जलवायु परिवर्तन पूरे ऑस्ट्रेलिया में सौर ऊर्जा और ग्रिड स्थिरता को प्रभावित करेगा – जानते हैं कैसे

सिडनी,  (द कन्वरसेशन) ऑस्ट्रेलिया में नवीकरणीय बिजली उत्पादन रिकॉर्ड स्तर पर है। 2022 में नवीकरणीय ऊर्जा ने देश की 36 प्रतिशत बिजली का उत्पादन किया।

सौर फोटोवोल्टिक्स (पीवी) का नवीकरणीय योगदान सबसे अधिक (लगभग 15 प्रतिशत) था और आने वाले वर्षों में इसके बढ़ने की उम्मीद है।

लेकिन ग्रिड से जुड़ी नवीकरणीय ऊर्जा की हिस्सेदारी में वृद्धि से उनके उत्पादन पर मौसम की स्थिति के प्रभाव को देखते हुए, एक स्थिर बिजली ग्रिड को बनाए रखने की चुनौती बढ़ जाती है।

एक महत्वपूर्ण प्रश्न यह है कि जलवायु परिवर्तन का सौर ऊर्जा उत्पादन में मौसम-प्रेरित विसंगतियों पर क्या प्रभाव पड़ेगा?

हमारा नया प्रकाशित शोध अगली शताब्दी में ऑस्ट्रेलिया में सौर संसाधन विश्वसनीयता पर जलवायु परिवर्तन के प्रभाव को मापने वाला पहला शोध है।

हमने पाया है कि जैसे-जैसे जलवायु गर्म होगी, ऑस्ट्रेलिया के कुछ क्षेत्रों में दूसरों की तुलना में अधिक मौसम-प्रेरित परिवर्तनशीलता होगी। विशेष रूप से, ऑस्ट्रेलिया के पूर्वी हिस्से सदी के अंत तक सौर ऊर्जा उत्पादन की कम रुक-रुक कर या धीमी अवधि की उम्मीद कर सकते हैं।

इसके विपरीत, पश्चिम के कुछ क्षेत्रों को भविष्य में लंबे समय तक न्यूनतम-से-शून्य बिजली उत्पादन का सामना करना पड़ेगा।

बदलती जलवायु के बावजूद, अच्छी खबर यह है कि ऑस्ट्रेलिया के अधिकांश हिस्सों में सौर ऊर्जा का भविष्य आशाजनक दिख रहा है। हमारे शोध से पता चलता है कि उन क्षेत्रों में सौर संसाधन विश्वसनीयता बढ़ेगी जहां हमारे मौजूदा सौर फार्म हैं।

सौर ऊर्जा ग्रिड स्थिरता को कैसे प्रभावित करती है?

ग्रिड कोयले और गैस से चलने वाले बिजली स्टेशनों, बड़े सौर और पवन फार्मों, छत पर सौर ऊर्जा, जल विद्युत आदि से उत्पन्न बिजली वितरित करता है।

कोयले या गैस से चलने वाले स्टेशनों के विपरीत, नवीकरणीय ऊर्जा का उत्पादन स्थिर नहीं होता है। यह स्थानीय मौसम के आधार पर भिन्न होता है। उदाहरण के लिए, उत्पन्न सौर ऊर्जा की मात्रा विकिरण की मात्रा (सूरज की रोशनी की तीव्रता) और, सबसे महत्वपूर्ण बात, उस स्थान पर बादल आवरण पर निर्भर करती है।

इसलिए, मौसम में कोई भी बदलाव ग्रिड को आपूर्ति की जाने वाली ऊर्जा की मात्रा को प्रभावित करता है। ये परिवर्तनीय आउटपुट न केवल बिजली आपूर्ति और मांग के बीच असंतुलन पैदा कर सकते हैं, बल्कि वोल्टेज में उतार-चढ़ाव और ब्लैकआउट भी पैदा कर सकते हैं।

विद्युत उपकरण को एक विशिष्ट आवृत्ति और वोल्टेज पर कार्य करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यदि वोल्टेज सीमा से अधिक हो जाती है तो यह उपकरण को नुकसान पहुंचा सकता है। बड़े पैमाने पर, वोल्टेज परिवर्तन या आवृत्ति अस्थिरता सुरक्षा तंत्र को ट्रिगर कर सकती है जो ग्रिड के कुछ हिस्सों को ऑफ़लाइन कर देती है, जिससे ब्लैकआउट हो जाता है।

जलवायु परिवर्तन सौर उत्पादन को कैसे प्रभावित करता है?

क्षेत्रीय जलवायु मॉडल अनुमानों का उपयोग करते हुए, हमारे परिणाम भविष्यवाणी करते हैं कि 2099 तक अधिकांश ऑस्ट्रेलिया में सौर संसाधनों की उपलब्धता एक प्रतिशत तक बढ़ जाएगी। हमारा अनुमान है कि पश्चिम के निकट 0.25-0.5 प्रतिशत की मामूली कमी होगी।

इसी प्रकार, पूर्व में निकालने योग्य सौर ऊर्जा की अवधि (जिसे “एपिसोड लंबाई” कहा जाता है) प्रति वर्ष 30 मिनट तक बढ़ जाएगी। हमारा अनुमान है कि पश्चिम में मामूली गिरावट होगी। इसका मतलब है कि पूर्व में संसाधन अधिक विश्वसनीय होंगे और हम सौर पीवी उत्पादन से अधिक स्थिर बिजली आपूर्ति की उम्मीद कर सकते हैं। इसमें उच्च तापमान को ध्यान में नहीं रखा गया है, जिससे पीवी उत्पादन में कमी आ सकती है।

हम यह भी अनुमान लगाते हैं कि पूर्वी ऑस्ट्रेलिया में शून्य-से-न्यूनतम बिजली उत्पादन (जिसे “मंदी” कहा जाता है) का समय प्रति वर्ष लगभग 25 मिनट कम हो जाएगा। हम पश्चिम में मंदी में मामूली वृद्धि की उम्मीद करते हैं। ये परिवर्तन मुख्यतः पूर्व में साफ़ आसमान वाले दिनों की संख्या में वृद्धि के कारण हैं।

विश्व के सबसे बड़े सौर फार्म के लिए कम धूप वाला परिदृश्य

सन केबल उत्तरी क्षेत्र में दुनिया का सबसे बड़ा सौर फार्म विकसित कर रहा है। इसकी उत्पादन क्षमता कम से कम 14 गीगावाट होगी। सन केबल की योजना डार्विन और सिंगापुर को बिजली आपूर्ति करने की है।

हमारे सिमुलेशन के आधार पर, हम 2099 तक सन केबल सौर फार्म में विकिरण में 2 प्रतिशत की कमी का अनुमान लगाते हैं। इससे तब तक इसकी कुल उत्पादन क्षमता में लगभग 280 मेगावाट की हानि हो सकती है।

हम सन केबल फ़ार्म के लिए एपिसोड की लंबाई कम होने की भी भविष्यवाणी करते हैं। यह विश्वसनीय बिजली उत्पादन की कम अवधि की ओर इशारा करता है। इसी तरह, मंदी की अवधि में वृद्धि के कारण उत्पन्न बिजली के अत्यधिक परिवर्तनशील होने का अनुमान है।

सन केबल को अंतराल से निपटने के लिए वोल्टेज के उतार-चढ़ाव को नियंत्रित करने के लिए ऊर्जा भंडारण प्रणालियों और रणनीतियों पर विचार करने की आवश्यकता होगी।

ऑस्ट्रेलिया को और क्या विचार करने की आवश्यकता है?

जलवायु परिवर्तन पर नवीनतम अंतर सरकारी पैनल (आईपीसीसी) की रिपोर्ट अत्यधिक जलवायु परिवर्तन के लिए तैयारी करने और कार्बन उत्सर्जन को कम करने की तत्काल आवश्यकता पर जोर देती है।

ऐसा करने के सबसे प्रभावी तरीकों में से एक दुनिया भर में अधिक ग्रिड-कनेक्टेड नवीकरणीय ऊर्जा प्रौद्योगिकियों को विकसित करना है।

ऑस्ट्रेलिया के पास एक महत्वाकांक्षी नवीकरणीय ऊर्जा लक्ष्य है, और हम भविष्य में अधिक ग्रिड से जुड़े सौर फार्मों की उम्मीद करते हैं। इसका मतलब है कि ग्रिड ऑपरेटरों और वितरकों को भविष्य में उच्च मांग और परिवर्तनीय आपूर्ति की अवधि का प्रबंधन करना होगा।

सबसे कुशल समाधानों में से एक उच्च उत्पादन के समय ऊर्जा को सोखने के लिए भंडारण सुविधाओं का उपयोग करना है। ये तब ऊर्जा की आपूर्ति कर सकते हैं जब नवीकरणीय उत्पादन बंद हो जाता है या रुक-रुक कर होता है। बैटरियां एक स्पष्ट विकल्प हैं, और ऑस्ट्रेलिया में 2025 तक कई बड़े बैटरी भंडारण संयंत्र होंगे।

बड़े पैमाने पर सौर संयंत्र स्थापित करने से पहले, हमें भविष्य के जोखिमों को कम करने के लिए विभिन्न जलवायु मॉडल और विभिन्न भविष्य के परिदृश्यों का उपयोग करके जलवायु परिवर्तन के प्रभावों का आकलन करना चाहिए। हमें एक ही स्थान पर सौर और पवन जैसे हाइब्रिड नवीकरणीय ऊर्जा संयंत्र स्थापित करने पर भी विचार करना चाहिए। इससे उत्पादन में रूकावट को कम करने के लिए ऊर्जा मिश्रण को अनुकूलित करने में मदद मिलेगी।