हर दिन के हर सेकंड में, उपयोगिताएँ देश के इलेक्ट्रिक ग्रिड के माध्यम से बिजली के प्रवाह की निगरानी करती हैं, यह निगरानी करती हैं कि उत्पन्न बिजली घरों, व्यवसायों, वाहनों और अन्य लोगों द्वारा मांग की गई बिजली से मेल खाती है या नहीं।प्रत्येक व्यवधान के लिए - एक सबस्टेशन आउटेज, एक गिरा हुआ उपयोगिता पोल, एक जनरेटर विफलता - ग्रिड ऑपरेटरों को यह सुनिश्चित करने के लिए जल्दी से काम करना चाहिए कि बिजली वहां जाए जहां इसकी आवश्यकता है।

गर्मी का मौसम ऐसे ग्रिड व्यवधान ला सकता है।गर्मी की लहरें बिजली उत्पादन और ट्रांसमिशन की दक्षता को कम कर देती हैं, तूफान बुनियादी ढांचे को नष्ट कर देते हैं, और कुछ दुर्लभ मामलों में, जर्जर बिजली लाइनें जंगल की आग को भड़का सकती हैं।इसके साथ ही, ग्रिड पर मांग बढ़ जाती है क्योंकि लोग अपने घरों को ठंडा और रहने योग्य बनाए रखने के लिए एयर कंडीशनिंग पर अधिक से अधिक निर्भर होते जा रहे हैं।

इसके अलावा, जलवायु परिवर्तन शोधकर्ताओं ने पाया है कि गर्मियों की कुछ चरम सीमाएँ लगातार और अधिक तीव्र होती जा रही हैं।

यहां बताया गया है कि अत्यधिक गर्मी के मौसम का ग्रिड के लिए क्या मतलब है, और ऊर्जा विभाग के प्रशांत नॉर्थवेस्ट नेशनल लेबोरेटरी के शोधकर्ता चुनौती का सामना करने के लिए कैसे कदम उठा रहे हैं।

गर्मी की लहरें: कम कुशल बिजली प्रवाह, अधिक बिजली की मांग

गर्मी की लहर के दौरान, ग्रिड दो तरह से प्रभावित होता है - बिजली की मांग बढ़ जाती है क्योंकि लोग अपने एयर कंडीशनर को चालू कर देते हैं, लेकिन वही बिजली ग्रिड के माध्यम से कम कुशलता से चलती है।उदाहरण के लिए, प्राकृतिक गैस टर्बाइन गर्म मौसम में लगभग 25% कम कुशल हो जाते हैं।कोई भी बिजली संयंत्र जो खुद को ठंडा करने के लिए पानी पर निर्भर होता है, कम कुशल हो जाता है, क्योंकि जैसे-जैसेपरिवेश का तापमानवृद्धि, पानी का तापमान भी बढ़ता है।

पीएनएनएल के इलेक्ट्रिकल इंजीनियर विश्वास चालिशज़ार ने कहा, यहां तक ​​कि गर्म मौसम में सौर पैनल भी कम कुशल होते हैं।यह उल्टा लग सकता है क्योंकिसौर पेनल्सऊर्जा उत्पन्न करने के लिए सूर्य के प्रकाश (जो स्वभाव से गर्म है) की आवश्यकता होती है, लेकिन यदि परिवेश का तापमान बहुत गर्म है, तो फोटोवोल्टिक सामग्री में कंपन करने वाले अणु इलेक्ट्रॉनों के परिवहन की क्षमता को कम कर देते हैं।उत्पादन से लेकर पारेषण और वितरण तक, गर्मी बिजली को धीमा कर सकती है।

चालिसज़ार ने कहा, "जब कोई प्रवाहकीय सामग्री गर्म हो जाती है, तो उसके अणु अधिक कंपन करते हैं, जिससे अधिक प्रतिरोध पैदा होता है, इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह बाधित होता है और ऊर्जा की अधिक हानि होती है।"

"यह राजमार्ग पर समाप्त होने वाली एक लेन के कारण होने वाले ट्रैफिक जाम की तरह है। अधिक कारों को एक छोटी सी जगह में फिट करने की आवश्यकता होती है, जिससे सभी की गति धीमी हो जाती है।"

पीएनएनएल शोधकर्ता विभिन्न सामग्रियों का अध्ययन कर रहे हैं जो उच्च तापमान में भी कुशलतापूर्वक बिजली का संचालन कर सकते हैं।उदाहरण के लिए, एक टीमहाल ही में मिलापेंसिल में पाए जाने वाले ग्रेफाइट के एक अलग संस्करण ग्रेफीन की तांबे की तारों में थोड़ी मात्रा मिलाने से उच्च तापमान पर भी बिजली संचालित करने की इसकी क्षमता को संरक्षित किया जा सकता है।

पीएनएनएल शोधकर्ता यह भी अध्ययन कर रहे हैं कि इमारतों को अधिक ऊर्जा कुशल कैसे बनाया जाए, ताकि उन्हें पूरी इमारत को ठंडा करने के लिए अधिक बिजली का उपयोग करने की आवश्यकता न हो।भवन निर्माण वैज्ञानिक विभिन्न प्रकार की खिड़कियों का परीक्षण करते हैं, प्रौद्योगिकी की प्रभावकारिता का विश्लेषण करते हैंगर्मी पंप, विभिन्न भवन कोडों की प्रभावशीलता का अध्ययन करें और ऊर्जा-कुशल घर बनाने के तरीके पर बिल्डरों और घर मालिकों के लिए व्यावहारिक मार्गदर्शिकाएँ प्रदान करें।वे यह भी अध्ययन कर रहे हैं कि कैसे विद्युतीकृत इमारतें और वाहन जरूरत पड़ने पर बिजली को ग्रिड में वापस भेज सकते हैं।

उच्च तापमान के अलावा, गर्मी की लहरें जंगल की आग के खतरे को बढ़ा सकती हैं।

समुदायों और बुनियादी ढांचे की सुरक्षा के लिए जंगल की आग पर नज़र रखना

चालिसज़ार ने कहा, "पर्यावरण के लिहाज से सूखा और गर्मी जंगल की आग के जोखिम का एक हिस्सा हैं। लेकिन ग्रिड के मामले में ये पूरी तरह से अलग जानवर हैं।"

लंबे समय तक उच्च तापमान और कम वर्षा के कारण परिदृश्य सूख जाते हैं, जिससे उनमें आग लगने की संभावना अधिक हो जाती है।सबसे पहले और सबसे महत्वपूर्ण, जंगल की आग लोगों और समुदायों को खतरे में डालती है।

पीएनएन एक तरह से निर्णय निर्माताओं को जंगल की आग के जोखिम का आकलन करने में मदद कर रहा है, वह आरएडीआर-फायर नामक एक मॉडल है, जो सक्रिय आग को मैप करने के लिए उपग्रह छवियों का उपयोग करता है।आरएडीआर-फायर संकट के बीच आपातकालीन उत्तरदाताओं और अन्य निर्णय निर्माताओं की मदद कर सकता है।जबकि पारंपरिक अग्नि अवलोकन शिल्प बड़े, अधिक दबाव वाली आग पर ध्यान केंद्रित करते हैं, आरएडीआर-फायर का उपयोग करने वाले अधिकारी अपना ध्यान छोटी जंगल की आग पर केंद्रित कर सकते हैं जो बड़ी हो सकती हैं।अन्य शोधकर्ता ऐसे मॉडल पर काम कर रहे हैं जो वनस्पति के सूखेपन या वायुमंडलीय नमी के स्तर जैसे कारकों को ध्यान में रखते हैं जो यह अनुमान लगाने में मदद कर सकते हैं कि आग कहां से शुरू हो सकती है और फैल सकती है।

यूटिलिटीज आरएडीआर-फायर और अन्य मॉडलों का उपयोग यह मैप करने के लिए भी कर सकती हैं कि क्या कोई बुनियादी ढांचा, जैसे सबस्टेशन या यूटिलिटी पोल, आग-प्रवण क्षेत्र में हो सकता है।चालिशज़ार ने कहा कि यह मैपिंग बिजली लाइनों द्वारा स्वयं आग लगने की संभावना से निपटने के लिए भी महत्वपूर्ण है।

उन्होंने आगे कहा, "उपयोगिताएं आग के जोखिम के बारे में अधिक जागरूक हो रही हैं और उन्होंने बेहद विस्तृत मॉडलिंग करना शुरू कर दिया है कि जोखिम कहां हैं और वे यह कैसे सुनिश्चित करते हैं कि उनकी कोई भी संपत्ति, जैसे ट्रांसमिशन लाइनें या वितरण लाइनें, इन जंगल की आग को प्रज्वलित नहीं कर रही हैं।"

तूफान हवा और बारिश लाते हैं

पीएनएनएल के पृथ्वी वैज्ञानिक कार्तिक बालागुरु ने कहा, "तूफान बेहद चुनौतीपूर्ण होते हैं और उनके प्रभाव कई गुना होते हैं।""बेशक, आपके पास तूफान से जुड़ी अत्यधिक हवाएं हैं, लेकिन फिर आपके पास 2017 में हार्वे जैसे धीमी गति से चलने वाले तूफान भी हो सकते हैं, जो भारी मात्रा में वर्षा पैदा कर सकते हैं।"

और तट के करीब, "आपको तूफानी लहरों से भी निपटना होगा," बालागुरु ने आगे कहा।

जंगल की आग की तरह, तूफान से निकलने वाली तेज़ हवाएँ और भारी वर्षा जीवन और समुदायों को खतरे में डालती है।वे पावर ग्रिड को इतना नुकसान पहुंचा सकते हैं कि लाखों लोगों की बिजली गुल हो सकती है, जैसा कि हाल ही में टेक्सास में तूफान बेरिल के बाद देखा गया था।

बालागुरु ने कहा, हवा के तेज झोंके बिजली लाइनों और ट्रांसमिशन टावरों को गिरा देते हैं, जबकि निरंतर हवाएं साल-दर-साल जटिल क्षति का कारण बन सकती हैं।हवाएँ पेड़ों को भी गिरा सकती हैं, जो बिजली लाइनों को नुकसान पहुँचा सकती हैं या उन कर्मचारियों के लिए सड़कें अवरुद्ध कर सकती हैं जिन्हें क्षति का निरीक्षण करने की आवश्यकता होती है।वर्षा से मिट्टी भी जलमग्न हो सकती है और भूस्खलन भी हो सकता है।

और हाल के शोध से पता चलता है कि न केवल खाड़ी तट और निचले पूर्वी तट पर तूफान मजबूत होने की उम्मीद है, बल्कि वे दुनिया भर में अपने जीवनकाल में तेजी से तीव्र हो रहे हैं।

"आम सहमति यही है किजलवायु परिवर्तनबालागुरु ने कहा, "हम शायद भविष्य में और अधिक तूफान नहीं देखेंगे, लेकिन तीव्र तूफानों का अनुपात बढ़ जाएगा।"

समुदायों की सुरक्षा में मदद करने के लिए, बालागुरु और उनकी टीम वर्तमान में ऐसे मॉडल विकसित करने पर काम कर रही है जो उपयोगिताओं को यह अनुमान लगाने में मदद करेगी कि किसी दिए गए तूफान के दौरान कहां रुकावट हो सकती है, यह कारकों पर निर्भर करता है कि यह कितनी तेजी से आगे बढ़ रहा है और कहां भूस्खलन कर सकता है।

इनमें से एक मॉडल को RAFT-उष्णकटिबंधीय चक्रवातों के लिए जोखिम विश्लेषण फ्रेमवर्क कहा जाता है और इसमें ऐतिहासिक रिकॉर्ड को शामिल करके बनाए गए 40,000 नकली उष्णकटिबंधीय चक्रवात शामिल हैं।आपदा योजना में सहायता के लिए शोधकर्ता हवा की गति, वर्षा और यात्रा की दिशा का अनुकरण करने के लिए RAFT का उपयोग कर सकते हैं।

तूफान मारिया के जवाब में, जिसने 2017 में 155 मील प्रति घंटे की हवाओं के साथ प्यूर्टो रिको को प्रभावित किया और संयुक्त राज्य अमेरिका के इतिहास में सबसे लंबे समय तक ब्लैकआउट का कारण बना, पीएनएनएल शोधकर्ताओं ने उपयोगिताओं को भविष्य के तूफान के लिए योजना बनाने में मदद करने के लिए एक उपकरण विकसित किया।इलेक्ट्रिकल ग्रिड रेजिलिएंस एंड असेसमेंट सिस्टम (ईजीआरएएसएस) के साथ, उपयोगकर्ता तूफान की विभिन्न श्रेणियों और विभिन्न संभाव्यता पथों का अनुकरण कर सकते हैं और देख सकते हैं कि व्यक्तिगत ट्रांसमिशन टावरों तक कौन सा बुनियादी ढांचा क्षतिग्रस्त या खो सकता है।

जबशक्तिग्रिड चरम मौसम के प्रति संवेदनशील है, इसका मतलब है कि समुदाय भी असुरक्षित हैं।

पीएनएनएल के मुख्य अभियंता और प्रयोगशाला फेलो केविन श्नाइडर ने कहा, "ग्रिड पर जलवायु प्रभाव भविष्य की बात नहीं है। यह अभी हो रहा है।""दगर्म तरंगेंप्रशांत नॉर्थवेस्ट में और टेक्सास में शीतलहर केवल एक बार की घटना नहीं है।यह सामान यहाँ रहने के लिए है।यह ऐसी चीज़ है जिस पर हम केवल बैंड-सहायता नहीं लगा सकते।हमें समस्या को समग्र रूप से देखने और दीर्घकालिक समाधान निकालने की जरूरत है।"