কম বা অস্থির বাতাসের গতিবেগযুক্ত অঞ্চলে বায়ু টারবাইনের বিদ্যুৎ উৎপাদন দক্ষতা কত?

এটি একটি খুব ভালো প্রশ্ন এবং বায়ু বিদ্যুৎ শিল্পের বাজার সম্প্রসারণের ক্ষেত্রে অন্যতম প্রধান চ্যালেঞ্জ। সহজ কথায়, কম বা অস্থির বাতাসের গতিসম্পন্ন এলাকায়, ঐতিহ্যবাহী বায়ু টারবাইনের বিদ্যুৎ উৎপাদন দক্ষতা প্রকৃতপক্ষে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়, তবে লক্ষ্যবস্তু প্রযুক্তিগত উদ্ভাবন এবং সামগ্রিক সমাধানের মাধ্যমে, ইতিমধ্যেই অর্থনৈতিকভাবে সম্ভাব্য উন্নয়ন অর্জন করা সম্ভব।

নিচে বেশ কিছু বিস্তারিত ব্যাখ্যা দেওয়া হল:
১, চ্যালেঞ্জ: কেন দক্ষতা হ্রাস পায়?

বাতাসের গতি এবং বিদ্যুতের মধ্যে ঘনকীয় সম্পর্ক: একটি বায়ু টারবাইনের উৎপাদন শক্তি বাতাসের গতির ঘনকের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক। এর অর্থ হল, যদি বাতাসের গতি অর্ধেক কমানো হয়, তাহলে তাত্ত্বিকভাবে বিদ্যুৎ উৎপাদন মূলের ১/৮ ভাগে নেমে আসবে। অতএব, কম বাতাসের গতি বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য ধ্বংসাত্মক।

বাতাসের গতিসীমা কমানো: ঐতিহ্যবাহী বায়ু টারবাইনগুলিতে "বাতাসের গতি কমানো" থাকে (সাধারণত ৩-৪ মিটার/সেকেন্ড), যার নীচে টারবাইন বিদ্যুৎ উৎপাদন শুরু করতে পারে না।

অস্থির বাতাসের গতি: বাতাসের গতিতে ঘন ঘন ওঠানামার ফলে বায়ু টারবাইনের ঘন ঘন স্টার্ট স্টপ, ইয়াও এবং পিচ পরিবর্তন হতে পারে, যা কেবল যান্ত্রিক ক্ষতিই বাড়ায় না বরং সর্বোত্তম শক্তি বক্ররেখায় স্থিতিশীলভাবে কাজ করতে পারে না, যার ফলে সামগ্রিক ক্ষমতার ব্যবহার কম হয়।

উচ্চ অস্থিরতার তীব্রতা: অস্থির বাতাস প্রায়শই উচ্চ অস্থিরতার সাথে থাকে, যা ফ্যানের উপর চাপ বাড়ায়। নিরাপত্তা নিশ্চিত করার জন্য, কখনও কখনও বিদ্যুৎ সরবরাহ কমানো বা বন্ধ করা প্রয়োজন।

২, সমাধান: কম বাতাসের গতি/অস্থির এলাকায় বিদ্যুৎ উৎপাদন দক্ষতা কীভাবে উন্নত করা যায়?

এই চ্যালেঞ্জগুলির প্রতিক্রিয়ায়, আধুনিক বায়ু শক্তি প্রযুক্তি, বিশেষ করে কম গতির বায়ু টারবাইন, পরিপক্ক সমাধান তৈরি করেছে:

১. ঝাড়ু দেওয়ার ক্ষেত্র বাড়ান:

ব্লেড প্রসারিত করা: এটি সবচেয়ে সরাসরি এবং কার্যকর পদ্ধতি। লম্বা ব্লেডগুলি বেশি বায়ু শক্তি গ্রহণ করতে পারে এবং কম বাতাসের গতিতেও জেনারেটর চালানোর জন্য পর্যাপ্ত টর্ক তৈরি করতে পারে। আধুনিক কম-গতির ফ্যানের ইম্পেলারের ব্যাস ক্রমশ বড় হচ্ছে।

বায়ুগত নকশা অপ্টিমাইজ করুন: বায়ু শক্তি ক্যাপচার দক্ষতা বাড়ানোর জন্য আরও উন্নত এয়ারফয়েল এবং ব্লেড আকার গ্রহণ করুন।

2. বাতাসের গতি এবং নির্ধারিত বাতাসের গতির হ্রাস হ্রাস করুন:

নিয়ন্ত্রণ কৌশল এবং জেনারেটরের নকশা উন্নত করে, বাতাসের গতি হ্রাস প্রতি সেকেন্ডে ২-২.৫ মিটার বা তারও কম করা যেতে পারে।

'রেটেড উইন্ড স্পিড' (পূর্ণ শক্তিতে পৌঁছানো বাতাসের গতি) কমিয়ে দিন যাতে উইন্ড টারবাইন কম বাতাসের গতিতে রেটিং পাওয়ারে পৌঁছাতে পারে।

৩. টাওয়ারের উচ্চতা বাড়ান:

উচ্চতার সাথে সাথে বাতাসের গতি বৃদ্ধি পায় (উইন্ড শিয়ার এফেক্ট)। একটি উঁচু টাওয়ার ব্যবহার করে, হাবটিকে উচ্চতর এবং স্থিতিশীল উচ্চতায় স্থাপন করা যেতে পারে যেখানে বাতাসের গতি বেশি থাকে, যা উল্লেখযোগ্যভাবে বিদ্যুৎ উৎপাদন বৃদ্ধি করে।

৪. উন্নত বুদ্ধিমান নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তি:

বুদ্ধিমান পিচ এবং টর্ক নিয়ন্ত্রণ: তাৎক্ষণিক বাতাসের গতির উপর ভিত্তি করে ব্লেড অ্যাঙ্গেল এবং জেনারেটর টর্ক সঠিকভাবে সামঞ্জস্য করুন, শক্তি ক্যাপচার সর্বাধিক করুন এবং অস্থির বাতাসের কারণে সৃষ্ট লোড কমান।

ভবিষ্যদ্বাণীমূলক নিয়ন্ত্রণ: LiDAR এর সাথে একত্রিত করে বাতাসের গতি সম্ভাব্যভাবে পরিমাপ করা, ফ্যানের অবস্থা আগে থেকেই সামঞ্জস্য করা, পাওয়ার আউটপুট মসৃণ করা এবং যান্ত্রিক শক কমানো।

বায়ু খামারের সহযোগিতামূলক নিয়ন্ত্রণ: সমগ্র বায়ু খামার জুড়ে বায়ু টারবাইনের পরিচালনা কৌশল অপ্টিমাইজ করুন, জাগরণের প্রভাব হ্রাস করুন এবং সমগ্র সাইটের মোট বিদ্যুৎ উৎপাদন বৃদ্ধি করুন।

৫. নির্দিষ্ট বায়ু অবস্থার জন্য উপযুক্ত মডেল ডিজাইন:

উচ্চ অস্থিরতা এবং জটিল ভূখণ্ড (যেমন পাহাড়ি এলাকা) সহ বায়ুক্ষেত্রের জন্য উন্নত বায়ু টারবাইন ডিজাইন করুন যা আরও জটিল বোঝা সহ্য করতে পারে এবং দক্ষ পরিচালনা বজায় রাখতে পারে।

3, ব্যাপক প্রভাব এবং পরিমাপ সূচক

উপরোক্ত অপ্টিমাইজেশনের পরে, আধুনিক নিম্ন-গতির বায়ু টারবাইনগুলির বার্ষিক সমতুল্য পূর্ণ অপারেটিং ঘন্টা কম বাতাসের গতিসম্পন্ন অঞ্চলে (যেমন গড় বার্ষিক বাতাসের গতি ৫.৫-৬.৫ মিটার/সেকেন্ড) ২০০০ ঘন্টারও বেশি পৌঁছাতে পারে, যার অর্থনৈতিক উন্নয়ন মূল্য রয়েছে। ঐতিহ্যবাহী উচ্চ বায়ু গতিসম্পন্ন অঞ্চলে (গড় বার্ষিক বাতাসের গতি প্রতি সেকেন্ডে ৮ মিটারেরও বেশি) এই সংখ্যাটি ৩০০০-৪০০০ ঘন্টার মধ্যে হতে পারে।

মূল পরিমাপ নির্দেশক - বিদ্যুতের স্তরিত খরচ (LCOE):
চূড়ান্ত মূল্যায়নের মানদণ্ড কেবল 'দক্ষতা' নয়, বরং বিদ্যুৎ উৎপাদনের খরচ। উপরোক্ত প্রযুক্তির মাধ্যমে, যদিও একক ইউনিটের (বিশেষ করে ব্লেড এবং টাওয়ার) খরচ বাড়তে পারে, এটি কম বাতাসের গতিবেগের এলাকায় বিদ্যুৎ উৎপাদন উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে, যার ফলে প্রতি কিলোওয়াট ঘন্টায় সমতল বিদ্যুতের খরচ হ্রাস পায়, যার ফলে সামগ্রিক প্রকল্পটি বিনিয়োগের উপর রিটার্ন পায়।

৪, ভবিষ্যতের প্রবণতা

বৃহত্তর এবং কাস্টমাইজড: বায়ু টারবাইনগুলি বৃহত্তর ব্লেড ব্যাস এবং উচ্চতর টাওয়ার কাঠামোর দিকে বিকশিত হতে থাকে এবং বিভিন্ন বায়ু সম্পদ এলাকার জন্য অত্যন্ত কাস্টমাইজড সমাধান প্রদান করে।

শক্তি সঞ্চয়ের সাথে মিলিত: অস্থির বাতাসের গতির অঞ্চলগুলির জন্য, "বায়ু শক্তি + শক্তি সঞ্চয়" (যেমন ব্যাটারি শক্তি সঞ্চয়) আউটপুট মসৃণ করতে, গ্রিড ফ্রিকোয়েন্সি নিয়ন্ত্রণে অংশগ্রহণ করতে, বিদ্যুতের মান উন্নত করতে এবং আরও বন্ধুত্বপূর্ণ গ্রিড সংযোগ অর্জনের জন্য একটি আদর্শ কনফিগারেশন হয়ে উঠবে।

বিতরণকৃত এবং সম্প্রদায়গত বায়ু শক্তি: যেসব এলাকায় বাতাসের গতি কম কিন্তু বিদ্যুৎ লোডের কাছাকাছি (যেমন চীনের মধ্য এবং দক্ষিণ-পূর্ব অঞ্চল), সেখানে একটি বা একাধিক কম বায়ু গতির বায়ু টারবাইন স্থাপন করলে পার্ক বা সম্প্রদায়ে সরাসরি বিদ্যুৎ সরবরাহ করা সম্ভব, ট্রান্সমিশন ক্ষতি হ্রাস পাবে এবং এর অর্থনৈতিক সুবিধাগুলি স্পষ্ট হয়ে উঠছে।

সারাংশ

কম বা অস্থির বাতাসের গতিসম্পন্ন অঞ্চলে, ঐতিহ্যবাহী স্ট্যান্ডার্ড বায়ু টারবাইনগুলির বিদ্যুৎ উৎপাদন দক্ষতা প্রকৃতপক্ষে আদর্শ নয়। তবে, বিশেষভাবে ডিজাইন করা আধুনিক নিম্ন বায়ু গতির বায়ু টারবাইনগুলি বায়ুগতিগত অপ্টিমাইজেশন, বুদ্ধিমান নিয়ন্ত্রণ এবং আকার এবং উচ্চতা বৃদ্ধির মতো প্রযুক্তির একটি সিরিজের মাধ্যমে দক্ষতার সাথে বায়ু শক্তি গ্রহণ করতে সক্ষম হয়েছে, যা পূর্বে উন্নয়নের জন্য মূল্যবান ছিল না এমন বায়ু সম্পদকে অর্থনৈতিকভাবে সম্ভাব্য বিদ্যুতে রূপান্তরিত করেছে। অতএব, এই অঞ্চলগুলিতে "বিদ্যুৎ উৎপাদন দক্ষতা" ব্যাপক প্রযুক্তিগত সমাধানের মাধ্যমে একটি প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ থেকে একটি অপ্টিমাইজেশন ইস্যুতে স্থানান্তরিত হয়েছে এবং বিশ্বব্যাপী বায়ু শক্তি উন্নয়নের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ বৃদ্ধির বাজারে পরিণত হয়েছে।