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भू-तापीय ऊर्जा

क्या भू-तापीय ऊर्जा ईंधन जलाने का स्थायी विकल्प बन सकती है?

हमारे पैरों के ठीक नीचे ऊर्जा का लगभग असीम स्रोत है। हम भूतापीय ऊर्जा की कहानी बताते हैं। फिर पारंपरिक भूतापीय बिजली संयंत्रों की तुलना उन्नत भूतापीय प्रणालियों से करते हैं, जिन्हें पवन और सौर ऊर्जा को संतुलित करने के लिए जरूरत के हिसाब से बढ़ाया जा सकता है, और अलग-अलग इमारतों के लिए भू-स्रोत हीट पंपों से करते हैं। हम नई गहरी-ड्रिलिंग तकनीक को भी देखते हैं, जो चट्टान को काटने के बजाय वाष्पित कर देती है, एक ऐसा रास्ता जो भूतापीय ऊर्जा को पृथ्वी पर लगभग कहीं भी संभव बना सकता है।

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  • प्रभाव4 / 5हर समय स्वच्छ बिजली, नई ड्रिलिंग तकनीक से ज्यादा जगहों पर संभव।
  • गति3 / 5हर संयंत्र को ड्रिल करने में साल लगते हैं; इसे बड़े पैमाने पर फैलाने के लिए सस्ती ड्रिलिंग चाहिए।
  • लागत3 / 5ड्रिल करना महंगा है, फिर चलाना बहुत सस्ता।
  • परिपक्वता4 / 5एक सदी से साबित; अगली पीढ़ी की ड्रिलिंग अभी उभर रही है।
  • प्रकृति3 / 5ज़मीन पर बहुत कम जगह लेता है; हल्के झटकों का थोड़ा जोखिम।

मार्गदर्शिका

यह फिल्म की तस्वीरों वाली प्रतिलिपि है। मार्गदर्शिका अभी सिर्फ़ अंग्रेज़ी में उपलब्ध है - आपकी भाषा में भी जल्द उपलब्ध होगी।

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प्रश्नोत्तरी

10 में से प्रश्न 1

पृथ्वी की गर्मी से, 1904 में सबसे पहले बिजली किसने बनाई?

स्कोर 0 / 10

प्रतिलिपि

प्रागैतिहासिक दौर की लकड़ी की आग से लेकर आधुनिक युग के जीवाश्म ईंधनों तक, इंसानों को चीज़ें जलाने का जुनून रहा है. सच तो यह है कि वे इसमें इतने माहिर हो गए हैं कि अब तक धरती पर मौजूद सारी वनस्पति के बराबर, यानी 450 अरब मीट्रिक टन कार्बन [1,2] जला चुके हैं.

लेकिन क्या हो अगर आग का युग खत्म हो जाए? क्या हो अगर इंसान ग्रह की ऊर्जा का इस्तेमाल करके धरती को ही एक विशाल पावर प्लांट बना दें?

यह सुनने में साइंस फिक्शन जैसा लग सकता है, लेकिन धरती की सतह के नीचे लगभग असीम ऊर्जा का एक गुप्त स्रोत है, जो दुनिया को हज़ारों साल तक ऊर्जा दे सकता है: भू-तापीय ऊर्जा.

इंसानों के जीवाश्म ईंधन जलाना शुरू करने से बहुत पहले, धरती खुद प्राचीन सभ्यताओं को गर्मी देती थी. सच में, प्राचीन लोग भू-तापीय झरनों को पवित्र मानते थे [3,4].

प्राचीन रोमनों ने इनके आसपास परिसर भी बनवाए [5,6,7] ताकि वे वह एक काम कर सकें जो इंसानों को चीज़ें जलाने से भी ज़्यादा पसंद है: गर्म भाप वाले पानी में नहाना, एक ऐसा शौक जिसका रोमन लेखक और नहाने के शौकीन प्लिनी द एल्डर ने आनंद लिया [4,8] जब वे दुनिया का पहला विश्वकोश लिख रहे थे [9,10].

लेकिन धरती की गर्मी विनाशकारी भी हो सकती है, जैसा प्लिनी को बाद में पता चला जब 79 ईस्वी में Vesuvius के ज्वालामुखी विस्फोट में वे और Pompeii शहर राख और जहरीली गैस के नीचे दब गए [11,12,13].

1904 तक ऐसा नहीं हुआ था, जब नए ढंग से सोचने वाले इतालवी राजकुमार Piero Ginori Conti ने खोजा कि अगर आप बहुत, बहुत गहरा छेद खोदें, तो धरती की गर्मी तक पहुँचकर उससे बिजली बनाई जा सकती है [14,15,16].

लेकिन इतनी सारी ऊर्जा आती कहाँ से है? और Conti की इस मशीन जैसी चीज़ें आखिर काम कैसे करती हैं?

धरती बाहर से रहने लायक दिख सकती है, लेकिन इसका ठंडा और हरा-भरा बाहरी हिस्सा अंडे के छिलके जैसा है, बस एक पतली और भुरभुरी परत जो पिघली और आधा-पिघली चट्टानों की मोटी परतों के ऊपर टिकी है. आप जितना गहराई में जाएँ, उतनी गर्मी बढ़ती जाती है. और 5,000°C[17,18] से भी ज़्यादा तापमान पर, धरती का केंद्र सूरज की सतह जितना गर्म है [19,20].

अच्छी बात है कि वह करीब 3,000 किलोमीटर नीचे है [17,21], वरना वे भाप वाले रोमन स्नान शायद काफी ज़्यादा झुलसाने वाले होते!

इस गर्मी का कुछ हिस्सा 4.5 अरब साल पहले धरती के बेहद गर्म हालात में बनने से बची ऊर्जा है, और बाकी चट्टानों में मौजूद रेडियोधर्मी तत्वों के क्षय से आता है [22,23]. दोनों मिलकर इतनी ऊर्जा पैदा करते हैं कि सतह तक बहकर आने वाली गर्मी सैद्धांतिक रूप से इंसानों को आने वाले लाखों साल तक ऊर्जा दे सकती है [24,25].

तो, इंसान ग्रह की इस क्षमता का इस्तेमाल कैसे कर सकते हैं?

इसके तीन मुख्य तरीके हैं:

1) पारंपरिक भू-तापीय ऊर्जा

2) उन्नत भू-तापीय ऊर्जा

3) भू-स्रोत हीट पंप

पारंपरिक तरीके के लिए बहुत गर्म भूमिगत पानी और भाप का प्राकृतिक स्रोत चाहिए, जो आइसलैंड में भरपूर मिलता है. क्योंकि यह दूर खिसकती दो टेक्टोनिक प्लेटों के मिलन स्थल पर है और असल में ज्वालामुखियों का एक विशाल समूह है, इसलिए सतह के ठीक नीचे यहाँ भाप और बहुत गर्म पानी, दोनों भरपूर हैं. नीचे तक ड्रिल करके इसे हासिल करने पर, इस भाप से टर्बाइन चलाकर बिजली बनाई जा सकती है.

अगर पानी के ठंडा होने पर उसे वापस जमीन में भेजकर जलाशय को टिकाऊ ढंग से चलाया जाए, तो यह प्रक्रिया सदियों तक जारी रह सकती है [26-29]. इस भू-तापीय गर्म पानी का कुछ हिस्सा पाइपों से घरों, ग्रीनहाउसों और यहाँ तक कि स्विमिंग पूलों को सीधे गर्म करने के लिए भी भेजा जा सकता है, जिससे वहाँ रहने वाले लोग पूरे साल नहा सकते हैं.

सच में, आइसलैंड के पास इतनी भू-तापीय ऊर्जा है कि अब उसकी प्राथमिक ऊर्जा की पूरे 70 प्रतिशत ज़रूरतें इसी से पूरी होती हैं [30,31].

लेकिन क्या हो अगर आप इतने खुशकिस्मत न हों कि किसी ज्वालामुखी के पास रहें और आपके पैरों के नीचे बहुत गर्म पानी के जलाशय हों? यहीं विकल्प 2 काम आता है.

उन इलाकों में भी जहाँ प्राकृतिक भाप नहीं मिलती [32,33,34], नीचे की गर्म चट्टानों में पानी डालकर बहुत गर्म पानी का एक कृत्रिम जलाशय बनाया जा सकता है, जिसे उन्नत भू-तापीय प्रणाली कहा जाता है [35,36,37], और फिर इससे पारंपरिक प्रणाली की तरह ही ऊर्जा बनाई जा सकती है.

उन्नत भू-तापीय जलाशय पवन और सौर ऊर्जा की सबसे बड़ी चुनौती का भी हल कर सकते हैं.

इंसानों की ऊर्जा मांग एक पैटर्न का पालन करती है: सुबह लोगों के उठकर टोस्ट खाने पर बढ़ती है, काम पर जाने पर घटती है, और TV देखने व लाइटें जलाने के लिए घर लौटने पर फिर बढ़ती है.

विडंबना यह है कि सूरज की ऊर्जा तब सबसे ज़्यादा मिलती है जब उसकी सबसे कम ज़रूरत होती है.

और क्योंकि पवन ऊर्जा कब मिलेगी, यह थोड़ा अनिश्चित होता है, इसलिए दोनों साथ होने पर भी अक्सर ज़रूरत से कम पड़ जाते हैं.

दूसरी ओर, उन्नत भू-तापीय जलाशय से आने वाली ऊर्जा की धारा को दिनभर बदला जा सकता है, यानी इंसानों को जब ज़रूरत हो तब बिजली हमेशा मिलती है.

यह सचमुच कमाल की जोड़ी है [43-56]. तो फिर पेंच क्या है?

पारंपरिक और उन्नत, दोनों भू-तापीय प्रणालियों में सैकड़ों (और कभी-कभी हज़ारों) मीटर चट्टान के आर-पार ड्रिल करना पड़ता है. और, जैसा चट्टानों को जानने वाला कोई भी व्यक्ति जानता होगा, उनकी कठोरता जगजाहिर है, जिससे ड्रिलिंग थोड़ी मुश्किल हो जाती है.

मिलीमीटर तरंगों जैसी तकनीकों में भविष्य की तरक्की, जो उच्च-ऊर्जा किरण से चट्टान को वाष्प में बदल देती हैं [38,39], एक दिन इंसानों को इतनी गहरी ड्रिलिंग करने दे सकती है [40] कि धरती पर लगभग कहीं भी भू-तापीय गर्मी तक पहुँचा जा सके.

लेकिन क्या भू-तापीय गर्मी इस्तेमाल करने का कोई सस्ता, आसान तरीका हो सकता है?

यहीं तीसरा विकल्प आता है: भू-स्रोत हीट पंप!

पारंपरिक और उन्नत भू-तापीय प्रणालियों के उलट, इन्हें बहुत कम गहराई पर लगाया जा सकता है. ये जमीन की गर्मी से एक खास द्रव को कम तापमान तक गर्म करते हैं, हीट एक्सचेंज सिस्टम से उसका तापमान बढ़ाते हैं, उस गर्मी को पानी में पहुँचाते हैं, और लोगों के घर गर्म करने के लिए उसे पाइपों में घुमाते हैं [41,42].

यह थोड़ा अजीब लग सकता है लेकिन, जब गर्मी को इस तरह बढ़ाया जाता है, तो धरती के बस कुछ मीटर नीचे की हल्की गर्माहट भी एक अच्छे, भाप वाले स्नान के लिए पानी गर्म करने को काफी होती है.

और यह काम पारंपरिक बॉयलरों से कहीं ज़्यादा कुशलता से होता है!

क्या भू-तापीय बिजली सच में इंसानों को चीज़ें जलाने की लत छोड़ने में मदद कर सकती है? हाँ!

सही निवेश, कर प्रोत्साहन, शोध और तकनीकों के साथ, इंसान आखिरकार ग्रह की पूरी क्षमता का इस्तेमाल कर सकते हैं और ज्वालामुखीय झरनों से लेकर उपनगरीय बगीचों तक, हर जगह इस भूमिगत ऊर्जा तक पहुँच सकते हैं, ताकि सबके लिए ढेर सारे गर्म भाप वाले स्नानों के साथ आग-मुक्त भविष्य बनाया जा सके.

विशेषज्ञ सलाहकार

हम इनका शुक्रिया अदा करना चाहते हैं

Prof. Jon Gluyas

डरहम यूनिवर्सिटी

अध्यक्ष, The Geological Society

पृथ्वी विज्ञान विभाग

Dr. Andrea Paulillo

यूनिवर्सिटी कॉलेज लंदन

रासायनिक इंजीनियरिंग विभाग

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भू-तापीय ऊर्जा - अवलोकन

उन्नत भू-तापीय

मिलीमीटर तरंग ड्रिलिंग और आगे

अधिक जानकारी

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संदर्भ

यहाँ दिए गए सभी लिंक अंग्रेज़ी में हैं।

  1. [1] विश्लेषण: कौन से देश ऐतिहासिक रूप से जलवायु परिवर्तन के लिए जिम्मेदार हैं? | Carbon Brief (देखें संदर्भ नोट्स*)
  2. [2] पृथ्वी पर सभी जीवन का कुल भार | ESALQ – College of Agriculture, University of São Paulo
  3. [3] मानव जाति और भू-तापीय घटनाओं के बीच लंबे रिश्ते का एक संक्षिप्त इतिहास | Proceedings World Geothermal Congress
  4. [4] युगों के दौरान भू-तापीय ऊर्जा - बिजली और वैकल्पिक ऊर्जा | Alberta's Energy Heritage
  5. [5] रोमन स्नानागारों में गर्म झरने के पानी से ऊष्मा पुनर्प्राप्ति की प्रणाली | Buro Happold
  6. [6] स्नान का आनंद लेना: रोमन स्नानागारों से ऊष्मा वापस पाना | CIBSE Journal
  7. [7] Bath Abbey को शहर के गर्म झरनों के पानी से गर्म किया जाएगा | Energy | The Guardian
  8. [8] यूनानी-रोमन दुनिया में औषधीय गर्म झरने और उपचार स्पा (In: Leisure, Pleasure and Healing) | Supplements to the Journal for the Study of Judaism
  9. [9] प्रकृति के विश्वकोश: प्लिनी को पढ़ना | Leonardo's Library | Spotlight at Stanford
  10. [10] प्लिनी द एल्डर और पहले विश्वकोश को याद करना | Knowable Magazine
  11. [11] प्लिनी द एल्डर की मृत्यु पर | Memoirs of the American Academy of Arts and Sciences
  12. [12] प्लिनी द एल्डर की दुखद मौत और पोम्पेई के आखिरी दिन | The Collector (देखें संदर्भ नोट्स*)
  13. [13] पोम्पेई की ढलाई से बनी प्रतिकृतियाँ: जमाव के बाद की कार्यप्रणाली संबंधी जानकारियाँ | PLOS ONE (देखें संदर्भ नोट्स*)
  14. [14] भू-तापीय शहर: इतिहास | MIT
  15. [15] क्या आपको पता है… इटली दुनिया के सबसे पुराने भू-तापीय संयंत्र का घर है? | Utah FORGE
  16. [16] दुनिया का पहला भू-तापीय बिजली संयंत्र | World-Energy
  17. [17] पृथ्वी का केंद्र | National Geographic
  18. [18] पृथ्वी का केंद्र इतना गर्म क्यों है? और वैज्ञानिक इसका तापमान कैसे मापते हैं? | Scientific American
  19. [19] पृथ्वी का केंद्र ग्रह को क्यों नहीं पिघला देता? | BBC Science Focus
  20. [20] 2015 TESS बैठक में कोरोनल हीटिंग सिद्धांत के मजबूत सबूत पेश किए गए | NASA
  21. [21] पृथ्वी के केंद्र जैसी परिस्थितियों में लोहे की तापीय और विद्युत चालकता | Nature
  22. [22] भू-तापीय ऊर्जा क्या है? | Planète Energies
  23. [23] भू-तापीय ऊर्जा: ग्रेट ब्रिटेन में गर्मी और बिजली की संभावना | House of Lords Library
  24. [24] संवर्धित भू-तापीय प्रणाली (EGS) की एक वैश्विक समीक्षा | Renewable and Sustainable Energy Reviews
  25. [25] महानगरों के ऊर्जा मिश्रण को कार्बन-मुक्त बनाने के एक तरीके के रूप में भू-तापीय ऊर्जा | Communications Earth & Environment | Nature
  26. [26] भूतापीय क्षेत्रों में पुनः इंजेक्शन: 2020 की एक अद्यतन वैश्विक समीक्षा | Geothermics
  27. [27] पुनः इंजेक्शन - एक सिंहावलोकन | ScienceDirect Topics
  28. [28] जिला तापन में मध्यम से गहरे भूतापीय कुओं की आयु और शक्ति घनत्व | The European Physical Journal Plus
  29. [29] भूतापीय ऊर्जा | National Geographic
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  33. [33] CGG ने अमेरिकी ऊर्जा कंपनी के ऊर्जा बदलाव में मदद देने वाले बहु-ग्राहक भूतापीय अध्ययनों का लाइसेंस दिया | Viridien
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  35. [35] उन्नत भूतापीय प्रणाली (EGS) तथ्य पत्रक | US Department of Energy
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  37. [37] उन्नत भूतापीय प्रणाली - एक सिंहावलोकन | ScienceDirect Topics
  38. [38] मिलीमीटर तरंग या प्रत्यक्ष ऊर्जा ड्रिलिंग के साथ भूतापीय ऊर्जा | Geoengineering Global
  39. [39] Quaise Energy
  40. [40] मिलीमीटर तरंग तकनीक का उपयोग कर गहरी भूतापीय ड्रिलिंग | OSTI.GOV
  41. [41] स्वच्छ ऊर्जा 101: भूतापीय हीट पंप | RMI
  42. [42] भूतापीय हीट पंप: वे कैसे काम करते हैं | AHRI
  43. [43] लचीले संसाधन नवीकरणीय ऊर्जा की मदद करते हैं | त्वरित तथ्य | California ISO
  44. [44] पंप्ड हाइड्रो क्यों? | Queensland Hydro
  45. [45] वास्तविक समय में चलने वाला बिजली ग्रिड | U.S. Energy Information Administration (EIA)
  46. [46] ब्रिटिश घरों में क्लस्टर विश्लेषण से समय के साथ रोज़ाना ऊर्जा मांग प्रोफाइल में बदलाव को समझना | Applied Energy
  47. [47] मांग स्मार्ट है और कीमत की रूपरेखा में बदलावों के हिसाब से ढलती है | AleaSoft Energy Forecasting
  48. [48] चित्र 1: पवन बिजली और सौर ऊर्जा उत्पादन वक्रों की बिजली से तुलना (में: पवन फार्मों के स्थिर उत्पादन के लिए संपीड़ित हवा का नया हाइब्रिड मॉडल) | International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering
  49. [49] चित्र 1: नवीकरणीय ऊर्जा भंडारण के साथ रोज़ाना आपूर्ति और मांग (में: भूवैज्ञानिक छिद्र भंडारण जलाशयों में संपीड़ित नवीकरणीय गैस ऊर्जा का भूभौतिकीय आकलन) | SpringerPlus
  50. [50] चित्र 4: पवन फार्म के बिजली उत्पादन का पूर्वानुमान और वास्तविक उत्पादन (में: पवन फार्म क्लस्टर के लिए पवन बिजली पूर्वानुमान त्रुटि-आधारित डिस्पैच विधि) | Journal of Modern Power Systems and Clean Energy
  51. [51] चित्र 1: पवन और तापीय बिजली उत्पादन और हर आधे घंटे का स्पॉट मूल्य (में: बदलती हवाएँ: पवन ऊर्जा न्यूज़ीलैंड की बिजली व्यवस्था के साथ कैसे जुड़ती है) | Electricity Authority
  52. [52] चित्र 1: हर आधे घंटे में औसत बिजली खपत (In: Electricity consumption and household characteristics: Implications for census-taking in a smart metered future) | Computers Environment and Urban Systems
  53. [53] चित्र 1: पवन, सौर, पवन-सौर हाइब्रिड सिस्टम आउटपुट और लोड प्रोफाइल के सिमुलेटेड प्रति घंटे प्रोफाइल (In: Exploiting wind-solar resource complementarity to reduce energy storage need) | AIMS Energy
  54. [54] चित्र 2: नियंत्रण अवधि के दौरान औसत आधे घंटे की बिजली मांग (In: How Does Daylight Saving Time Affect Electricity Demand? An Answer Using Aggregate Data from a Natural Experiment in Western Australia) | Energy Economics
  55. [55] भूतापीय बिजली के लचीले वितरण के लिए जलाशय के भीतर ऊर्जा भंडारण का महत्व | Applied Energy
  56. [56] चित्र 15 (In: Quantitative techno-economic comparison of a photovoltaic/wind hybrid power system with different energy storage technologies for electrification of three remote areas in Cameroon using Cuckoo search algorithm) | Journal of Energy Storage

संदर्भ नोट्स

1

1718 Gt CO2 की रिपोर्ट करता है, जो 468.54 Gt कार्बन के बराबर है।

12,13

बोनस सामग्री - प्लिनी द एल्डर, अपने अंतिम क्षणों में स्नान करते हुए (एनीमेशन देखें)

[12] प्लिनी द एल्डर ने माउंट वेसुवियस की चोटी से एक बड़ा, डरावना बादल उठते देखा। जब उन्हें लगा कि कुछ ठीक नहीं है, तो उन्होंने भागकर खुद को बचाने के बजाय तट पर दूसरों की मदद के लिए युद्धपोतों का एक बेड़ा भेजा, और उसके साथ निकल पड़े। अपने दोस्त रेक्टिना का मदद माँगता संदेश मिलने पर, यह सफर जल्दी ही एक बचाव अभियान बन गया। प्लिनी पोम्पेई से 5 किमी दूर रेक्टिना के घर पहुँचे, और उनके पतवारिए ने उन्हें वापस लौटने की सलाह दी - लेकिन प्लिनी ने मना कर दिया, और स्टाबिए में अपने दूसरे दोस्त, पोम्पोनियानुस, की मदद के लिए आगे बढ़ते रहे। यहीं दोनों लोगों ने आराम करने, खाना खाने, नहाने और रात भर रुककर खतरे के टलने का इंतज़ार करने की कोशिश की। लेकिन रात में राख और झाँवा बरसने लगा, झटकों ने उनकी इमारतों की नींव हिला दी और लावे की धारा दूर के घरों को निगलते हुए तेजी से उस घर की ओर बढ़ने लगी। हालात बिगड़ते गए, और अंदर व बाहर दोनों तरफ खतरे बढ़ गए। सुबह तक, उन्होंने जगह खाली करके समुद्र तट की ओर जाने का फैसला किया - दुख की बात है कि भागते समय बढ़ती गर्मी, आग की लपटों और दम घोंटने वाले धुएँ ने उन्हें घेर लिया।

[13] स्पष्ट करता है कि तबाही किसी एक घटना से नहीं, बल्कि कई आपदाओं के संचयी प्रभाव से हुई, और पायरोक्लास्टिक सर्ज से अधिकांश नागरिकों की जान जाने से पहले, गर्म राख और झाँवा बरसने के दौरान पोम्पेई के नागरिकों को भागने की कोशिश करने का समय मिला। इससे यह निष्कर्ष और मजबूत होता है कि जगह खाली करने की कोशिश शुरू होने से पहले प्लिनी द एल्डर के पास नहाने और आराम करने का समय था।

43-56

ऊर्जा मांग चार्ट

दिखाया गया चार्ट [43-56] के आधार पर ऊर्जा मांग में रोज़ होने वाले बदलावों और नवीकरणीय ऊर्जा की अनियमितता की समस्याओं का एक सरल रूप है, जिसे 4 मुख्य मानकों के ज़रिए दिखाया गया है:

  • लोगों की रोज़मर्रा की दिनचर्या के साथ ऊर्जा की मांग आमतौर पर दिन भर बदलती रहती है। बिजली की खपत सुबह और शाम चरम पर होती है, जब लोग उठते हैं या काम से घर लौटते हैं - लाइट, टीवी, खाना पकाने के उपकरण आदि चालू करते हैं - और आमतौर पर दिन के बीच में स्थिर हो जाती है या घटती है, जब लोग काम पर, सफर में या बाहर होते हैं। जैसा कि उम्मीद है, रात में जब लोग सो रहे होते हैं तब मांग सबसे कम होती है।
    (अलग-अलग स्रोतों में मांग के पैटर्न अलग हैं; इस ग्राफ के लिए कई स्रोत देखे गए और सरल बनाए गए।)
  • सौर ऊर्जा - सौर उत्पादन से बिजली की आपूर्ति दिन के बीच में चरम पर होती है, जब धूप सबसे तेज़ होती है, और सूरज ढलने के साथ शाम में घटती जाती है। यह जाना-पहचाना पैटर्न लोगों की बिजली खपत से मेल नहीं खाता, जिससे सबसे ज़्यादा मांग के समय आपूर्ति कम पड़ जाती है: सूरज उगने और आपूर्ति बढ़ने पर भी, यह सुबह की मांग के चरम को पूरा करने के लिए काफी नहीं होती। दूसरी ओर, दिन के बीच में जब सूरज सबसे ऊपर होता है तो बिजली की अधिकता होती है, लेकिन मांग अपेक्षाकृत कम होती है।
  • पवन ऊर्जा - पवन उत्पादन से बिजली की आपूर्ति स्वभाव से ही काफी बदलती और अनिश्चित होती है। कम समय (हर घंटे) में हवा का कोई लगातार, अनुमान लगाने लायक पैटर्न नहीं होता, जैसा धूप का होता है (हालाँकि कुछ स्रोत कहते हैं कि हवा दोपहर में चरम पर पहुँचती है)। लेकिन सौर ऊर्जा की तरह, पवन ऊर्जा दिन के कुछ समय में अतिरिक्त बिजली दे सकती है और दूसरे समय में मांग पूरी नहीं कर पाती। पूरे शांत दिन बीत सकते हैं जब हवा मांग के लिए काफी न हो, या लगातार तेज़ हवा वाले दिन बिजली की निरंतर अधिकता दे सकते हैं। आखिरकार, अकेले पवन ऊर्जा ऊर्जा का भरोसेमंद स्रोत नहीं है। पवन और सौर ऊर्जा को मिलाने पर भी, वे अक्सर चरम मांग के समय, और खासकर बादल वाले, हवा रहित दिनों में पर्याप्त बिजली नहीं दे पातीं।
  • पूरक बिजली - पवन और सौर ऊर्जा से जुड़ी रुक-रुक कर होने वाली बिजली की कमी को पूरा करने और आपूर्ति को मांग के बराबर रखने के लिए दूसरे ऊर्जा स्रोत इस्तेमाल किए जा सकते हैं। जलविद्युत, जैव ईंधन और उन्नत भूतापीय ऊर्जा जैसे स्रोतों से मिलने वाली ऊर्जा को दिन भर बदला जा सकता है, ज़रूरत पड़ने पर अतिरिक्त ऊर्जा दी जा सकती है या कम मांग के समय अतिरिक्त उत्पादन और बर्बाद होती बिजली घटाई जा सकती है। इससे ऊर्जा स्रोतों के एक समूह का इस्तेमाल करके दिन के हर समय मांग को लगातार पूरा किया जा सकता है। समायोजित होने वाली पूरक आपूर्ति के लिए जीवाश्म ईंधन के बजाय नवीकरणीय स्रोत इस्तेमाल करने से, और बेकार कार्बन उत्सर्जन पैदा किए बिना, मांग पूरी करने में मदद मिलती है।

लोड-ट्रैकिंग बनाम बेसलोड बिजली:

उन्नत भूतापीय ऊर्जा ऐसे ऊर्जा स्रोत का अहम उदाहरण है जिसे अनियमितता और लोगों की खपत के पैटर्न से पैदा होने वाले मांग के वास्तविक समय के बदलावों के साथ लचीले और गतिशील ढंग से बदला जा सकता है, और इसे ‘लोड-ट्रैकिंग’ आपूर्ति कहा जाता है। जीवाश्म ईंधन या नाभिकीय ऊर्जा संयंत्र जैसे दूसरे ऊर्जा स्रोतों को पारंपरिक रूप से ‘बेसलोड’ बिजली आपूर्ति कहा जाता है A। इसका मतलब है कि वे हमारी सबसे बुनियादी ऊर्जा मांग पूरी करने के लिए लगातार, भरोसेमंद बिजली दे सकते हैं; लेकिन उन्नत भूतापीय ऊर्जा के उलट, उन्हें आसानी से बदला नहीं जा सकता, और मांग के साथ चलने के लिए उत्पादन को जल्दी बढ़ाया या घटाया नहीं जा सकता। चरम मांग के समय अतिरिक्त बिजली देने के लिए ‘पीक-लोड’ कहलाने वाले अतिरिक्त बिजली संयंत्रों को बिजली ग्रिड नेटवर्क में जोड़ा जाता है। लेकिन पीक-लोड बिजली स्टेशनों को भी चालू और बंद होने में समय लगता है, जिससे अक्षमता, ज़्यादा उत्पादन और बर्बादी होती है।

हमारा ग्राफ डक कर्व B का एक सरल रूप है, जो मांग और सौर(/पवन) ऊर्जा से मिलने वाली आपूर्ति के अंतर और उससे हमारे बिजली ग्रिड सिस्टम पर पड़ने वाले भार को दिखाने वाला व्यापक रूप से पहचाना जाने वाला ग्राफिक है - यानी यह सौर(/पवन) बिजली से पूरी हो चुकी मांग को गिनने के बाद बची शुद्ध मांग दिखाता है, और इस तरह उन मानकों को एक ही कर्व में जोड़ता है। यह दिखाता है कि पवन और सौर ऊर्जा ऊर्जा ज़रूरतें पूरी करने में मदद कर सकती हैं, लेकिन वे (फिलहाल) बेसलोड को पूरी तरह नहीं बदल सकतीं। हर समय 100% मांग पूरी न करने पर, वे भरपाई के लिए पारंपरिक, धीरे-धीरे उत्पादन बदलने वाले बेसलोड संयंत्रों में तेज़ और अधिक बार बदलाव ज़रूरी बनाकर बिजली ग्रिड पर अतिरिक्त दबाव डाल सकती हैं (या कम से कम, अतिरिक्त क्षमता, बड़ी अक्षमताओं और बिजली की बर्बादी के बिना नहीं)। उदाहरण के लिए, शाम को जब बिजली की मांग चरम पर होती है, ठीक उसी समय सौर उत्पादन घटता है, तो बेसलोड बिजली संयंत्र चलाने वाली यूटिलिटी कंपनियों को सौर ऊर्जा की जगह उत्पादन जल्दी बढ़ाना पड़ता है। इससे सिर्फ संचालन पर दबाव नहीं पड़ता, बल्कि ये संयंत्र तभी किफायती होते हैं जब लगातार चलते रहें - उन्हें दिन भर चालू-बंद करने से वे आर्थिक रूप से व्यवहार्य नहीं रहते।

इस समस्या के समाधान का लक्ष्य ‘बतख का पेट समतल करना’ है (और इस तरह बेसलोड संयंत्रों को उत्पादन कितना बढ़ाना या घटाना पड़ता है, उसे कम करना), और इनमें शामिल हैं:

  • उत्पादन को ज़्यादा लचीले ढंग से बदलने के लिए बेसलोड संचालन में सुधार करें
  • अपनी ऊर्जा खपत की आदतें बदलें ताकि खपत दिन भर ज़्यादा एक जैसी रहे
  • अतिरिक्त बिजली को दूसरे कामों की ओर भेजें
  • बिजली ग्रिड के स्तर पर ऊर्जा भंडारण शामिल करें
  • उन्नत भूतापीय या जलविद्युत ऊर्जा जैसे दूसरे, ज़्यादा लचीले ‘लोड-ट्रैकिंग’ स्रोतों पर जाएँ

यह भी देखें: डक चार्ट का विश्लेषण करते दस साल: 2008 में NREL की खोज आज बिजली ग्रिड पर अधिक सौर ऊर्जा लाने में कैसे मदद कर रही है | NLR (NREL) (संग्रहीत)

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