अधिक उपयोगी बिजली तक पहुंचने का अनदेखा रास्ता
बिजली प्रणालियों पर दबाव को अक्सर अधिक आपूर्ति तैयार करने की दौड़ के रूप में देखा जाता है। नई उत्पादन क्षमता, ट्रांसमिशन लाइनें और भंडारण—ये सभी इस प्रयास के केंद्र में हैं। लेकिन ग्रिड की चुनौती का बढ़ता हिस्सा मांग-पक्ष पर भी है: समान औद्योगिक काम पूरा करने के लिए आवश्यक बिजली को कम करना।
वेरिएबल-फ्रीक्वेंसी ड्राइव, या VFDs, ऐसी ही एक तकनीक है जो मदद कर सकती है। IEEE Spectrum की रिपोर्ट के अनुसार, ये उपकरण मोटरों की बिजली खपत घटा सकते हैं और संभावित रूप से ग्रिड की गीगावॉट क्षमता मुक्त कर सकते हैं। अवधारणा सीधी है: मोटर को स्थिर गति पर चलाने और कम दक्ष तरीकों से औद्योगिक प्रक्रिया को नियंत्रित करने के बजाय, VFD काम के अनुरूप मोटर की गति समायोजित करता है।
यह महत्वपूर्ण है क्योंकि इलेक्ट्रिक मोटर औद्योगिक परिसरों में हर जगह मौजूद होती हैं। पंप, पंखे और मोटर से चलने वाले अन्य उपकरण विनिर्माण तथा वाणिज्यिक परिचालनों में आम हैं। बड़े स्थापित आधार पर दोहराए जाने वाले मामूली दक्षता सुधार भी बिजली प्रणाली के स्तर पर महत्वपूर्ण बन सकते हैं।
वेरिएबल-फ्रीक्वेंसी ड्राइव क्या करता है
वेरिएबल-फ्रीक्वेंसी ड्राइव एक इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रक है, जो मोटर को दी जाने वाली विद्युत शक्ति की आवृत्ति बदलता है। व्यावहारिक रूप से, यह ऑपरेटर को एक ही गति पर निर्भर रहने के बजाय मोटर की गति बदलने का तरीका देता है।
इसका लाभ तब सबसे सहज रूप से समझ आता है जब किसी प्रक्रिया को हर समय पूरी क्षमता की आवश्यकता नहीं होती। अधिकतम गति पर चल रहा पंखा या पंप, जबकि वाल्व, डैम्पर या कोई अन्य अवरोध उसके प्रभावी आउटपुट को कम कर रहा हो, उस प्रणाली से अधिक बिजली खपत कर सकता है जिसे मोटर की गति स्वयं कम करने के लिए डिज़ाइन किया गया हो। VFD दूसरा तरीका संभव बनाता है और मोटर के संचालन को वास्तविक मांग के अधिक अनुरूप करता है।
यह तकनीक नई नहीं है और न ही यह हर प्रकार के ग्रिड निवेश का विकल्प है। यह हर मोटर अनुप्रयोग को गति नियंत्रण के लिए समान रूप से उपयुक्त भी नहीं बनाती। लेकिन इसमें वर्तमान रुचि ऊर्जा नियोजन में व्यापक बदलाव को दर्शाती है: बिजली की मांग का प्रबंधन बिजली की आपूर्ति बढ़ाने जितना ही महत्वपूर्ण हो सकता है, खासकर तब जब प्रणाली पहले से सीमित हो।
ग्रिड क्षमता का मुद्दा इतना गंभीर क्यों है
रिपोर्ट के अनुसार, अमेरिका में ऊर्जा आपूर्ति के संकट ने नई बिजली उत्पादन क्षमता में संघीय और निजी निवेश बढ़ाया है। यह निवेश प्रतिक्रिया समझ में आती है। उद्योग, डेटा सेंटर, विद्युतीकरण और अन्य उपयोगों की मांग मौजूदा बिजली प्रणालियों पर दबाव डाल सकती है, जबकि बड़ी बुनियादी ढांचा परियोजनाओं को चालू होने में समय लग सकता है।
दक्षता तकनीकें एक अलग उपाय पेश करती हैं। यदि कोई औद्योगिक परिसर उपयोगी आउटपुट घटाए बिना मोटरों की चरम या लगातार मांग कम कर सकता है, तो बची हुई बिजली उस क्षण आवश्यक न रहने वाली क्षमता में बदल जाती है। कई परिसरों में ऐसी टाली गई मांग स्थानीय नेटवर्क पर दबाव कम कर सकती है और नई आपूर्ति या ग्रिड उन्नयन की कुछ जरूरत को आगे टाल सकती है।
इसीलिए VFDs को संयंत्र उपकरण के साथ-साथ ग्रिड बुनियादी ढांचे के रूप में भी समझना चाहिए। उनका तत्काल उद्देश्य परिसर के भीतर संचालन नियंत्रण है, लेकिन उनका सामूहिक प्रभाव व्यक्तिगत साइट से आगे तक पहुंच सकता है। कम खपत से ऑपरेटर की ऊर्जा लागत घट सकती है और उपयोगिता प्रणाली को अन्य मांगों की पूर्ति के लिए अधिक गुंजाइश मिल सकती है।
औद्योगिक दक्षता एक रणनीतिक संसाधन बनती है
यह संभावना विशेष रूप से प्रासंगिक है क्योंकि मोटरें बहुत व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं। IEEE Spectrum की रिपोर्ट औद्योगिक परिसरों में मौजूद लाखों इलेक्ट्रिक मोटरों को दक्षता सुधार के अवसर के रूप में इंगित करती है। इस संदर्भ में मुख्य सवाल यह नहीं है कि कोई एक ड्राइव ग्रिड को बदल सकती है या नहीं। सवाल यह है कि क्या बड़ी संख्या में लक्षित इंस्टॉलेशन मिलकर एक मापने योग्य संसाधन बन सकते हैं।
इस दृष्टिकोण के कई लाभ हैं। VFDs को वहां लगाया जा सकता है जहां वे उपयोगी हों, किसी एक बड़ी परियोजना को अनुमति मिलने और उसके निर्माण की प्रतीक्षा किए बिना। वे परिसर संचालकों को उपकरणों पर अधिक सूक्ष्म नियंत्रण भी दे सकते हैं, जिसका मूल्य बिजली बचत से आगे जाता है। हालांकि, लाभ सावधानीपूर्वक चयन, इंजीनियरिंग और संचालन पर निर्भर करते हैं। ड्राइव को मोटर और उसके द्वारा नियंत्रित प्रक्रिया के अनुकूल होना चाहिए; इसका मूल्य केवल किसी प्रणाली में इलेक्ट्रॉनिक्स जोड़ने से नहीं, बल्कि अनावश्यक काम घटाने से आता है।
रिपोर्ट में ABB को कई VFD निर्माताओं में से एक के रूप में रेखांकित किया गया है। व्यापक महत्व किसी एक आपूर्तिकर्ता से कम और ऊर्जा रणनीति में इस तकनीकी श्रेणी की भूमिका से अधिक जुड़ा है। जैसे-जैसे बिजली की मांग बढ़ती है, मौजूदा ऊर्जा उपयोग को अधिक लचीला और दक्ष बनाने वाले समाधान नई उत्पादन क्षमता के साथ तेजी से महत्वपूर्ण हो सकते हैं।
ग्रिड निर्माण का विकल्प नहीं
मांग-पक्षीय दक्षता को स्वच्छ उत्पादन, ट्रांसमिशन या अन्य ग्रिड परिसंपत्तियों में निवेश के खिलाफ तर्क के रूप में नहीं देखा जाना चाहिए। ये निवेश उन जरूरतों को पूरा करते हैं जिन्हें केवल दक्षता से हल नहीं किया जा सकता। इसके बजाय, VFDs यह दिखाते हैं कि ऊर्जा प्रणाली एक साथ कई रास्तों से उपयोगी क्षमता हासिल कर सकती है।
बिजली की कमी पर सार्वजनिक चर्चाओं में यह अंतर महत्वपूर्ण है। नया पावर प्लांट आपूर्ति पैदा करता है; अनावश्यक मोटर उपयोग घटाने वाली ड्राइव मांग कम करती है। ग्रिड के दृष्टिकोण से, दोनों किसी बाधा को कम कर सकते हैं, हालांकि उनकी लागत, समयसीमा और संचालन संबंधी विशेषताएं अलग-अलग होती हैं।
नीति निर्माताओं, उपयोगिताओं और औद्योगिक संचालकों के लिए व्यावहारिक अवसर यह पहचानना है कि मोटर लोड कहां समायोजित किए जा सकते हैं और बचत कहां सबसे अधिक होगी। उपकरण निर्माताओं के लिए यह उन प्रणालियों के महत्व को रेखांकित करता है जो संचालन प्रदर्शन को ऊर्जा प्रबंधन से जोड़ती हैं। और ग्रिड योजनाकारों के लिए यह याद रखने की बात है कि क्षमता केवल नेटवर्क के किनारे बनाई जाने वाली चीज नहीं है। इसे बिजली खपत करने वाले परिसरों के भीतर भी मुक्त किया जा सकता है।
प्रणाली-स्तर के प्रभाव वाला छोटा उपकरण
वेरिएबल-फ्रीक्वेंसी ड्राइव जलवायु तकनीक का ऐसा रूप नहीं है जो सुर्खियां बटोरता हो। वे उपकरण कक्षों और औद्योगिक नियंत्रण प्रणालियों में स्थित होते हैं, पवन टर्बाइनों, सौर संयंत्रों या नए ट्रांसमिशन गलियारों की सार्वजनिक दृश्यता से दूर। फिर भी, उनकी कम दिखाई देने वाली प्रकृति ही उनकी एक खूबी है। वे मौजूदा मशीनरी को उस काम के अधिक अनुरूप बनाकर काम करते हैं जिसे वास्तव में करना आवश्यक है।
जैसे-जैसे ऊर्जा प्रणाली अतिरिक्त क्षमता के हर विश्वसनीय स्रोत की तलाश कर रही है, इस तरह की दक्षता असाधारण मूल्य रख सकती है। अवसर बड़े पैमाने पर तैनाती और ऐसे अनुप्रयोगों की पहचान पर निर्भर करेगा जहां मोटर-गति नियंत्रण वास्तव में खपत घटाता हो। लेकिन आधार स्पष्ट है: लाखों मोटरों में बर्बादी रोकना अधिक सक्षम ग्रिड में महत्वपूर्ण योगदान बन सकता है।
यह लेख IEEE Spectrum की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें।
Originally published on spectrum.ieee.org