राष्ट्रीय नवीकरणीय ऊर्जा प्रयोगशाला (एनआरईएल) में सौर विकिरण में 20 वर्षों से अधिक का शोध अब अफ्रीका, पूर्वी यूरोप और मध्य पूर्व में बिजली प्रणाली योजना और सौर ऊर्जा तैनाती को आगे बढ़ाने के लिए तैयार है।

यह एक नए, उच्च-रिज़ॉल्यूशन सौर टाइमसीरीज़ डेटा सेट के रूप में आता हैनवीकरणीय ऊर्जा डेटा एक्सप्लोरर (आरई डेटा एक्सप्लोरर) उपकरण, राष्ट्रीय सरकारों, शिक्षा जगत और निजी उद्योग में ऊर्जा क्षेत्रों में हितधारकों की आवश्यकताओं के अनुरूप।

डेटा सेट का विकास एनआरईएल और यूएस एजेंसी फॉर इंटरनेशनल डेवलपमेंट (यूएसएआईडी) के साथ काम करने वाले दो देशों: तंजानिया और यूक्रेन के सामने आने वाली अनूठी चुनौतियों से प्रेरित था।दोनों देशों में, विश्वसनीय, दीर्घकालिक संसाधन डेटा की उपलब्धता नवीकरणीय ऊर्जा की तैनाती में तेजी लाने में बाधा है।

यूक्रेन में, योजनाकार उस ग्रिड के पुनर्निर्माण और विकेंद्रीकरण के तरीके खोजने पर काम कर रहे हैं जो रूस के पूर्ण पैमाने पर आक्रमण से अपंग हो गया है।और तंजानिया में, जैसा कि अफ्रीका के कई देशों में होता है, योजनाकारों और डेवलपर्स के लिए विश्वसनीय, विस्तृत डेटा तक पहुंचना ऐतिहासिक रूप से कठिन रहा है।

स्वच्छ ऊर्जा भविष्य के लिए यूएसएआईडी के माध्यम से साझेदारी

एनआरईएल के तंजानिया तकनीकी प्रमुख क्वामी सेडज़रो ने कहा, "मैं हमेशा यूएसएआईडी द्वारा हमारे साझेदार देशों को दिए जाने वाले समर्थन की प्रशंसा करता हूं क्योंकि मैं नहीं देखता कि और कौन ऐसा करने जा रहा है।""अगर उन्होंने इन देशों की मदद करने के लिए धन उपलब्ध नहीं कराया और वास्तव में इन चुनौतियों पर अपना हाथ साफ नहीं किया, जिनका ग्रिड अभी सामना कर रहा है और कल अधिक नवीकरणीय ऊर्जा के साथ सामना करना पड़ेगा, तो ये परियोजनाएं नहीं हो सकती हैं।"

इस आकार की परियोजना को शुरू करने के लिए सहयोगात्मक प्रयास की आवश्यकता होती है।यूक्रेन और तंजानिया में यूएसएआईडी मिशन, या उपग्रह कार्यालय, ने पहले एनआरईएल में अपने सहयोगियों के साथ काम किया ताकि यह स्थापित किया जा सके कि प्रत्येक देश के लिए अनुसंधान और विश्लेषण प्राथमिकताएं क्या होंगी।उन प्राथमिकताओं के आधार पर, एनआरईएल की टीम ने देखा कि कैसे यह डेटा सेट उनकी कुछ ओवरलैपिंग जरूरतों को पूरा कर सकता है।

एनआरईएल के यूक्रेन कार्यक्रम के प्रमुख इल्या चेर्न्याखोव्स्की ने कहा, "सभी डेटा को दो बार संसाधित करने और क्षेत्रों को विभाजित करने, या केवल एक क्षेत्र को संसाधित करने के बजाय, इसे एक साथ करना अधिक कुशल है।""इस तरह, दोनों क्षेत्रों को लाभ होता है।"

विहंगम दृश्य: डेटा कैसे एकत्र और प्रसारित किया जाता है

आरई डेटा एक्सप्लोररएक सार्वजनिक रूप से उपलब्ध भू-स्थानिक विश्लेषण उपकरण है जो उपयोगकर्ताओं को उनकी आवश्यकताओं के अनुसार अनुकूलित नवीकरणीय ऊर्जा डेटा तक पहुंचने की क्षमता देता है।इसका डेटा जैसे टूल में फीड किया जा सकता हैसिस्टम सलाहकार मॉडल,पीवीवाट्स, और अन्य जो चल रहे और भविष्य के विश्लेषण, नीति निर्माण और बिजली प्रणाली योजना को सूचित कर सकते हैं।आरई डेटा एक्सप्लोरर में हजारों हैंसमर्पित उपयोगकर्ता जिन्होंने साझा किया हैइसकी क्षमताएं उनके स्वच्छ ऊर्जा परियोजना विकास, दीर्घकालिक ऊर्जा योजना और अकादमिक अनुसंधान में कैसे सहायक हैं।

इस नए डेटा सेट का उत्पादन करने के लिए, शोधकर्ताओं ने 2005 से 2022 तक अफ्रीका, यूरोप और मध्य पूर्व को कवर करने वाले डेटा स्रोतों को संकलित किया। यूरोपीय संघ (ईयू) के मेटियोसैट जियोस्टेशनरी मौसम उपग्रहों, विश्वविद्यालय में एनआरईएल के भागीदारों द्वारा हर 15 मिनट में कैप्चर की गई इमेजरी का उपयोग किया गया।विस्कॉन्सिन ने प्रमुख कारकों को मॉडल किया जैसेबादल मूंदनाऔर रचना.

एनआरईएल ने अनुमान लगाने के लिए एयरोसोल (जैसे धुआं, धूल और अन्य वायुजनित कण) का प्रतिनिधित्व करने वाले नासा के उपग्रह डेटा को भी एकीकृत किया है।सौर विकिरणचार किलोमीटर (किमी) ग्रिड पर सतह तक पहुंचना।

जियोस्पेशियल डेटा साइंस (जीडीएस) समूह प्रबंधक गैलेन मैकलॉरिन ने कहा, "वायुमंडल के माध्यम से सौर विकिरण का मार्ग बहुत जटिल है।""सतह तक पहुंचने वाले सौर विकिरण के मॉडलिंग में सबसे महत्वपूर्ण घटक बादल हैं। वे कितने मोटे हैं? वे कितने ऊंचे हैं? ऑप्टिकल मोटाई क्या है? क्या वे ज्यादातर तरल या जमे हुए पानी से बने होते हैं, और औसत कण आकार क्या है?"

फिर क्लाउड गुणों को चलाया जाता हैएनआरईएल का विकिरण स्थानांतरण मॉडल18 साल की अवधि में एक उच्च-रिज़ॉल्यूशन ग्रिड बनाने के लिए, प्रयोगशाला के उच्च-प्रदर्शन वाले सुपरकंप्यूटर पर, पिक्सेल दर पिक्सेल, समय दर चरण चरण दर चरण, सौर ऊर्जा के लिए फास्ट ऑल-स्काई रेडिएशन मॉडल (FARMS) कहा जाता है।अंतिम डेटा सेट का.

इन मजबूत डेटा तक आसान और मुफ्त पहुंच होना सौर डेवलपर्स और बिजली के संभावित खरीदारों (उदाहरण के लिए, एक सार्वजनिक उपयोगिता) के लिए महत्वपूर्ण है क्योंकि इससे उन्हें किसी परियोजना के वर्षों के दिए गए प्रतिशत के लिए उत्पन्न बिजली की अपेक्षित मात्रा का अनुमान लगाने में मदद मिलती है, जो सूचित करता हैएक महत्वपूर्ण पैरामीटर जिसे अतिसंभाव्यता कहा जाता है।

"वे संख्याएँ महत्वपूर्ण हैं क्योंकि उनका उपयोग परियोजना जोखिम को सूचित करने और सुरक्षित वित्तपोषण में मदद करने के लिए किया जाता है। अधिक संभावनाओं की गणना करने के लिए, आपको अंतर-वार्षिक परिवर्तनशीलता का प्रतिनिधित्व करने के लिए सौर संसाधन के दीर्घकालिक रिकॉर्ड की आवश्यकता होती है, और यह परियोजना बैंकेबिलिटी में फ़ीड करता है," मैकलॉरिन ने समझाया."यह उत्पादन क्षमता और इसकी अनिश्चितता का आकलन प्रदान करता है, और इस प्रकार एक फाइनेंसर या बैंक के लिए परियोजना जोखिम को सूचित करता है।"

नवीकरणीय ऊर्जा के माध्यम से यूक्रेनी ग्रिड लचीलेपन का निर्माण

यूक्रेन में, योजनाकार और डेवलपर्स अधिक नवीकरणीय ऊर्जा को शामिल करना चाह रहे हैं क्योंकि देश अपने ग्रिड का पुनर्निर्माण कर रहा है और विदेशी संसाधनों पर कम निर्भर होने के लिए नए साधनों की खोज कर रहा है।

चेर्न्याखोव्स्की ने बताया, "पूरा ध्यान युद्ध के दौरान ग्रिड को अधिक लचीला बनाने और पुनर्निर्माण पर है।""यूक्रेनी ऊर्जा मंत्रालय के लक्ष्यों में से एक बैकअप जनरेटर के लिए प्राकृतिक गैस के आयात और डीजल के आयात पर कम भरोसा करना है। वे बिजली प्रणाली संसाधनों की भौगोलिक एकाग्रता में विविधता लाते हुए घरेलू पवन और सौर संसाधनों का उपयोग करने की उम्मीद करते हैं; वास्तव में यहीं हैवे अभी नवीकरणीय ऊर्जा में रुचि रखते हैं।"

हालाँकि, यूक्रेन के सामने एक बड़ी बाधा इसकी पवन और सौर उत्पादन क्षमताओं पर आसानी से उपलब्ध, सटीक, विस्तृत जानकारी है।चेर्न्याखोवस्की ने कहा कि क्योंकि यूक्रेन अभी तक यूरोपीय संघ का हिस्सा नहीं है, इसलिए यूरोपीय संघ के कई अधिक विस्तृत डेटा सेट में यूक्रेन शामिल नहीं है।"यह वास्तव में योजना बनाने और यह समझने में मदद करता है कि संसाधन कहां हैं - जहां वितरित संसाधनों का निर्माण करना सबसे अधिक लागत प्रभावी है जो ग्रिड को विकेंद्रीकृत करने में मदद करेगा," उन्होंने समझाया।

यूक्रेन में ग्रिड योजना को कठिन बनाने वाली एक बात सौर और पवन संसाधनों की विविधता और इस प्रकार संभावित उत्पादन है।उदाहरण के लिए, इस नए डेटा सेट में कैप्चर की गई सौर विकिरण की स्थानिक और अस्थायी परिवर्तनशीलता, योजनाकारों और डेवलपर्स को एक स्पष्ट तस्वीर देती है कि वे ग्रिड को विकेंद्रीकृत करने के लिए काम करते समय प्रतिस्पर्धात्मक रूप से फोटोवोल्टिक्स (पीवी) का निर्माण कहां कर सकते हैं।यह दीर्घकालिक, समय श्रृंखला डेटा सेट नई तैनाती को वास्तविकता बनाने में महत्वपूर्ण है क्योंकि यह विश्लेषण में विश्वास पैदा करता है।

चेर्न्याखोवस्की ने कहा, "यह योजनाकारों, उपयोगिताओं और डेवलपर्स को नवीकरणीय ऊर्जा को अपनाने में तेजी लाने में मदद करने के लिए एक सक्षमकर्ता है क्योंकि वे संसाधन का साइट-दर-साइट मूल्यांकन करने के चरण को छोड़ सकते हैं।"

सौर डेटा से परे, यूएसएआईडी यूक्रेन मिशन मजबूत, दीर्घकालिक पवन डेटा भी उत्पन्न करने में रुचि रखता है।एनआरईएल में विकसित एक नवीन पद्धति का उपयोग करते हुए, एनआरईएल के रणनीतिक ऊर्जा विश्लेषण केंद्र की एक टीम मौजूदा जलवायु मॉडल के डाउनस्केल (या स्थानिक और लौकिक रिज़ॉल्यूशन को बढ़ाने) के लिए कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) एल्गोरिदम का उपयोग करके एक उच्च-रिज़ॉल्यूशन डेटा सेट बना रही है।ऐसा करने के लिए, वे संयुक्त राज्य अमेरिका के लिए उच्च-रिज़ॉल्यूशन मॉडल वाले डेटा पर एआई मॉडल को प्रशिक्षित करते हैं और फिर इसे यूक्रेन के लिए कम-रिज़ॉल्यूशन वाले जलवायु डेटा पर लागू करते हैं।यह विधि दक्षिण पूर्व एशिया के लिए उच्च-रिज़ॉल्यूशन पवन डेटा का उत्पादन करने के लिए एशिया के लिए यूएसएआईडी और एनआरईएल की उन्नत ऊर्जा साझेदारी के हालिया काम पर आधारित है।

चेर्न्याखोवस्की ने कहा, "हम यूक्रेन में उस तरह की अत्याधुनिक पद्धति को लागू करने को लेकर काफी उत्साहित हैं और इससे वास्तव में हमें इतनी लंबी श्रृंखला के लिए इतने उच्च रिज़ॉल्यूशन पर पूरे देश को कवर करने की क्षमता मिली है।"

यूक्रेन का नया पवन डेटा आने वाले हफ्तों में जारी किया जाएगाआरई डेटा एक्सप्लोरर, इसके बाद इस वसंत के अंत में एक वेबिनार होगा।

तंजानिया ग्रिड योजना में बदलाव लाना

भूमध्य रेखा के दूसरी ओर, यूएसएआईडी तंजानिया मिशन देश को अपने नवीकरणीय ऊर्जा लक्ष्यों को प्राप्त करने में मदद करने के लिए काम कर रहा है।वर्तमान में, संयुक्त राष्ट्र विकास कार्यक्रम के जलवायु वादे में तंजानिया के राष्ट्रीय स्तर पर निर्धारित योगदान के अनुसार, तंजानिया 2030 तक 30%-35% सशर्त उत्सर्जन-कटौती लक्ष्य के साथ, अपने ग्रिड को डीकार्बोनाइजिंग करने की दिशा में काम कर रहा है।

नए, दीर्घकालिक समय श्रृंखला डेटा सेट को जनता के लिए आसान और स्वतंत्र रूप से उपलब्ध बनाकर, तंजानिया और अन्य अफ्रीकी देश अपने लक्ष्यों को पूरा करने के लिए बेहतर ढंग से तैयार हैं।ऊर्जालक्ष्य।

सेडज़रो ने कहा, "सौर डेटा सेट होना एक बड़ी बात है जिस पर हम अफ्रीका के लिए भरोसा कर सकते हैं; यह गेम चेंजर साबित होने वाला है।""ये डेटा प्रदान करना पूरे अफ्रीका में उद्योग के लिए बहुत मददगार होगा, क्योंकि तब लोगों को प्रौद्योगिकी में निवेश करने के लिए प्रेरित किया जा सकता है।"

पीवी परिनियोजन की प्रभावी योजना बनाने के लिए सौर डेटा सेट का उपयोग करने के लिए तंजानिया और घाना जैसे अन्य अफ्रीकी देशों में योजनाकारों, उपयोगिताओं और डेवलपर्स को प्रशिक्षित करने के लिए सेडज़रो अप्रैल में तंजानिया जा रहा है।

"वे यह देखने में सक्षम हैं कि वे डेटा से कितना प्राप्त कर सकते हैं, और वे अपना गणित कर सकते हैं और सौर समय श्रृंखला डेटा के आधार पर निर्णय ले सकते हैं कि वे यहां जाना चाहते हैं या वहां।""आप आज प्राप्त होने वाले विकिरण मूल्यों को देख सकते हैं, और आप उस डेटा का उपयोग यह अनुमान लगाने के लिए कर सकते हैं कि कल क्या होने वाला है। आप कल के लिए एक प्रणाली की योजना बना रहे हैं।"