जनरेटर।

मशीन में महारत हासिल करना

टोम को पहली बार अपनी स्नातक डिग्री के दौरान मशीनों से प्यार हुआ।(उनके पास एक भौतिकी में और दूसरा इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में है।) अपने गृह देश होंडुरास में, टोम को याद है कि एक प्रोफेसर प्रयोगशाला में उनके पास आए और कहा, "चलो एक छह-चरण मशीन बनाते हैं।"उन्होंने यह भी कहा होगा, "आइए एक गेंडा बनाएं।"जनरेटर और पावर ग्रिड जैसी विद्युत प्रणालियों में आम तौर पर केवल तीन चरण होते हैं (चरण यह दर्शाते हैं कि सिस्टम एक समय में कितनी बिजली वितरित करता है)।टोम ने नहीं सोचा कि और अधिक जोड़ना संभव है।अब, वह गेंडा को अपने सिर से नहीं निकाल सकता।

कॉलेज के बाद, टोम ने पवन ऊर्जा में डबल मास्टर डिग्री हासिल कीविद्युत अभियन्त्रणक्रमशः नॉर्वेजियन यूनिवर्सिटी ऑफ़ साइंस एंड टेक्नोलॉजी और डेल्फ़्ट यूनिवर्सिटी ऑफ़ टेक्नोलॉजी से।अपने स्नातक कार्य में, उन्होंने पवन टरबाइनों के लिए एक 13-चरण जनरेटर डिजाइन किया, जो एक टरबाइन द्वारा उत्पन्न बिजली की मात्रा को बढ़ा सकता था।लेकिन अपनी मास्टर डिग्री के बाद, टोम ने जलविद्युत की ओर रुख किया।

टोम ने कहा, "होंडुरास में, हमारे पास बहुत सारे जलविद्युत संसाधन हैं।""और मैंने कहा, 'ठीक है, यह उपयुक्त हो सकता है। मैं इससे अपने देश की मदद कर सकता हूं।'"

लेकिन टोम अपने देश को नई जलविद्युत विकसित करने में मदद करने और एक शोधकर्ता के रूप में जटिल, वैश्विक वैज्ञानिक रहस्यों को सुलझाने में मदद करने के बीच उलझे हुए हैं।उन्होंने कहा, "शायद मैं बहुत महत्वाकांक्षी हूं।"

एनआरईएल में रहते हुए, टोम को एक संभावित समाधान मिला जो दोनों लक्ष्यों को पूरा कर सकता था।पनवार के साथ काम करते हुए, उन्होंने अध्ययन किया कि विनाशकारी तापमान तक पहुंचने से पहले जलविद्युत जनरेटर कैसे गर्म हो सकते हैं।और उन्होंने पारंपरिक थर्मल थ्रेशोल्ड की खोज की - वह तापमान जब आज के जलविद्युत संयंत्र बंद हो जाएंगे, जिससे बिजली उत्पादन में भारी वृद्धि होगी - जो मूल रूप से सोचा गया था उससे कहीं अधिक हो सकता है।यदि जनरेटरों को बेहतर ढंग से इंसुलेटेड किया जाए और अधिक समय तक ठंडा रखा जाए तो यह सीमा और भी अधिक हो सकती है।

यह खोज संयुक्त राज्य अमेरिका और नॉर्वे दोनों को बिना किसी नए संयंत्र के निर्माण के स्वच्छ ऊर्जा उत्पादन बढ़ाने में मदद कर सकती है।यदि मौजूदा जलविद्युत संयंत्र जनरेटर को लंबे समय तक सुरक्षित रूप से चला सकते हैं, तो दोनोंदेशोंअपने मौजूदा बेड़े के साथ अधिक स्वच्छ ऊर्जा का उत्पादन कर सकते हैं।संक्षेप में, वे कम में अधिक कर सकते हैं।

"कुछ मायनों में, यह वास्तव में पेंडोरा का पिटारा खोलता है," टोम ने अपनी खोज के बारे में कहा, "क्योंकि अब हमें इन मशीनों को कैसे संचालित करना है और वे ग्रिड को कैसे प्रभावित करने जा रहे हैं, इसके बारे में अलग तरीके से सोचने की जरूरत है।"

"ये मशीनें" जलविद्युत संयंत्रों से भी आगे तक फैली हुई हैं।यदि ये संयंत्र अधिक कुशल, लंबे समय तक चलने वाले इंजनों से लाभान्वित हो सकते हैं, तो इलेक्ट्रिक वाहन और पवन टरबाइन या यहां तक ​​कि ट्रैक्टर और ट्रक भी लाभ उठा सकते हैं।

टोम ने कहा, "मेरा लक्ष्य मशीनें डिजाइन करना है।""इससे कोई फ़र्क नहीं पड़ता कि मशीन किस प्रकार की है।"

हालाँकि, अभी टोम जलविद्युत पर ध्यान केंद्रित करेगा।हालाँकि वह नवंबर में नॉर्वे वापस चले गए, लेकिन उन्होंने पनवार के साथ काम करना जारी रखने के लिए एनआरईएल लौटने की योजना बनाई है।दोनों ने यह अनुकरण करने की योजना बनाई है कि उनके गर्म नए इंजन कितने गर्म हो सकते हैं और क्या ये जनरेटर-स्तर के बदलाव ग्रिड को प्रभावित कर सकते हैं।

"हम इस हरित ऊर्जा संक्रमण में रह रहे हैं, है ना?"टोम ने कहा."हमें अधिक पवन और सौर ऊर्जा की आवश्यकता है। लेकिन हमारे पास जल विद्युत जैसी पुरानी प्रौद्योगिकियां भी हैं।"

भले ही जलविद्युत लगभग नॉर्वे के फ़जॉर्ड जितना पुराना हो, यह हमारा पुराना स्टैंडबाय बना रहेगा - खासकर अगर टोम, पनवार, और उनके अमेरिकी और नॉर्वेजियन सहयोगी इस नवीकरणीय विशाल को आधुनिक बनाने में मदद कर सकते हैं।